网格环境下剖分算法提高Minkowski求和效率的实验研究

Minkowski和的边界值是实现位置空间障碍物的关键技术,为改进算法的运行和求和速度,采用凹多面体回路的近似精确算法设计。首先指出了传统多面体算法的不足,进行完成了改进算法的设计及分析。实验验证采用了凸四面体、凹九面体顶点坐标,在给出了详细的实验过程后得出:相比旧算法设计的改进算法执行时间较短,未出现新的顶点,实现了凹多面体的近似精确Minkowski和多面体边界表示,执行时间对比进一步验证了效率的改进。这一研究对于三维虚拟实验室和三维模型数据传输技术的改进具有一定的意义。     

应用剖分算法实现Minkowski求和效率提高的实验研究

Minkowski和的边界值是实现位置空间障碍物的关键技术,本文为改进算法的运行和求和速度,采用凹多面体回路的近似精确算法设计。首先指出了传统多面体算法的不足,进行完成了改进算法的设计及分析。实验验证采用了凸四面体、凹九面体顶点坐标,在给出了详细的实验过程后得出：相比旧算法设计的改进算法执行时间较短,未出现新的顶点,实现了凹多面体的近似精确Minkowski和多面体边界表示,执行时间对比进一步验证了效率的改进。这一研究对于三维虚拟实验室和三维模型数据传输技术的改进具有一定的意义。     

基于凸多面体剖分的并行碰撞检测算法

针对传统的碰撞检测算法对于复杂多面体之间的碰撞检测时间过长的缺陷，提出并证明了一种凸多面体的剖分算法，该算法能将复杂的凸多面体剖分为简单四面体，利用基于MPI(Message Passing Interface)并行处理的方法来提高碰撞检测的实时性．给出了基于凸多面体剖分的并行碰撞检测算法与常规算法的比较结果，证明了所提出算法的优越性．     

基于简单凹多面体的凸剖分算法

本文依据凹多边形的特征,把其分为梳状多边形和普通凹多边形,并采取不同的剖分策略。对于梳状多边形,依据其特征采用角平分线划分,能够得到最少数目的凸多边形;而对于普通多边形以对角线划分为主,角平分线划分为辅,每次能够划分出包含顶点个数尽可能多的凸多边形,最终能够得到次最少数目的凸多边形。从而减少计算Minkowski子和的数目,提高了整个Minkowski和求和算法的速度。     

确定任意多面体的凸凹棱的快速算法及其应用

提出一种确定任意多面体凹凸棱的快速算法,并给出其在任意多面体的凸多面体剖分中的应用     

基于三维凸包计算凸多面体Minkowski和算法

传统的Minkowski和算法在计算实际物体间的精确的碰撞干涉时,很难直接获取运算所需的数据,进而需要进行大量的数据预处理。为了提高运算速度,减少数据处理量,本文设计了一种新的三维凸包计算方法,通过空间两凸多面体外表的点云信息直接计算其Minkowski和,用计算得到的凸包的面集表示Minkowski和的边界信息。然后,给出详细的算法描述和复杂度分析,并通过对比分析实验数据,验证了该算法的有效性。     

柔性物体变形及动画的实现

提出了一种任意两个多面体间内插变形的实现方法，并对算法中的具体实现作了较为详细的阐述，其关键是建立两个多面体间的映射关系，给出凹多面体到凸多面体的变换方法，并对球面展开成平面的具体特殊内插问题建立了数学模型，保证内插的光顺     

服装衣片三角形网格自动剖分

在传统的三角形网格生成和剖分算法基础上，提出了适合服装衣片三角形网格划分的凹多边形网格剖分算法，具有边界清晰，单元形状好，网格密度可控和自动程度高的特点，适合于任意形状的凹或凸多边形，可用于对织物和服装的数值化力学分析计算。     

基于扩展多面体包络函数的快速接触搜索算法

扩展多面体是由基本多面体和扩展球体通过Minkowski Sum方法构造生成,其同时具有多面体和球体的几何性质,可用于复杂形态颗粒的离散元模拟.为提高扩展多面体单元的接触搜索效率,本文采用球面函数与二阶多面体扩展函数加权求和的方法形成扩展多面体的包络函数,将扩展多面体的接触问题转化为两个包络函数之间的优化问题.通过拉格朗日乘子算法可求解该优化问题进而确定两个包络函数之间的接触中心点.基于该接触中心点可快速判断多面体单元间的最近点以及两个接触颗粒的接触法向和接触重叠量,从而避免了以往接触判断中逐个几何特征搜索判断导致的算法复杂性,有效地提高了扩展多面体离散元的接触搜索效率.综合以上扩展多面体单元的快速接触搜索方法和非线性接触模型,本文发展了基于扩展多面体的非规则离散元方法.通过不同形态单个颗粒下落过程的模拟,研究了包络函数中光滑度系数对结果的影响.分析表明光滑度系数在0.0001–0.1范围内对计算结果影响较小,且光滑度系数越小计算结果越趋近于一致,说明本文方法具有良好的稳定性.通过多颗粒在方形平底漏斗中卸料过程的离散元模拟,与已有的试验和数值模拟结果对比分析了漏斗中的剩余颗粒比例,验证了本文提出的高效接触搜索算法和非线性接触模型的可靠性.     

