一、基于权因子变动和约束优化的NURBS曲线形状修改(英文)（论文文献综述）
杨焕宇[1]（2016）在《面向虚拟现实的三维点云数据处理关键技术研究》文中研究说明虚拟现实技术是在计算机图形学,多媒体技术,传感器技术,计算机仿真以及人机交互技术基础上发展起来的交叉学科,是当前计算机技术研究的热门领域。三维建模技术是整个虚拟现实系统建立的基础,是虚拟现实技术中的关键技术。三维建模技术中的点云数据处理技术已成为了虚拟现实技术中的重要研究内容。三维点云数据处理技术的研究内容广泛,主要包括数据预处理技术、几何属性分析和几何造型方法。其中:数据预处理技术主要涉及数据采集、去噪平顺、孔洞填充、数据精简和分割等技术。几何属性分析主要包括几何特性值计算、特征提取和模型检索等技术。几何造型方法包括曲面重建和模型变形等技术。本文以计算机图形学、计算机辅助几何设计以及离散微分几何学等知识为理论基础,对点云数据的核心技术进行了深入研究。主要内容包括:（1）对点云增强、数据采样、特征提取、数据分割以及模型变形等三维点云数据处理相关研究领域的国内外研究现状进行了详细综述。为本文所研究的点云数据处理关键技术奠定了理论基础。（2）针对点云增强处理迭代计算过程中运算效率低的问题,提出了一种基于重采样的改进的三维点云数据增强方法。利用k邻域以及相邻点的法向量夹角的计算对三维点云模型的数据进行下采样,降低单次迭代计算的数据量。然后对采样后生成的多个点集分别利用点云增强算法进行计算。多次迭代计算结束后,再进行上采样,得到最终的运算结果。通过定义投影误差和分布的均匀性两个量化指标来衡量误差的影响,并结合模型运行结果的定性分析来评价该方法。实验证明,尽管与直接使用点云增强算法比较,处理结果略微降低了投影精度,但该方法大大提高了点云数据增强的计算效率。（3）提出了一种姿态无关的基于热核描述符和测地距离的人体模型分割方法。该方法通过计算人体点云模型各点的热核描述符,寻找模型热能分布的局部极大值,得到模型的特征点集。热核描述符具有的仿射不变性,使其应用在不同姿态的人体模型上都能正确地提取到人体模型的特征点。在获得人体模型的语义特征点后,我们再采用测地距离的方法来实现人体模型的层次分割。实验证明,该方法能克服测地距离特征提取的缺陷,不同姿态的人体模型都能够得到符合人体语义特征的模型分割结果。（4）提出了一种基于最小能量优化的人体模型变形的方法。该方法通过构建能量优化目标函数,并且设定约束条件。利用最小能量优化的方法在已知弧长约束和曲线上的多点约束情况下实现折线的变形。在满足一定误差的情况下,用折线的变形可以近似为曲线变形。运用重采样WLOP算法对人体点云模型进行点云增强处理,并通过热核描述符和测地距离相结合的方法实现人体模型分割。然后将待变形的人体部位转换成线框模型形式,通过对多条曲线的分层变形,最终实现人体部位的变形处理。实验证明,曲线变形保形效果好,人体模型能按照设定的目标模型围度要求实现变形。（5）提出了一种基于cage变形技术的模型尺寸各向异性调整的方法。该方法首先根据模型特征或内容定义对模型构建初始cage,再利用最小弹性能量方法调整cage的每条边在不同方向的尺度变化,运用均值坐标最终计算出了符合模型尺寸调整约束要求的变形结果。通过对多个不同复杂度模型的尺寸调整实验证明,该方法能实现模型各向异性的尺寸调整,并且能保持模型的敏感特征。论文最后对所做的研究工作进行了总结,并对下一步的研究内容及研究方向进行了讨论和展望。
姚庆睿[2]（2016）在《纤维增强复合材料结构件多尺度几何建模技术研究》文中指出纤维增强复合材料具有轻量化、高强度、可设计等特点,在航空航天、船舶、汽车等领域得到了广泛的应用。随着复合材料需求量的快速增长,其材料可设计性带来的设计成本高等问题逐渐突显,制约了其进一步发展,针对该问题,本文以复合材料层合板为对象,研究了复合材料产品多尺度几何建模技术,提出了基于自顶向下设计理论的结构材料一体化复合材料产品设计系统,将设计过程分为概念设计、几何设计与工程设计,并将该研究成果应用于所开发的软件系统中。本文以产品的特征化建模为基础,研究了复合材料产品概念设计与建模方法。根据产品的结构特点与材料属性,建立基于特征信息的产品结构点阵,在点阵分区的基础上建立基于材料属性的纤维束微观模型,最终得到集成特征点阵与材料模型的产品概念模型。该模型实现了设计信息的数字化,完成了结构信息与材料信息的耦合,体现了复合材料产品设计过程的多尺度性。以上述概念模型为基础,研究了基于NURBS曲面的复合材料产品几何建模技术。建立基于特征点阵的NURBS曲面产品结构几何模型。针对复合材料产品的多尺度特性,建立基于NURBS曲面分割与拟合的产品分区多层材料几何模型,并进一步实现阶梯层交界区域的过渡曲面拟合建模。几何设计最终得到以曲面为基本单元的结构与材料一体化模型,该模型继承了概念设计信息,以宏-细观多尺度的方式表达了产品的结构与材料信息。在上述几何模型的基础上,研究了基于结构网格的复合材料产品工程建模技术。针对有限元网格,设计了基于NURBS曲面等参线的密度可控结构网格建模算法。针对复合材料层合板的工程缺陷,分别设计了基于随机分布和概率谱分布的单层缺陷位置分布模型,进一步建立了随机椭球结构的气泡缺陷微观单胞模型,与缺陷位置分布模型互为映射。工程设计最终得到定义了缺陷信息的产品结构网格模型,该模型与有限元网格相匹配,完成了宏观网格与微细观缺陷的多尺度化定义,为工程分析及试验提供了模型支撑。基于本文的研究成果,开发了复合材料产品几何建模系统。完成了基于Open Inventor渲染核心的原型系统研发,实现了复合材料产品概念设计、几何设计和工程设计逐层递进的工作流程以及宏观、细观和微观多尺度化的结构材料同步设计,并以机翼蒙皮和J形筋为例验证了系统的可行性。
