一类双参数类四次三角Bézier曲线及其扩展

给出了一类双参数的类四次三角Bézier曲线及其扩展曲线的定义,得到了该类曲线及其扩展曲线的性质,给出了两段双参数的类四次三角Bézier曲线[G1(C1),G2(C2)]及两段扩展曲线[G1(C1),G2(C2)]光滑拼接的充要条件,并讨论了这两类曲线的应用。算例表明,该类曲线及其扩展曲线在曲线造型,特别是在非对称图形的造型中,具有很强的描述能力。     

一类带两个形状参数的三次Bézier曲线

提出一组带两个形状参数λμ的四次多项式基函数，它是带一个形状参数的三次Bemstein基函数的扩展。基于该组基定义了一类带两个形状参数λμ的三次Bézier曲线，它不仅具有带一个形状参数的三次Bézier曲线的绝大多数性质，而且利用λμ的不同取值能够局部或整体调控曲线的形状，并且可以从两侧逼近控制多边形。讨论了两段曲线C^2拼接条件。最后，还给出了一些可调控曲面的实例。     

一类带两个形状参数的类四次三角Bézier曲线

给出了带两个形状参数λ1,λ2的类四次三角多项式Bézier曲线.该曲线不仅具有与四次Bézier曲线类似的性质,而且无需有理形式即可精确表示圆、椭圆、抛物线等二次曲线弧以及高精度近似表示圆柱螺线等超越曲线.利用两个参数的不同取值能够局部或整体调控曲线的形状,并且可以从两侧逼近控制多边形.讨论了两段曲线G2和C4连续的...     

带多参数的四次Bézier曲线的扩展

给出了一组带三个形状参数的类四次Bernstein基函数,它是四次Bernstein基函数的扩展,讨论它的基本性质,基于这组基定义了带三个形状参数的类四次Bézier曲线,该曲线和四次Bézier曲线有类似的性质,并具体分析了形状参数的几何意义和曲线间的光滑拼接。实例表明,该方法在设计曲线曲面时十分有效。     

一类带两个形状参数的三次Bézier曲线

提出一组带两个形状参数λ,μ的四次多项式基函数,它是带一个形状参数的三次Bernstein基函数的扩展.基于该组基定义了一类带两个形状参数λ,μ的三次Bézier曲线,它不仅具有带一个形状参数的三次Bézier曲线的绝大多数性质,而且利用λ,μ的不同取值能够局部或整体调控曲线的形状,并且可以从两侧逼近控制多边形.讨论了两段曲线C2拼接条件.最后,还给出了一些可调控曲面的实例.     

带形状参数的Bézier曲线

给出了含有参数λ的(n+1)次多项式基函数,其是n次Bernste in基函数的扩展;分析了这组基的性质,基于该组基定义了带有形状参数的(n+1)次多项式曲线。曲线不仅具有n次Bézier曲线的特性:如端点插值、端边相切、凸包性、变差缩减性、保凸性等,而且具有形状的可调性:在控制顶点不变的情况下,随着参数不同,可产生不同逼近控制多边形的曲线。当λ=0时,曲线可退化为n次Bézier曲线。运用张量积方法,可生成形状可调的曲面,曲面具有曲线类似的性质。应用实例表明,本文定义的曲线应用于曲线/曲面的设计十分有效。     

带形状参数的Bernstein-Bézier曲面

虽然三角域上的曲面造型方法能有效解决不规则产品的几何造型问题, 在实际工程中有着广泛的应用, 但由于其结构的特殊性和复杂性, 目前对三角域曲面的扩展研究并不多。为了丰富三角域曲面的理论, 针对如何增强三角域曲面形状表示的灵活性进行了专门的研究。首先构造了一组三角域上含一个参数的四次多项式基函数, 它是三角域上二次Bernstein基函数的扩展。然后用递推的方式定义了三角域上含一个参数的n+2次多项式基函数, 它是三角域上n次Bernstein基函数的扩展。基于新的n+2次多项式基函数, 定义了相应的n阶三角域曲面。分析了基函数和曲面的性质, 新曲面不仅具备三角域上Bernstein Bézier曲面的基本性质, 而且还可以在不改变控制顶点的情况下, 通过改变参数的值来自由调整曲面的形状。     

一类带形状参数的类四次三角Bézier曲线

本文给出了带形状参数的类四次三角多项式Bézier曲线。由五个控制顶点生成的曲线不仅具有类似于四次Bézier曲线的诸多性质,而且其形状可由一个参数进行调节,使得该曲线具有更强的表现能力。参数有明确的几何意义:参数越大,曲线越逼近控制多边形,具有比四次Bézier曲线更好的逼近性。曲线无需有理形式即可精确表示圆、椭圆、抛物线等二次曲线弧。为便于自由曲线的设计,还讨论了两段曲线的拼接性,并给出了曲线G2和C3连续的拼接条件。应用实例表明,该曲线在计算机辅助几何设计中具有较高的应用价值。     

带形状参数的QT-Bézier曲线曲面的构造和应用

为了更加方便地表示和修改曲线曲面,提出了带形状参数的四次三角Bézier曲线曲面QTBézier的构造方法和应用。首先仿照Bézier曲线性质,构造了带形状参数的基函数,定义了带形状参数的QT-Bézier曲线曲面并研究了他们的一些主要性质,并就参数的选取做了一些分析。这种带形状参数的QT-Bézier曲线曲面是已有的一些曲线曲面的一般表达方法,如果选取一些特殊的参数,可以表示特殊的和已知的曲线曲面,还可以构造不同形状的旋转面。带形状参数的QT-Bézier曲线曲面可以很好地通过形状参数来调整曲线曲面的外形,而且能构造不同的旋转面,由于有额外的形状参数,更便于交互。     