剖分凹多边形算法在RP扫描路径生成中的应用研究

本文对快速成型中扫描路径生成算法进行了研究,针对由分层得到的二维轮廓直接进行OFFSET扫描带来的自相交等复杂问题,提出把剖分凹多边形为几个凸多边形的算法运用其中,对轮廓进行分区域,最后在各个区域内部进行OFFSET扫描,并给出了详细的算法描述。     

简单多边形凸单元剖分算法的设计及实现

简单多边形凸单元剖分是计算几何的基本问题之一，剖分算法在许多领域均有较广泛的应用。本文给出了一个利用剖分线的特征性质，剖分简单多边形为凸多边形的剖分算法。算法消除了剖分后存在部分凸多边形可以合并的现象，既能使剖分得到的凸多边形数目较少，能使得到的剖分有较好的形态质量。实例表明算法具有较高的运行效率，因此有很好的实用性。     

基于增量算法的三角剖分算法

增量算法是平面投影法中一种常用的点云剖分算法,该算法编程简单,占用内存少,计算速度较慢.针对增量算法的特点,改进算法通过将不同位置的点剖分对应存储到不同的边链表和三角形链表中,降低了边和三角形的搜索时间,提高了三角化的速度.同时,采用了加点剖分中同步优化和初步剖分后全体再次优化的优化方案,大大提高了剖分三角形的质量.实际点云剖分的结果显示,该算法不仅速度快、占用内存小,而且形成的三角表面质量高.     

改进的加权部分简单多边形为凸多边形的算法

对加权剖分简单多边形为凸多边形算法的权函数做了改进,新的权函数容易计算,可以反映在点对间加入部分线时获得剖分在形态质量方面的性质,因此可以用来引导剖分。给出了一个利用这种权函数加权剖分简单多边形为凸多边形的算法实现步骤,讨论了所建立算法的性质。结果表明算法既能够使剖分得到的凸多边形数目较少,又能够使得到的剖分具有较好的形态质量,因此有很好的实用性。     

用于传热与流动数值计算的一种三角化剖分新方法

提出了一种基于前沿推进法的平面区域三角化网格剖分方法 ,它具有算法简单、易于编程和浮点计算量少的特点 ,同时可以克服以往算法在角点处可能出现一个单元的3个节点全在边界上的缺点。剖分实例表明 :该方法的鲁棒性和普适性较好 ,剖分结果经过光滑后 ,可用于多连通域中传热和流动问题的控制容积积分法的求解。     

简单多边形剖分为凸多边形的一个算法

在计算几何中简单多边形剖分是一类基本问题。剖分算法在许多领域均有较广泛的应用。本文通过引入的扩张中心点及扩张基点的概念,描述了多边形各顶点间的位置关系。在此基础上,给出了一个剖分算法。算法具有较高的运动效率,并使剖分得到的凸多边形数目较少,形态质量较好。     

基于波前法的球面三角剖分算法

鉴于现有球面三角剖分算法不能同时兼顾算法简单有效、剖分单元变形小和网格信息易于管理等特性,基于波前法层层推进原理,提出一种非层次递归剖分的球面三角剖分算法.并针对相邻波前剖分段数相等,其剖分单元几何变形比较大的情况,提出了网格优化方案.通过与QTM(quaternarytriangularmesh)算法比较,从剖分网格质量与剖分单元数两方面,分析了该算法球面三角网格的性能.分析结果表明:剖分所得的网格几何变形小、相似程度高、剖分单元数少,该剖分算法是一种有效的高精度球面三角剖分算法.     

不规则多面体相交体积的逐级分解算法

将建筑工程量中沟道、基础扣减量计算等问题,归结为多面体相交交集体积的计算问题,提出了基于计算机图形学的计算不规则多面体相交体积的逐级分解算法.该算法以计算机图形学中的一些基本算法为基础,并改进了其中判断点是否在平面内的交点计数法,导出了计算公式.通过定义分割函数,使该算法无论是对凸多面体还是凹多面体的相交体积计算,都是适用的.以计算机软件实现了该算法,通过实例计算,验证了该算法的正确性.     

一种基于边平移理论的Minkowski和构造算法

碰撞检测在智能机器人路径规划、机构虚拟装配仿真等领域都是研究的热点问题,快速精确的碰撞检测成为其发展的关键技术之一。基于Minkowski和的碰撞检测算法通过精确的数值计算可实现精确的碰撞检测,成为研究的一种有效途径。本文提出一种基于边平移理论的二维平面内两凸多边形的Minkowski和构造算法,并分析验证了所提出算法的性能。与传统的基于高斯映射的Minkowski和构造算法相比,该算法具有计算简单,执行效率高等优点。     

一个简单多边形凸单元剖分的算法

通过分析剖分得到的凸多边形的结构特点，发现了剖分线的特征性质，并引入可视链及可视度的概念加以描述。在此基础上，给出了一个利用剖分线的特征性质剖分简单多边形为凸多边形的剖分算法，算法消除了剖分后存在部分凸多边形可以合并的现象，既能使剖分得到的凸多边形数目较少，又能使得到的剖分有较好的形态质量。实例表明算法具有较高的运行效率，因此有很好的实用性。     

关于平行截面上两个多边形之间的合法三角剖分

研究了构造平行截面上两个多边形之间合法三角剖分的一些基本问题,给出了合法三角剖分与准合法三角剖分的定义,从而得出：一个多边形沿截面法向平移,在截面内平移和截面内等比例放缩都不影响三角剖分的合法性,任意两个简单多边形之间必存在一个准合法三角剖分,该结论对于彻底解决这个可视化和几何造型领域具有重要实用价值的三维重问题具有很大意义。