三角片离散法实现数控铣床加工仿真

三角片离散法是根据三轴数控铣床加工中的特点提出的加工仿真方法。文中结合笔者在微机上制作仿真软件的经验,使用三角片离散法实现数控铣床加工仿真;并详细地介绍了三角片离散法的原理、简化模型、计算方法以及提高效率的途径。该方法简单易行,而且有很好的真实感效果。     

在微机上实现数控铣床加工仿真

给出了在微机上实现数控铣床加工仿真的两种有效途径 .视向离散方法的主要思路是将毛坯和刀具进行离散 ,通过对离散后的数据结构进行一定操作来达到加工仿真的目的 ;三角片离散方法可以在仿真过程中不断地变换观察方式 ,而且仿真的结果能直接用于多种误差测量     

多分辨率三维建筑群建模与实时绘制技术

将纹理特征分析技术引入到多边形网格建模中,提出一种基于高程特征值进行曲面细分的算法以构建多分辨率虚拟建筑群模型。该算法给出一种三角边与纹理特征曲线相交的三角面分裂方法构造自适应细分三角网格。通过设计细分三角网格的二叉树数据结构和开发测试程序进行测试,表明该算法具有自适应网格速度快和保持几何特征较好的特点,可以满足在PC机上实现三维建筑群的大范围建模和实时交互显示要求。     

带边界约束的4片相邻三角Bézier曲面的近似合并

基于Jacobi基的性质以及条件极值问题的求解,对4片相邻三角Bézier曲面进行了近似合并.首先利用Jacobi基的正交性及其与Bézier基之间的基转换矩阵,得到合并前后三角Bézier曲面距离函数的L2范数;为了保证合并前后三角Bézier曲面在边界C0连续以及角点处高阶连续,控制顶点必须满足一系列线性约束.为得到与原曲面距离最小的近似合并曲面,只需要利用Lagrange乘子法解决带线性约束的条件极值即可.合并三角Bézier曲面的控制顶点可用矩阵显式表达,且合并的逼近误差可由合并前后曲面距离函数的L1范数形式精确给出.通过提高合并三角Bézier曲面的次数,可减小合并误差、改善合并效果.数值实例表明,该方法计算简单、直接,适用性强,逼近效果佳.     

基于PCNN的改进Split-merge图像分割

为了更好地分割图像,对传统Split-merge算法作出改进:PCNN先进行分裂,用一种简化的Mumford-Shah模型进行合并,使得分裂阶段不仅无效分割减少,而且无方块效应,对边缘定位准确;合并阶段能够理想地将分裂后的区域合并为感兴趣的前景与不感兴趣的背景,误合并与欠合并大幅减小.对Papav, Monkey, Twoman图像的仿真表明,其分割结果和运行时间均优于AMS,MBMS算法.仿真结果证明,本文算法是一种适用于图像分割的有效算法.     

嵌入式数控系统中3D加工仿真模块的实现

基于Cortex-A8和Android软硬件嵌入式数控平台,提出一种集成到中低端数控车床加工系统的仿真模块设计方法。在三角网格离散法建模的基础上,提出利用顶点平移算法计算三角片的顶点坐标值,大大减少复杂的三角函数计算量,并且基于强大的嵌入式三维图形Open GL-ES2.0接口绘制毛坯;基于NC代码特征解释译码,有效提取出刀具驱动数据信息;在刀具切削过程中,对扩展DDA圆弧插补算法进行改进,提高了切削精度。动态仿真测试表明:基于改进的算法进行加工仿真,3D效果逼真,插补点径向误差减小30%左右,加工仿真精度高。     

基于三棱柱体元结构的GIS地层仿真模型

在Delaunay离散点三角剖分算法,自适应三角格网划分算法和散乱数据曲面插值算法的基础上,提出一种新GIS地层仿真模型,描述该模型的对象存储结构,着重于如何获得足够的数据去仿真整个模型,以及对它进行切割并求其截面.     

一种基于逼近理论的曲面重构方法

从离散点列构造一条曲线出发,提出了一种可以处理散乱数据点的曲面重构方法,其主要思想是逐步逼近,即分别用平面三角形和三角Bezier曲面片逼近。详细介绍了空间点的三角划分、离散点的参数化、三角Bezier曲面片逼近以及两曲面片的拼接等算法;最后,给出了几个应用实现。     

三轴数控铣床系统图形的实时显示

在三角网格模型的基础上,提出一种数控铣床系统中刀具扫描体的快速求法,充分利用计算机图形学中直线和圆弧域的求交方法——中点求交法和四向圆弧填充法,变浮点乘除运算为有利于计算机硬件实现的整数加减运算;并提出了操作方便的三角网格简化LOD方法,在图形显示时,该方法根据图形显示比例系数,把在一个像素范围内的小三角片合并成大三角片;对用LOD方法简化后的非特征区法矢相同的大三角片面进行进一步合并．实验结果表明,上述方法减少了图形显示时的运算时间,提高了图形显示速度及效率．     

基于二叉树的平面连杆机构运动仿真及软件开发

将平面连杆机构的二副杆、三副杆、机架等构件定义为机构二叉树的结点集合,通过定义构件的联接规则,将机构表示为二叉树数据结构,其中树的节点和左、右孩子包含了连接副和构件几何参数等信息。通过对二叉树的后序遍历算法建立了平面连杆机构运动分析方法,采用面向对象技术开发了平面连杆机构运动仿真软件,实现了平面连杆机构的运动分析与仿真,仿真算例表明了该方法的有效性。     