丁小星[3]（2012）在《基于约束优化的T样条曲面形状修改》文中认为本文针对T样条曲面的形状修改问题,提出一种基于约束优化的修改方法,得到计算T样条曲面新控制顶点的显式公式与线性系统,并给出实例以展示该方法的效果。
刘晓芳[4]（2012）在《铁路车轮型面参数化设计理论》文中研究表明本文是在国家自然科学基金项目《轮轨断面优化设计理论》（50475059）资助下完成的。铁路车轮型面设计是决定机车车辆蛇行稳定性、曲线通过性能、轮轨表面磨耗以及脱轨安全性等动力学性能的重要环节。在车轮型面的优化设计中,需要多次反复地进行外形形状曲线修改及性能计算,这就要求对车轮型面进行参数化建模,实现车轮型面的参数化设计。参数化设计在20世纪90年代后期已被广泛应用于机械、汽车、航空、建筑等行业中,但在研究车轮型面的动力学性能及进行车轮型面设计时,还未形成有效的、实用的参数化设计理论。非均匀有理B样条（英文缩写：NURBS）特有的良好性质及利用少量特征参数——权因子和控制顶点就能生成光顺曲线的优势非常适用于车轮型面的参数化设计。本文研究了NURBS曲线构造车轮型面的方法,及由此带来的型面曲线的局部性质、强的凸包性质和几何连续性,解决了车轮型面设计中局部修改踏面外形、保证型面凹凸形状及光顺性等难题；选取权因子和控制顶点作为车轮型面参数化设计中的设计变量,重点分析其几何意义及其取值对车辆动力学性能的影响规律,确定了取值范围；根据车轮型面的设计原则,对轮缘和踏面部分有不同的动力学性能要求,据此确定轮缘和踏面部分曲线的边界条件,利用NURBS曲线插值和逼近的方法分别对轮缘和踏面进行参数化建模,最后利用组合NURBS曲线方法对车轮型面进行参数化建模；基于这种参数化模型,以提高车辆动力学性能为设计目标,提出了基于NURBS表达的,根据少量特征参数生成动力学性能优秀的、光顺的铁路车轮型面参数化设计理论。根据参数化设计理论和设计流程编制软件,并将其应用于北京地铁磨耗型车轮型面的设计,设计出的DM型踏面曲线通过性能好、磨耗指数小,适用于北京地铁小半径曲线多的线路状况,证明了该设计理论具有较强的工程实用价值。
黎波[5]（2011）在《面向再设计的逆向工程CAD建模技术研究》文中研究表明逆向工程作为现代先进的设计方法之一,在产品开发设计中扮演着越来越重要的角色。并随着计算机图形学、计算机辅助几何设计以及高性能计算机等相关技术的发展,逆向工程得到了前所未有的深入研究和广泛应用。为了更加有利地支持产品的创新设计,如何将逆向设计与正向设计相结合成为了逆向工程研究所关注的焦点之一。本文重点研究了面向再设计的逆向工程相关技术及方法,为逆向工程技术的应用提供指导。根据实际当中面对不同类产品的问题,本文将研究内容分为针对结构类产品的逆向参数化建模及再设计方法,针对曲面类产品的逆向建模及基于曲面变形的再设计方法两类。主要以CATIA、ThinkDesign等商业CAD软件为平台,并结合逆向工程中的相关理论,研究了逆向建模技术以及各种再设计方法。在针对结构类产品时,提出通过现有的、成熟的商业CAD软件,并结合特征提取相关理论方法在结构类产品中进行各种特征的提取,如辅助特征提取、截面特征提取、非截面曲线特征提取等等。通过这种特征的提取,使得重建的CAD模型能更加准确地反映原始产品的设计意图。而更为重要地是,所提取的特征为参数化的特征,即得到是参数化特征模型,这非常有利地支持产品创新再设计。在针对曲面类产品时,同样提出基于特征的曲面逆向建模,即自由曲线曲面拟合及提取方法、多截面曲面特征提取、过渡曲面特征提取等等,这在准确反映原产品设计意图的同时,也更使得曲面类产品的表面质量得到最好保证。本文对于曲面类产品重点研究了基于曲面变形的再设计方法,如基于约束的曲面变形、基于控制点移动的曲面变形等等。即是利用商业CAD软件为无法参数化的曲面模型提供了非常方便的修改手段,如此,便能使曲面类产品像结构类产品一样可以随用户需要而进行必要地调整。本文也通过实例证明,这些特征提取技术以及再设计方法为产品的创新再设计提供了行之有效的途径。
张湘玉[6]（2010）在《基于细分的曲线曲面变形技术研究》文中研究指明几何造型是CAD的核心内容,变形技术是几何造型的重要组成部分。细分建模因其具有任意拓扑适应性、样条曲线曲面的连续性等诸多优势,已成为几何造型领域的重要内容,基于细分的变形也成为变形研究的一个重要方向。本文主要研究内容和创新性成果如下:提出了一种基本函数作用下基于细分的曲线变形方法和一种改进的基于细分的保弧长曲线变形算法。前者结合了基本函数作用下的自由变形以及插值细分的曲线“蒙皮”,解决了多点约束作用于多条相交曲线情况下变形的快速求解问题;后者将弧长增加的曲线简化方式和带调节参数的逼近型细分模式应用于保弧长曲线变形过程,直接从整体弧长不变考虑细分调节参数的选取,改善了原算法在曲线简化程度较高时出现的不光顺现象。提出了一种基于细分曲面的泊松网格编辑方法,在此基础上进一步提出了一种基于细分曲面控制的网格变形方法。前者以待变形模型包围网格所决定的细分曲面构造变形控制曲面,通过修改包围网格,将对应细分曲面变化信息转化为对模型梯度场的操纵;后者在指定变形区域模型表面设计细分曲面作为变形控制曲面,根据编辑前后的细分控制曲面以及因需设计的参照和目标控制曲线共同对变形区域网格执行梯度场操纵。