均匀T网格样条曲面的局部细分算法

为解决T样条曲面造型中控制点插入的规范与半规范问题,提出基于均匀T网格样条曲面的局部细分算法。首先根据T样条曲面定义,将B样条曲面转换成均匀T网格样条曲面,然后在均匀T网格样条曲面中进行局部均匀控制点插入。为满足曲面局部特征细分要求,采用递进控制点插入形式:拥有局部特征的网格先进行全行(或全列)均匀控制点插入,之后进行局部列(局部行)均匀控制点插入,在此基础上,可以再次进行均匀控制点插入,以达到对网格的嵌套细分。该算法对初始网格控制点的混合函数进行矩阵转换,得到最终T网格上控制点的混合函数,实现最终曲面构造。与T样条曲面的局部细分相比,该方法简化了任意控制点插入的复杂度,与B样条曲面的局部细分相比,该方法减少了多余控制点。     

G~2连续非均匀B样条闭合曲线迭代拟合算法

基于盈亏修正思路,提出一种二阶连续B样条闭合曲线迭代拟合算法,解决闭合曲面截面线重构问题。该算法在非均匀B样条曲线迭代拟合基础上,加入曲线闭合和二阶连续性等约束,迭代得到曲线控制点以拟合闭合曲线。最后以扭曲叶片截面线轮廓实例验证了算法有效性。     

B样条曲线在汽车CAD软件中的应用

在CAD软件的实际运用中,曲线主要采用B样条曲线,曲面主要采用B样条曲面。如果对B样条曲线和曲面的数学理论有一些基本理解,则对曲线和曲面的创建与控制就会有较大的帮助。不同的CAD软件会采用不同的B样条算法。讨论了Auto-CAD、CATIA和Rhino三种类型的CAD软件中的B样条曲线。并结合CATIA中自由曲面模块中的相关操作,进一步说明非均匀有理多项式B样条曲线在CATIA中是如何运用的。为CATIA曲线及曲面的相关学习提供一点参考。     

G1连续的封闭非均匀B样条曲线迭代算法

根据封闭曲线曲面重构的要求,提出一种满足一阶几何连续(G1连续)约束的迭代拟合非均匀B样条曲线的算法。该算法在盈亏修正迭代非均匀B样条曲线算法上的基础上,加入了曲线的首尾封闭(位置连续性G0)条件和封闭连接处的一阶几何连续(G1连续性)条件,通过迭代得到的控制点来拟合非均匀B样条曲线,保证曲线在封闭连接处的G1连续性。论文通过叶片轮廓拟合实例,用此迭代算法反求叶片轮廓控制点,并拟合曲线,验证了算法的有效性。     

平面轮廓曲线数据的B样条曲线逼近算法

周期性封闭B样条曲线曲面是医学内植物设计中曲线、曲面造型的主要构造方法.介绍一种断层医学图像目标组织轮廓样条曲线建模方法.首先从断层医学序列图像中提取出目标组织的轮廓曲线,然后采用多边形逼近简化数据点,之后在满足一定控制误差的条件下,用最小二乘法通过B样条曲线逼近轮廓曲线,用尽可能少的数据量表示出各个断层的轮廓曲线,获得医学内植物设计所需的骨组织轮廓曲线模型.     

均匀T网格样条曲面的半规范局部细分算法

为解决T样条曲面造型中控制点插入的半规范问题,提出了一种基于均匀T网格样条曲面的半规范局部细分算法.首先根据T样条曲面定义,将B样条曲面转换为均匀T网格样条曲面;然后在任意单一网格上进行控制点插入,或将网格进行嵌套细分.为满足曲面局部特征细分要求,建立超定方程组,用神经网络求解额外系数,添加于特定控制点上,以保证T样条曲面的半规范性;最后,通过额外系数计算新的混合函数,并构造最终曲面.并通过实例证明该算法的可行性,与现有的T样条的相比,曲面在达到相同精度时,该算法减少了多余控制点.     

圆柱螺旋线的NURBS逼近表示

针对圆柱螺旋线不能用多项式或有理多项式精确表达的缺陷,提出一种二次非均匀有理B样条逼近算法.通过组合平面圆弧和轴向二次非均匀有理B样条直线构成初始非均匀B样条螺旋曲线;为了减小逼近误差,根据权因子影响非均匀有理B样条曲线形状的特性,提出了修正de Boor细分算法中新控制点轴向坐标的逼近细分算法.实例表明,该逼近算法不仅简单,而且能够稳定地逼近原曲线以满足给定的误差要求,并且为构造非均匀有理B样条螺旋曲面和螺旋体提供了数据.     