任意三角网格模型体积的快速精确计算方法

三角网格是使用最为广泛的网格模型。提出了一种仅根据三角网格模型的三角面片集合计算模型体积的方法。该方法通过指定投影平面,计算每个三角面片及其在投影平面上的投影所围成的凸五面体的带符号体积（必要时对三角面片进行细分）,整个模型的体积为所有凸五面体带符号体积的代数和。所提出的三角网格模型体积计算方法能实现模型体积的快速准确计算。在大型水电工程施工模拟中施工单元的方量计算测试和不同规模的三角网格模型体积计算测试都证实了该方法的有效性。     

图形相似性匹配在多机器人地图中的应用

在多机器人同时定位与地图创建（Simultaneous Localization and Mapping,SLAM）协同工作下,要求融合各机器人的特征子地图形成单一的公共地图,利用三角形相似性原理,实现SLAM定位中各机器人子地图的相互匹配。在机器人创建的地图中,依据路标位置相关的特征组成最小三角形,并通过三角形相似性原理对各机器人创建子地图进行相似性匹配,并记录相似三角形对应点匹配次数,最后彼此匹配次数最多的对应路标即为相关联的路标对。实验结果表明该方法是有效的,且鲁棒性强。     

基于控制点误差控制的网格简化算法

提出了一种基于控制点误差控制的网格简化算法，以初始网格三角形的中心点作为第一类控制点，以特征边的顶点作为第二类控制点，控制点与受控三角形之间的距离作为简化误差。根据设定的三角形权重，按照顺序进行三角形折叠操作，简化操作后必须满足控制点到受控三角形的距离小于阈值。     

Polynomial surfaces interpolating arbitrary triangulations

Triangular Bezier patches are an important tool for defining smooth surfaces over arbitrary triangular meshes. The previously introduced 4-split method interpolates the vertices of a 2-manifold triangle mesh by a set of tangent plane continuous triangular Bezier patches of degree five. The resulting surface has an explicit closed form representation and is defined locally. In this paper, we introduce a new method for visually smooth interpolation of arbitrary triangle meshes based on a regular 4-split of the domain triangles. Ensuring tangent plane continuity of the surface is not enough for producing an overall fair shape. Interpolation of irregular control-polygons, be that in 1D or in 2D, often yields unwanted undulations. Note that this undulation problem is not particular to parametric interpolation, but also occurs with interpolatory subdivision surfaces. Our new method avoids unwanted undulations by relaxing the constraint of the first derivatives at the input mesh vertices: The tangent directions of the boundary curves at the mesh vertices are now completely free. Irregular triangulations can be handled much better in the sense that unwanted undulations due to flat triangles in the mesh are now avoided.     

采用树自动机推理技术的信息抽取方法

提出了一种利用改进的k-contextual树自动机推理算法的信息抽取技术。其核心思想是将结构化（半结构化）文档转换成树,然后利用一种改进的k-contextual树（KLH树）来构造出能够接受样本的无秩树自动机,依据该自动机接收和拒绝状态来确定是否抽取网页信息。该方法充分利用了网页文档的树状结构,依托树自动机将传统的以单一结构途径的信息抽取方法与文法推理原则相结合,得到信息抽取规则。实验证明,该方法与同类抽取方法相比,样本学习时间以及抽取所需时间上均有所缩短。     

战术C2实体协同决策任务协调者的设置方法

为解决战术指挥控制(C2)实体之间协同决策任务协调者的设置问题,提出战术C2实体间的协作量、协作交流网中节点间的距离、树高最小的生成树等概念,给出树高最小的战术C2实体之间虚拟层次结构(指挥控制树)的生成算法,根据指挥控制树设置任务协调者。算例分析结果验证了该方法的有效性。     

利用GPU进行实时大规模3D地形渲染的方法研究

提出了通过GPU渲染地形的一种简易方法,首要的任务就是将高度场的查询及批LOD处理也从CPU移至GPU。顶点位置可结合层级索引模板由顶点着色器计算给出,然后,对地形顶点采用适当的图元进行索引,调用一次API就可绘制所有的三角形。最后,添加额外的“裙摆顶点”来填补由批LOD算法造成的裂缝。该算法不必每帧都更新顶点缓冲,从而大大减少了系统内存和CPU的开销。     

基于三角形带的地形可视化算法研究

三维地形可视化是三维视景仿真的重要组成部分.目前多数地形LOD算法以地形本身的数据结构为出发点,在绘制过程中地形网格中的三角形一般作为独立的元素在图形加速卡中渲染,在一定程度上降低了效率.对基于三角形带的地形可视化算法深入研究,首先使用交叉存取的四叉树数据结构对网格进行表示,表示方法有利于在显示过程中实时产生三角形带,通过嵌套误差判据球来确定顶点的活跃度,最后所产生的地形网格是一个三角形带,有利于加快显卡的处理速度,提高了显示效率.实验结果表明,算法是可行的.     

虚拟战场环境中地形场景的实时简化技术

三维地形场景实时简化是构建虚拟战场环境中的基本问题,本文论述了一种基于限制四叉树的地形简化算法,实现对规则格网DEM的连续多分辨率表示,结合实时消隐技术,减少场景绘制的三角形数目,提高了大规模DEM地形场景的实时可视化和动态交互的速度。     

几何数据压缩的一种新算法

本文提出一种几何数据压缩的新算法,其基本思想是在已知物体网格边界的条件下,首先寻找边界的凹点,然后建立网格结点的特殊树结构,即横切面树,并将横切面树中相邻节点内网格结点之间的关系表示为链表（三角形条带）,按契约数结构及链表（三角形条带）编码、存储帮传输网格结点的连接关系,这种算法不同于Gabriel Taubin算法,它具有对顶点坐标、属性坐标及三角形连接关系压缩无损等许多优点。