二/三阶三角Bézier 曲线

构造了两组由三角函数形成的基函数,并由这两组基函数定义了两种新的 曲线,分别称为二阶、三阶T-Bézier 曲线。这两种曲线分别具有和二次Bézier 曲线、三次Bézier 曲线一样简单的结构,而且都具有Bézier 曲线的基本性质,如凸包性、对称性、几何不变 性、端点插值和端边相切性。此外,在普通Bézier 曲线的G1 光滑拼接条件下,二阶T-Bézier 曲线可以达到G3 光滑拼接,三阶T-Bézier 曲线可以达到G2 光滑拼接。另外,给出了用二阶 T-Bézier 曲线来构造与给定多边形相切的曲线的方法,该方法简单有效,而且曲线对给定的 多边形是保形的。     

以给定的三次Bézier曲线为边界测地线的双三次Bézier曲面构造

曲面上的测地线是曲面上一类重要的曲线。测地线在计算机可视化、图像处理、 服装设计等领域均有广泛应用。该文利用一条曲线为所在曲面的测地线当且仅当它的从切面与 该曲面在这条曲线上的切平面重合这一论断,做了以下工作：对给定的三次Bézier曲线,构造 双三次Bézier曲面,使该曲面以给定的曲线为其边界测地线;讨论了具有给定测地线的组合双 三次Bézier曲面的连续性拼接问题;为了说明所给方法的有效性,给出了几个数值实例。     

基于四阶贝塞尔曲线的无人车可行轨迹规划

对于实际的无人车系统来说,轨迹规划需要保证其规划出来的轨迹满足运动学约束、 侧滑约束以及执行机构约束.为了生成满足无人车初始状态约束、目标状态约束的局部可行轨迹,本文提出了一种基于四阶贝塞尔曲线的轨迹规划方法.在该方法中, 轨迹规划问题首先被分解为轨形规划及速度规划两个子问题.为了满足运动学约束、 初始状态约束、目标状态约束以及曲率连续约束,本文采用由3个参数确定的四阶贝塞尔曲线来规划轨迹形状.为了保证转向机构可行,本文进一步采用优化方法求解一组最优参数从而规划出曲率变化最小的轨线.对于轨线执行速度规划,为了满足速度连续约束、加速度连续约束、加速度有界约束以及目标状态侧滑约束,本文首先求解了可行的轨迹执行耗时区间,再进一步在该区间中求解能够保证任意轨迹点满足侧滑约束的耗时,最后再由该耗时对任意点速度进行规划.本文结合实际无人车的应用对轨迹搜索空间生成、道路行车模拟以及路径跟踪进行了仿真实验,并基于实际的环境数据进行了轨迹规划实验.     

三次三角域Bézier 曲面的同次扩展

为了在不提升基函数次数的前提下赋予三次三角域Bézier 曲面形状调整的能力, 构造了一组含一个参数的三次双变量基函数,由之定义了由10 个控制顶点确定的三角域曲面 片。新曲面具有角点插值性,在角点处的切平面为由角点和其所在的两条边上与之相邻的两个 顶点确定的平面。改变参数取值,可以调整曲面形状。为了方便应用,给出了曲面片之间的G1 光滑拼接条件及曲面的几何迭代算法,分析了算法的收敛性以及收敛速度与参数取值之间的关 系。图例显示了所给方法的正确性和有效性。     

Bézier 曲线的多项式重新参数化检测

研究了一种用于精确检测一条Bézier 曲线的次数是否可以通过多项式重新参数化 降低的算法。该算法对任意一条Bézier 曲线,将重新参数化前后的基函数的关系用方程组的形 式表达,但不需要解方程,而是通过系数表示的金字塔算法直接计算,可以精确求出用于重新 参数化的多项式和降低次数后的Bézier 曲线的控制顶点,并且该重新参数化的多项式在相差一 个线性变换的前提下是唯一的。通过实例应用,该算法运算速度较之前的算法快。     

三次Bézier 曲线与圆弧有重合点时的Hausdorff 距离

Hausdorff 距离常用来度量两条曲线的匹配程度,因此,它可以用来度量 三次Bézier 曲线与圆弧之间的逼近程度。论文给出了三次Bézier 曲线与圆弧在中点重合时, 它们之间的Hausdorff 距离表达式;以及三次Bézier 曲线与圆弧在一般情况重合（除端点外） 时的Hausdorff 距离表达式。通过这些表达式可以直接得出三次Bézier 曲线与圆弧之间的 Hausdorff 距离。     

基于二项式系数设计矩阵的Bézier曲线扩展

根据二项式的展开系数,设计出带形状参数的正系数矩阵,并对Bernstein基函数进 行具有明显几何意义的构造,推导出同阶带参的A-Bernstein基函数,该基函数具有Bernstein基函 数类似的性质。在此基础上推导出对应的A-Bézier曲线,分析了其不但具有Bézier曲线类似的性质, 而且在原始控制点不变的情况下,可以通过修改形状参数来对曲线进行调整。此外,还进一步说 明了可以通过对正系数矩阵的调整,实现对曲线的调整。通过举例,展现出该方法灵活有效。