基于轮廓约束点的B样条曲面拟合算法

提出了一种面向截面测量数据的B样条曲面拟合算法。首先对原始数据点列进行降噪处理,然后遴选出曲率优势点,并将其作为初始的轮廓约束点,得到插值于约束点的初始曲线。再在需改善拟合精度的区域增加约束点,直至获得满足精度要求的B样条曲线。最后以约束点数目最多的曲线为准,在其余的曲线上增加差额数目的约束点,并进行平均弦长参数化,构造出B样条曲线簇,最终获得B样条拟合曲面。仿真实验结果表明,该方法可显著压缩曲面模型的控制顶点数目,具有较高的曲面重构效率。     

一种基于离散数据的自由曲面建模方法

提出一种基于离散数据的自由曲面建模方法。该算法采用平行网格构造曲面，利用三次样条函数和参数样条对列表点进行行列两个方面的插补，采用局部回弹法进行曲线光顺，从而构造出适于数控加工的网格曲面，由于采用参数样条进行插补，可保证插值曲线通过所有型值点，曲线具有一、二阶导数连续的性质，可保证曲线的整体连续平滑。该方法的特点是方便了直角坐标下平行行切加工的数控编程。     

基于非均匀B样条小波的NURBS曲面光顺

将非均匀B样条小波分解方法用于曲面光顺。通过整体光顺度量确定曲面整体光顺的方向，进而通过曲面整体小波分解实现曲面的整体光顺；通过曲面在节点对处的局部光顺度量，确定要光顺的节点及方向，然后用最小区域算法实现曲面的局部光顺；给出了一种由用户交互指定光顺区域的区域光顺方法；用细节部分的再次分解控制曲面的光顺误差；通过施加约束解决光顺前后曲面边界位置和切矢不变的问题；对于计算的稳定性及可能出现的奇异情况给出了论述。这些光顺算法在浙江大学开发的反求工程CAD软件RE-SOFT中的实际应用效果表明，基于非均匀B样条小波分解的NURBS曲面光顺算法能够有效地去除曲面上的坏点，改善曲面的品质。     

计及二阶效应的大位移柔性梁杆系统动力学分析

结合小变形条件下梁杆单元精确有限元方法和大位移随动坐标法,建立了计及二阶效应的大位移运动柔性梁单元的动力学方程.首先从小变形结构入手,建立考虑二阶效应的柔性梁压弯力学模型,推导出二阶理论条件下平面压弯梁的精确有限元方程,进而获取二阶理论条件下梁单元精确刚度阵.运用大位移随动坐标法建立大位移几何非线性弹性梁杆单元平衡方程,使用柔性多体动力学的相对描述方法推导大位移梁单元在局部坐标系下的动力学方程.通过结点位移、速度和加速度在随动坐标系与整体坐标系间的相互关系得到梁单元在整体坐标系下的包含二阶效应的动力学方程.对某型港口起重机臂架系统的变幅工况进行了计及二阶效应的弹性动力分析.     

汽车磁流变悬架垂直振动控制与试验研究

在对整车振动系统进行分解和简化的基础上,提出一种分级智能控制系统,设计了用仿人智能思想来在线修改模糊控制器参数的1/4车磁流变悬架振动模糊自适应局部控制器,设计了整车悬架垂直振动的协调控制规则用于调整4个局部控制器的输出值。在MATLAB平台上对分级控制系统进行仿真,构建了磁流变悬架系统垂直振动的整车测控与评价系统,在不同条件下进行了道路试验。相对于被动悬架,分级控制的磁流变悬架使汽车底板振动加速度下降了约15％,使座椅振动加速度下降了约23％,表明用分级控制来减小磁流变悬架系统的垂直振动是可行的,可降低因模型的简化带来的影响,提高汽车的平顺性。     

SQUID二阶磁梯度计标定系统的空间位置优化

超导量子干涉器件(SQUID)是利用磁通量子化与约瑟夫森效应这两种特性而形成的超导器件,可以分辨极微弱磁场变化,在磁信号灵敏探测方面应用广泛。因此,为确保其输出映射的准确性与使用质量,对使用过程中其进行定期校准至关重要。本文针对SQUID二阶磁梯度计在使用过程中的标定系统优化问题展开讨论,以标定线圈圆心为中心点建立笛卡尔坐标系,固定Y轴方向的相对位置,首先从Z轴方向移动标定线圈找到电流灵敏度最大位置范围,之后进一步精确标定位置,在X轴方向找到对Z轴方向移动最不敏感的相对位置,为标定中可能出现的人为误差提供更大的容错范围。并通过解析模型与有限元仿真模型相互验证,为后续实验提供了理论依据与先行性。利用解析模型与有限元模型及实测数据确定SQUID二阶磁梯度计在使用中的校准系数均为1.107,并对所提出的标定方法所产生的不确定度进行分析,为梯度计在低噪声环境条件下进行标定提供了更大的鲁棒性。     