两种方法均有利于几何细节在编辑过程中的有效保持,同时前者具有以细分曲面张成中间变形空间的FFD方法的变形优势,后者克服了传统参数样条曲面作为变形控制曲面难以贴合任意拓扑物体外形的缺陷。提出了两种细分曲面的自由变形算法:变形参考曲线（DRC）作用下的细分曲面的自由变形算法和势函数作用下的细分曲面的自由变形算法。前者将DRC作用下的简单几何约束变形应用于细分曲面的形状编辑,根据细分规则求解约束点、线、面以及交互划定的变形区域在各层次细分网格间的传递映射关系,变形区域内每个细分网格顶点由对应DRC得到变形后位置;后者将势函数作用下的网格约束变形应用于细分曲面的形状编辑,根据均匀细分网格更新细分后各顶点基于测地距离的势函数值,并以此作为各顶点的变形权值。两者得到的细分变形网格都满足预期的约束要求,前者变形求解速度更快,后者在变形质量和变形稳定性方面更具优势。提出了插值曲线约束下的非均匀Doo-Sabin细分曲面的两种变形算法:基于最小二乘法的变形算法和基于离散PDE的变形算法。两种变形算法在基于非均匀Doo-Sabin细分方法构造曲线插值曲面的基础之上,遵循了插值曲线驱动变形的基本思路。前者根据对称网格带建立约束方程,变形求解基于对称网格带的控制顶点扰动量总和最小,适合局部变形,运算速度快;后者建立在前者变形基础之上,作用于细分到一定深度的非均匀Doo-Sabin细分网格,通过建立离散PDE方程求解所有自由顶点的理想平均曲率值并据此调整自由顶点位置,适合整体变形,得到的曲线插值细分曲面更为光滑。
彭川[7]（2010）在《基于扩径头组合曲面的数控加工关键技术研究》文中认为传统的数控系统往往只具有直线和圆弧插补算法,这些功能在加工形状简单的零件时完全可以胜任,但是,随着现代科技的发展,简单形状的产品已经不能满足日益发展的工业要求,而且,产品的功能对形状也提出了更高的要求,因此,现代产品设计中出现了越来越多的包括样条曲线及组合曲面在内的形状复杂的零件,本文针对直缝焊管扩径头模块组合曲面,对组合曲面的实时插补展开了研究。全文共分五章,主要内容如下：1.分析了插补方法的基本原理及NURBS曲线曲面的基本理论知识,而后将两者进行结合,提出对模块曲面采用NURBS曲线的直接插补方法,2.研究了NURBS曲线实时插补的实现方法及其关键问题,深入分析了NURBS曲线实时插补时进给步长与弓高误差的关系,并引入了约束步长,且以约束步长为控制对象,间接将弓高误差控制在允许的范围之内,实现插补步长随弓高误差的自适应调节。3.使用软件对上述插补算法进行了仿真,得出了仿真曲线、进给步长曲线和弓高误差曲线,通过对插补结果的分析验证了该算法的正确性,并且证明了NURBS曲线实时插补方法的可行性和高效性4.研究和讨论了直缝焊管扩径头模块的组合曲面实时插补的关键问题,包括直缝焊管扩径头模块的组合曲面实时插补时其切削轨迹的生成、曲面实时插补时插补误差的产生和控制方法及组合曲面在曲面过渡处过渡切削轨迹的生成等问题,为复杂曲面的实时插补加工打下了一定的理论基础。
王洪艳[8]（2010）在《B-样条曲线曲面造型研究》文中进行了进一步梳理计算机辅助几何设计（CAGD）,是随着航空、造船、机械设计和制造等现代工业的蓬勃发展而逐步发展起来的现代应用技术学科,也是应用数学的一个重要分支。曲线、曲面造型是计算机辅助几何设计的一项重要内容,主要研究在计算机图像系统环境下对曲线、曲面的表示、设计、显示和分析。近年来,由于B-样条曲线、曲面有着良好的局部性质,所以其在工程设计中的应用越来越广泛。对设计者来说曲线、曲面的质量是一个关键的问题,而曲线、曲面的光顺是评价其质量的重要指标。因此曲线、曲面光顺是计算机辅助几何设计中曲面造型的一个重要研究内容。而曲线、曲面的光顺问题涉及到几何外形的美观性、实用性、易加工等特点,是一个较难界定的美学概念。本文主要研究一下几个问题:首先,讨论两段相邻四次B-样条曲线之间的光滑连接的条件。根据两段曲线在相邻断点的各阶导矢的关系,给出两四次B-样条曲线之间达到G1、G2连续的条件。该方法可以有效地解决两条B-样条曲线的光滑拼接问题。其次,对两相邻四次B-样条曲线光滑连接后产生的“新”曲线进行光顺处理。在分析已有的光顺方法的优缺点后,采用一种选点法与最小能量法相结合的优化方法,其基本思想是:利用遗传算法自动确定需要删除的节点,使得在误差允许的范围内曲线能量达到极小。该算法具有自动性和客观性,并在光顺曲线的同时达到了数据压缩的目的。最后,根据参数曲面几何连续性定义,研究有公共边界线的两双四次B-样条曲面G1光滑拼接的条件,给出公共边界线的本征方程,这些条件直接由两个B-样条曲面的控制向量表示。
范永强[9]（2010）在《基于DSP的NURBS直接插补技术研究》文中提出NURBS方法以其在复杂几何造型方面的诸多优势,在CAD/CAM和计算机图形学领域得到越来越广泛的应用。但是,传统的数控机床一般只有直线和圆弧插补功能,必须借助CAM系统将其离散成大量微小直线段再传到CNC系统中加工,难以满足当今高速高精加工的要求。因此,研究NURBS直接插补技术对于开发高速高精CNC系统具有十分重要的意义。本文结合浙江省重大机电装备专项项目（2006C11067）的科研任务,在深入分析NURBS相关理论知识和数控运动控制技术基础上,提出了新的NURBS直接插补算法。NURBS直接插补主要分两个步骤完成:轨迹空间到参数空间的映射和参数空间到轨迹空间的映射,综合运用解非线性方程法和de Boor算法实现NURBS直接插补,简化了插补运算,提高了插补效率。同时,本文提出的前瞻自适应算法,使进给速度能根据曲线形状自动进行调整,同时回溯和重插补策略可以保证加工过程中机床运动学参数控制在允许范围内,防止出现大的冲击和振动,提高表面加工质量。为了将危险点的对速度曲线的影响纳入到前期速度规划中,第四章在分段插补思想基础上提出了新的NURBS插补策略。最后,利用NURBS的对称性进行反向插补,实现了对减速点位置的准确预测。本文算法最终移植到基于DSP TMS320F2812的运动控制卡上,分别从硬件和软件两个方面详细介绍了算法的移植过程。硬件方面着重介绍了DSP上专门用于电机控制的事件管理器的配置情况,包括引脚、定时器、周期寄存器、比较寄存器的配置等;软件方面详细介绍了旋转缓冲区技术、IQmath库引入等。最后,对NURBS直接插补算法进行仿真分析和实验研究。利用Xk713数控铣床搭建实验平台,并设计了一条既有尖角和又有高曲率点的三次NURBS曲线进行加工实例加工,通过与传统算法比较,借助图形图表等手段分析插补算法在插补效率、精度、运动学参数等方面的性能表现,验证算法的可行性和可靠性。
王志国,周来水,谭昌柏,鲍益东[10]（2009）在《B样条曲面的形状修改——基于等参线的曲面缝合》文中认为参数曲面的形状修改在几何建模的过程中具有非常重要的作用。本文给出了两种方法:最小二乘法和能量法。这两种方法能修改B样条曲面,使得修改后曲面的等参线精确地通过指定的目标曲线并可在目标曲线处达到C1连续拼接。推导出明确的公式可以计算修改后的曲面的新控制顶点,该方法简单、快速。最后给出了基于等参线B样条形状修改和曲面曲面缝合在飞机和汽车外形逆向设计中的具体应用实例。
二、基于权因子变动和约束优化的NURBS曲线形状修改(英文)（论文开题报告）
（1）论文研究背景及目的
此处内容要求：
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景，再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题，并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例：
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
（2）本文研究方法
调查法：该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法：用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法：通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法：通过调查文献来获得资料，从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法：依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法：对研究对象进行“质”的方面的研究，这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法：通过具体的数字，使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法：运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法：这是社会科学用来分析社会现象的一种方法，从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法：通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、基于权因子变动和约束优化的NURBS曲线形状修改(英文)（论文提纲范文）
（1）面向虚拟现实的三维点云数据处理关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 研究背景及意义 |
| 1.2 三维点云模型处理技术研究现状 |
| 1.2.1 三维点云模型的预处理技术 |
| 1.2.2 三维点云模型的几何属性分析 |
| 1.2.3 三维点云模型的几何造型方法 |
| 1.3 论文研究内容和创新点 |
| 1.3.1 研究内容 |
| 1.3.2 创新点 |
| 1.4 论文的章节安排 |
| 第二章 三维点云模型处理中的关键技术研究 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 点云增强 |
| 2.2.1 去噪平顺 |
| 2.2.2 去除外点 |
| 2.2.3 孔洞填充 |
| 2.2.4 均匀分布 |
| 2.3 点云数据采样 |
| 2.3.1 点云数据重采样的方法 |
| 2.3.2 数据精简的研究现状 |
| 2.4 点云模型的分割 |
| 2.5 点云模型的特征提取 |
| 2.6 人体特征提取和分割 |
| 2.6.1 人体特征的定义 |
| 2.6.2 人体特征提取和分割的研究现状 |
| 2.7 点云模型变形 |
| 2.7.1 曲面变形方法 |
| 2.7.2 人体模型变形技术 |
| 2.7.3 模型空间缩放变形技术 |
| 2.8 小结 |