基于LMBP神经网络的故障预报方法及其应用

利用具有二阶收敛效应的Levenberg-M arquardt(L-M)算法优化BP的权值修正量,提出了一种快速收敛的LMBP学习算法,给出了基于LMBP神经网络的故障预报方法,并应用于某陀螺仪的故障预报。结果表明:较之BP和传统改进BP网络,LMBP网络有着更高的收敛速度;基于该网络的时间序列预测模型可以实现性能优越的非线性预报器,将其应用于非线性系统的故障预报能够取得良好的效果。     

嵌入式数字音频系统在车载导航系统中的应用研究

针对人们对导航系统人机界面越来越高的要求,介绍了基于IIS总线的数字音频系统在车载导航系统中的应用。该系统利用线性预测倒谱系数(LPCC)作为语音信号的特征参数,运用VQ矢量量化技术实现特定人的孤立词识别,通过特定人孤立词识别算法,将语音输入转化成命令,可以实现更友好的人机交互。     

基于Newton-Rapson迭代法的NURBS插补算法的研究

一阶、二阶Taylor展开式求解NURBS曲线插补坐标点ui+1,存在计算量大、插补时间长等问题,该文提出了一种基于Newton-Rapson迭代法的NURBS插补算法。仿真和实验结果表明:该算法计算过程简单有效,具有可行性和实用性,可以减少插补计算量和插补时间,提高插补精度和加工效率,满足了数控系统实时、高速、高效率插补的要求,对其他数控插补的过程具有很强的借鉴意义。     

谐波齿轮局部啮合屏幕仿真

为了清晰地反映谐波齿轮啮合情况 ,本文给出了谐波齿轮局部啮合仿真的数学模型和算法     

形貌视觉测量中立体拼接靶标的设计及应用

设计了一种正六棱柱形状的立体拼接靶标,以靶标侧面6个棋盘格的角点作为全局控制点。基于近景摄影测量技术,建立立体靶标的6个单元模型,通过计算模型内摄站间的相对位姿,推导出棋盘格角点在所属单元模型的局部坐标。以公共棋盘格为中介,确立相邻单元模型的坐标系转换关系。建立靶标的全局坐标系于1号棋盘格,推导该棋盘格平面与其像平面间的单应性矩阵,从而确立全局坐标系和1号棋盘格所处单元模型的坐标系的转换关系。依次递推实现全局坐标系和每个单元模型坐标系的转换,进而计算出全部靶标角点的全局坐标,再经光束平差算法获取精确值。以玻璃表面棋盘格的角点间距作为评价指标,拼接精度优于0.15 mm/m。基于立体拼接靶标的拼接试验表明,实体模型表面4个子区域的局部点云可被精确地拼接成整体点云。与基于全局控制点和平面靶标的拼接方法相比,本方法亦具有更高的拼接精度。     

H．264编码芯片中帧间模式选择优化算法的SOC实现

H．264是由ISO／IEC和ITu—T共同制定的新的视频编码标准，在未来的视频通信领域具有广泛的应用前景。为降低复杂度，提出了一种有效的帧间预测模式选择算法，使编码速度显著提高。实验结果显示，优化算法对于不同的量化步长可以明显减少运动估计耗时，同时PSNR的平均减小低于0．5dB，对图像质量的影响可以忽略，而输出码流比特率的增加仅在1．5％以内。根据改进的算法模型，设计了模式选择算法的硬件架构，完成了Soc实现，在典型0．18μm工艺标准单元库的基础上进行综合，面积约为18×10^4门，频率可以到达166MHz。     

基于相似性理论的轮胎花纹相似度检测与分析

基于相似性理论分析了轮胎花纹结构的特点。运用灰度直方图、均值哈希算法、共生矩阵法等图像处理方法,在MATLAB软件中搭建了一个轮胎花纹2D相似度检测系统。利用该系统对现有的轮胎花纹进行了相似度检测与分析。将特定花纹的局部改变与原有花纹进行相似度检测,结果验证了系统的稳定性和可靠性。该系统可为不同花纹之间相似度的量化提供依据。