| 第三章 基于重采样方法的点云模型增强处理 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 算法的基础 |
| 3.2.1 LOP算法 |
| 3.2.2 WLOP算法 |
| 3.3 投影精度分析 |
| 3.3.1 误差估计 |
| 3.3.2 均匀分布 |
| 3.4 RWLOP算法 |
| 3.4.1 方法架构 |
| 3.4.2 简单下采样方法 |
| 3.4.3 基于法向量的下采样方法 |
| 3.5 实验结果及分析 |
| 3.5.1 参数设置 |
| 3.5.2 计算时间 |
| 3.5.3 投影误差分析 |
| 3.5.4 迭代效果分析 |
| 3.6 小结 |
| 第四章 基于热核描述符的人体模型分割算法 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 热核描述符 |
| 4.2.1 热核描述符的研究现状 |
| 4.2.2 热核函数和热核描述符 |
| 4.2.3 热核函数的特性 |
| 4.2.4 热核描述符的计算 |
| 4.3 人体模型层次分割定义 |
| 4.3.1 人体模型语义特征点定义 |
| 4.3.2 人体模型层次结构划分 |
| 4.4 基于特征点的模型层次分割 |
| 4.4.1 特征点检测 |
| 4.4.2 层次分割的方法 |
| 4.5 算法实现及实验结果 |
| 4.5.1 算法实现及参数选择 |
| 4.5.2 模型分割结果及分析 |
| 4.6 小结 |
| 第五章 基于能量优化的方法实现人体模型的变形 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 算法的理论基础 |
| 5.2.1 变形模型的几何表示 |
| 5.2.2 能量优化法的基本原理 |
| 5.2.3 几何约束条件的处理 |
| 5.2.4 数学规划问题 |
| 5.3 基于能量优化的方法实现带约束的曲线变形算法 |
| 5.3.1 折线的内在几何表示 |
| 5.3.2 离散曲线的最小能量法 |
| 5.3.3 约束条件的设定 |
| 5.3.4 曲线变形算法描述 |
| 5.4 三维人体点云模型变形方法 |
| 5.4.1 三维人体模型建模处理 |
| 5.4.2 人体模型变形实现方法 |
| 5.5 实验结果及分析 |
| 5.5.1 曲线变形算法比较 |
| 5.5.2 人体点云模型的预处理 |
| 5.5.3 人体模型腹部变形 |
| 5.6 小结 |
| 第六章 基于cage变形技术的模型各向异性缩放研究 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 基于Cage的变形技术 |
| 6.2.1 Cage的构造 |
| 6.2.2 重心坐标 |
| 6.3 算法描述 |
| 6.3.1 概述 |
| 6.3.2 初始cage的构造 |
| 6.3.3 基于能量优化法的目标cage构造 |
| 6.3.4 模型变形实现 |
| 6.4 实验结果及分析 |
| 6.4.1 算法比较 |
| 6.4.2 算法效率分析 |
| 6.5 小结 |
| 第七章 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录 |
| 附录A 攻读博士学位期间取得的成果 |
| 附录B 攻读博士学位期间所参与的项目 |
（2）纤维增强复合材料结构件多尺度几何建模技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 课题背景及研究意义 |
| 1.2 国内外在该方向的研究现状及分析 |
| 1.2.1 复合材料设计理论研究现状 |
| 1.2.2 复合材料结构件多尺度几何建模技术研究现状 |
| 1.2.3 结构材料统一的信息化建模技术研究现状 |
| 1.2.4 复合材料建模软件 |
| 1.3 综述与简析 |
| 1.4 本文主要研究内容 |
| 第2章 复合材料多尺度几何建模系统总体设计 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 复合材料层合板结构形式及应用分类 |
| 2.2.1 复合材料层合板结构形式 |
| 2.2.2 复合材料层合板应用分类 |
| 2.3 复合材料结构件几何建模理论基础 |
| 2.3.1 特征化阵列点元表示法 |
| 2.3.2 NURBS曲面表示法 |
| 2.3.3 等参线结构网格表示法 |
| 2.4 几何建模系统总体方案 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 基于特征的复合材料概念模型建立 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 系统总体设计 |
| 3.3 复合材料概念模型数据结构 |
| 3.4 结构概念模型建立 |
| 3.4.1 针对机翼蒙皮的特征点阵生成算法 |
| 3.4.2 针对J形筋的特征点阵生成算法 |
| 3.5 材料概念模型建立 |
| 3.5.1 材料属性定义 |
| 3.5.2 微观模型建模算法 |
| 3.6 本章小结 |
| 第4章 基于NURBS曲面的复合材料几何模型建立 |
| 4.1 引言 |
| 4.2 系统总体设计 |
| 4.3 复合材料几何模型数据结构 |
| 4.4 结构几何模型建立 |
| 4.4.1 NURBS曲面建模 |
| 4.4.2 产品曲面控制 |
| 4.5 材料几何模型建立 |
| 4.5.1 基于材料属性的产品曲面分割 |
| 4.5.2 基于层合结构的产品细观曲面拟合 |
| 4.5.3 阶梯铺层区域NURBS曲面生成 |
| 4.6 本章小结 |
| 第5章 基于结构网格的复合材料工程模型建立 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 系统总体设计 |
| 5.3 复合材料工程模型数据结构 |
| 5.4 结构工程模型建立 |
| 5.4.1 基于等参线的结构网格划分 |
| 5.4.2 结构网格的局部优化 |
| 5.5 材料工程模型建立 |
| 5.5.1 工程缺陷定义 |
| 5.5.2 基于单位体积元的气泡缺陷模型构成 |
| 5.5.3 基于随机数的缺陷模型建模算法 |
| 5.5.4 基于概率谱的缺陷模型分布算法 |
| 5.6 本章小结 |
| 第6章 复合材料几何建模系统软件平台开发 |
| 6.1 引言 |
| 6.2 系统的架构和业务流程设计 |
| 6.2.1 系统架构 |
| 6.2.2 系统业务流程 |
| 6.3 系统界面及操作流程 |
| 6.4 实例验证 |
| 6.5 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
（4）铁路车轮型面参数化设计理论（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 中文摘要 |
| ABSTRACT |
| 1 绪论 |
| 1.1 选题背景及意义 |
| 1.2 国内外研究现状 |
| 1.2.1 磨耗型车轮型面设计方法综述 |
| 1.2.2 NURBS研究动态 |
| 1.3 国内外科研调查情况 |
| 1.4 论文主要工作 |
| 1.4.1 研究内容及拟达到的目标 |
| 1.4.2 拟解决的关键问题及其解决方法 |
| 1.4.3 研究内容预期创新性 |
| 2 NURBS曲线及其基本算法 |
| 2.1 NURBS曲线的定义及性质 |
| 2.1.1 定义 |
| 2.1.2 性质 |
| 2.2 NURBS曲线的基本算法 |
| 2.2.1 NURBS曲线的齐次坐标表示 |
| 2.2.2 NURBS曲线的求值 |
| 2.2.3 NURBS曲线的求导 |
| 2.3 二次有理贝齐尔曲线 |
| 2.4 圆弧及直线的构造 |
| 2.5 本章小结 |
| 3 标准磨耗型车轮型面的构造 |
| 3.1 国内外标准磨耗型车轮轮缘踏面外形 |
| 3.2 我国标准磨耗型车轮型面的几何特征 |
| 3.3 组合NURBS曲线 |
| 3.4 各种标准磨耗型车轮型面的构造函数 |
| 3.5 二次NURBS曲线构造车轮型面的几何特性 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 权因子与控制顶点对车辆动力学性能的影响研究 |
| 4.1 权因子对车轮型面曲线的影响 |
| 4.1.1 权因子的几何意义 |
| 4.1.2 权因子对车轮型面曲线的影响 |
| 4.2 控制顶点对车轮型面曲线的影响 |
| 4.2.1 控制顶点的移动原则 |
| 4.2.2 控制顶点对车轮型面曲线的影响 |
| 4.3 权因子与控制顶点对车辆动力学性能的影响 |
| 4.3.1 轮轨接触几何特性参数与车辆动力学性能 |
| 4.3.2 权因子对轮轨接触几何特性的影响 |
| 4.3.3 控制顶点对轮轨接触几何特性的影响 |
| 4.4 本章小结 |
| 5 基于NURBS的车轮型面参数化设计方法 |
| 5.1 车轮型面设计原则 |
| 5.2 车轮型面的参数化建模 |
| 5.2.1 有理二次曲线插值法确定轮缘NURBS曲线 |
| 5.2.2 有理二次曲线逼近法确定踏面NURBS曲线 |
| 5.2.3 车轮型面的参数化建模 |
| 5.3 车轮型面的参数化设计理论体系 |
| 5.4 本章小结 |
| 6 车轮型面参数化设计方法的应用 |
| 6.1 北京地铁车轮踏面磨耗后形状的调查与分析 |
| 6.2 北京地铁磨耗型车轮型面参数化设计 |
| 6.2.1 车轮踏面外形数学处理 |
| 6.2.2 车轮型面参数化建模 |
| 6.2.3 车辆动力学性能分析 |
| 6.2.4 车轮型面参数化设计 |
| 6.3 本章小结 |
| 7 结论 |
| 7.1 结论 |
| 7.2 展望 |
| 参考文献 |
| 附录A |
| 附录B |
| 作者简历 |
| 学位论文数据集 |
（5）面向再设计的逆向工程CAD建模技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| CONTENTS |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 逆向工程的原理及应用 |
| 1.2 面向再设计的逆向工程方法介绍 |
| 1.2.1 基于特征的逆向建模 |
| 1.2.2 CAD曲线曲面变形发展现状 |
| 1.3 本文研究内容及章节安排 |
| 1.4 本章小结 |
| 第二章 结构类产品的逆向建模及再设计 |
| 2.1 结构类产品的逆向分析 |
| 2.1.1 产品的功能分析及设计意图的理解 |
| 2.1.2 逆向建模规划 |
| 2.2 基于特征的逆向建模方法研究 |
| 2.2.1 辅助特征提取 |
| 2.2.2 截面特征提取 |
| 2.2.3 非截面曲线特征提取 |
| 2.2.4 CAD模型完成 |
| 2.3 结构类产品的逆向再设计方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第三章 曲面类产品的逆向建模及再设计研究 |
| 3.1 曲面类产品的逆向分析 |
| 3.1.1 产品的功能分析及设计意图的理解 |
| 3.1.2 曲面重构规划 |
| 3.2 基于特征提取的逆向曲面建模 |
| 3.2.1 自由曲线、曲面拟合及提取方法研究 |
| 3.2.2 多截面曲面特征提取 |
| 3.2.3 过渡曲面提取 |
| 3.2.4 逆向CAD曲面建模实例 |
| 3.3 基于曲面变形的曲面类产品逆向再设计方法 |
| 3.3.1 约束驱动的曲面变形 |
| 3.3.2 基于控制点移动的曲面变形 |
| 3.3.3 其它常规几何变换曲面变形 |
| 3.4 本章小结 |
| 第四章 工程实践 |
| 4.1 逆向建模 |
| 4.1.1 模型数字化及预处理 |
| 4.1.2 特征提取及CAD模型重构 |
| 4.2 变形再设计 |
| 4.3 本章小结 |
| 结论与展望 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的论文 |
| 致谢 |
（6）基于细分的曲线曲面变形技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 图表清单 |
| 注释表 |
| 第一章 绪论 |
| 1.1 曲线曲面造型方法概述 |
| 1.2 曲线曲面变形技术综述 |
| 1.3 基于细分的曲线曲面变形技术研究现状 |
| 1.4 选题背景和研究内容 |
| 1.4.1 选题背景 |
| 1.4.2 研究内容 |
| 第二章 基于细分的曲线变形 |
| 2.1 引言 |
| 2.2 基本函数作用下基于细分的曲线变形 |
| 2.2.1 基本函数定义偏移曲线 |
| 2.2.2 曲线预变形 |
| 2.2.3 曲线细分“蒙皮” |
| 2.2.4 曲线变形实例 |
| 2.3 在轴变形技术中的应用 |
| 2.3.1 局部坐标系的建立 |
| 2.3.2 局部自交的处理 |
| 2.3.3 轴变形实例 |
| 2.4 改进的基于细分的保弧长曲线变形 |
| 2.4.1 曲线简化 |
| 2.4.2 基于刚性关节链的折线变形 |
| 2.4.3 基于保弧长的细分 |
| 2.4.4 应用实例 |
| 2.4.5 讨论 |
| 2.5 结束语 |
| 第三章 基于细分曲面的泊松网格编辑 |
| 3.1 引言 |
| 3.2 相关知识 |
| 3.2.1 细分曲面 |
| 3.2.2 泊松网格编辑 |
| 3.3 基于细分曲面的泊松网格编辑 |
| 3.3.1 构建模型包围网格 |
| 3.3.2 网格模型与细分曲面的关联 |
| 3.3.3 确定泊松求解边界条件和网格局部变换 |
| 3.3.4 泊松重构变形实现 |
| 3.3.5 多分辨率变形 |
| 3.3.6 变形实例分析 |
| 3.4 基于细分曲面控制的网格变形 |
| 3.4.1 网格变形区域的确定 |
| 3.4.2 变形区域的剖分细化 |
| 3.4.3 细分控制曲面的设计 |
| 3.4.4 变形区域网格与细分控制曲面关联关系的求解 |
| 3.4.5 控制曲线的设计 |
| 3.4.6 确定变形区域内三角形的局部变换 |
| 3.4.7 泊松重构变形实现 |
| 3.4.8 变形实例 |
| 3.5 结束语 |
| 第四章 基于几何约束的细分曲面的自由变形 |
| 4.1 相关工作 |
| 4.1.1 FFD 方法 |
| 4.1.2 前人研究工作 |
| 4.2 DRC 作用下的细分曲面的自由变形 |
| 4.2.1 DRC 作用下的简单几何约束变形 |
| 4.2.2 DRC 作用下的简单几何约束变形应用于细分曲面的形状编辑 |
| 4.2.3 实验结果 |
| 4.3 势函数作用下的细分曲面的自由变形 |
| 4.3.1 势函数作用下的网格约束变形 |
| 4.3.2 势函数作用下的网格约束变形应用于细分曲面的形状编辑 |
| 4.3.3 实验结果 |
| 4.4 讨论 |
| 4.5 结论 |
| 第五章 基于插值曲线的非均匀Doo-Sabin 细分曲面的变形 |
| 5.1 引言 |
| 5.2 基于非均匀Doo-Sabin 细分方法的曲线插值 |
| 5.2.1 非均匀Doo-Sabin 细分曲面 |
| 5.2.2 对称网格带 |
| 5.2.3 曲线插值 |
| 5.3 插值曲线约束下非均匀Doo-Sabin 细分曲面的变形 |
| 5.3.1 二次NURBS 曲线的变形 |
| 5.3.2 基于最小二乘法的细分曲面的变形 |
| 5.3.3 调整参数作用下对称网格带的形状修改 |
| 5.3.4 基于离散PDE 的光顺变形 |
| 5.3.5 综合变形实例分析 |
| 5.4 结束语 |
| 第六章 总结与展望 |
| 6.1 总结 |
| 6.2 展望 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 在学期间的研究成果及发表的学术论文 |
| 附录Ⅰ |
（7）基于扩径头组合曲面的数控加工关键技术研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 数控技术的产生和发展 |
| 1.1.1 数控技术的产生 |
| 1.1.2 数控技术的发展 |
| 1.2 数控技术的国内外发展状况及趋势 |
| 1.2.1 我国数控技术的发展状况 |
| 1.2.2 国外数控技术的发展及现状 |
| 1.2.3 数控技术的发展趋势 |
| 1.3 数控编程方法的发展 |
| 1.4 数控插补技术的发展 |
| 1.5 本文的主要研究内容 |
| 1.6 本章小结 |
| 第2章 数控插补原理分析 |
| 2.1 基本插补原理 |
| 2.2 数控插补方法 |
| 2.2.1 逐点比较法 |
| 2.2.2 数字积分插补法 |
| 2.2.3 加密判别插补法 |
| 2.2.4 双判别插补法 |
| 2.3 参数曲线的插补方法 |
| 2.4 本章小结 |
| 第3章 组合曲面NURBS造型基础 |
| 3.1 产品形状数学描述的发展 |
| 3.2 NURBS曲线基础 |
| 3.2.1 NURBS方法的提出及优缺点 |
| 3.2.2 NURBS曲线的数学方程 |
| 3.2.3 NURBS曲线的性质 |
| 3.2.4 NURBS曲线反插节点算法 |
| 3.2.5 NURBS曲线的插值 |
| 3.3 NURBS曲面基础 |
| 3.3.1 NURBS曲面的数学方程 |
| 3.3.2 NURBS曲面的性质 |
| 3.3.3 NURBS曲面上点的计算 |
| 3.4 本章小结 |
| 第4章 NURBS曲线实时插补及其分析 |
| 4.1 NURBS曲线插补的基本原理 |
| 4.2 NURBS曲线插补的实现方法 |
| 4.2.1 插补预处理 |
| 4.2.2 实时插补计算 |
| 4.3 误差控制和速度自适应调节 |
| 4.3.1 误差控制 |
| 4.3.2 速度的自适应调节分析 |
| 4.3.3 加减速控制分析 |
| 4.4 仿真实例 |
| 4.5 本章小结 |
| 第5章 组合曲面的实时插补研究 |
| 5.1 组合曲面上切削轨迹的实时生成 |
| 5.2 曲面插补误差的产生及控制 |
| 5.3 组合曲面实时插补中的过渡问题 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 致谢 |
| 附录A 攻读学位期间所发表的学术论文目录 |
（8）B-样条曲线曲面造型研究（论文提纲范文）
| 摘要 |
| Abstract |
| 第1章 绪论 |
| 1.1 B-样条曲线曲面的背景与意义 |
| 1.2 国内外现状分析 |
| 1.3 本文主要研究内容 |
| 1.4 课题来源 |
| 第2章 基础知识 |
| 2.1 B-样条曲线的定义 |
| 2.2 B-样条的递推定义及性质 |
| 2.3 B-样条的局部性质 |
| 2.4 B-样条曲面的定义及性质 |
| 2.5 本章小结 |
| 第3章 四次B-样条曲线 |
| 3.1 四次B-样条曲线 |
| 3.2 四次B-样条曲线的各阶端点切向量 |
| 3.3 两段四次B-样条曲线的光滑连接 |
| 3.3.1 两段四次B-样条曲线之间的G1连续拼接条件 |
| 3.3.2 两段四次B-样条曲线之间的G2 连续拼接条件 |
| 3.4 四次B-样条曲线的光顺问题 |
| 3.4.1 重节点对B-样条与B-样条曲线的影响 |
| 3.4.2 四次B-样条曲线的光顺处理 |
| 第4章 双四次B-样条曲面的光滑拼接 |
| 4.1 双四次B-样条曲面的定义 |
| 4.2 参数曲面几何连续性定义 |
| 4.3 两双四次B-样条曲面G1 光滑拼接 |
| 4.4 本章小结 |
| 结论 |
| 参考文献 |
| 攻读学位期间发表的学术论文 |
| 致谢 |
（9）基于DSP的NURBS直接插补技术研究（论文提纲范文）
| 致谢 |
| 摘要 |
| ABSTRACT |
| 目录 |
| 1 绪论 |
| 1.1 课题的研究背景与意义 |
| 1.1.1 数控机床的产生和发展 |
| 1.1.2 数控机床插补技术 |
| 1.1.3 NURBS方法的提出和优缺点 |
| 1.1.4 NURBS直接插补的意义 |
| 1.2 研究现状与发展趋势 |
| 1.2.1 NURBS直接插补算法 |
| 1.2.2 减速点的预测 |
| 1.2.3 速度自适应控制 |
| 1.2.4 基于机床运动学和动力学特性的前瞻算法 |
| 1.2.5 基于恒定材料去除率的插补算法 |
| 1.3 论文结构体系和主要研究内容 |
| 1.3.1 论文的总体构架 |
| 1.3.2 论文主要研究内容 |
| 2 NURBS相关理论知识研究 |
| 2.1 NURBS曲线的表达形式 |
| 2.1.1 有理分式表示 |
| 2.1.2 有理基函数表示 |
| 2.1.3 齐次坐标表示 |
| 2.2 权因子的几何意义 |
| 2.3 NURBS曲线的性质 |
| 2.4 NURBS曲线上点的求值方法 |
| 2.4.1 直接计算法 |
| 2.4.2 动态矩阵法 |
| 2.4.3 de Boor算法 |
| 2.5 NURBS导数的计算方法 |
| 2.5.1 直接计算法 |
| 2.5.2 de Boor算法 |
| 2.6 本章小结 |
| 3 基于de Boor算法的NURBS前瞻自适应插补研究 |
| 3.1 数据采样插补的原理 |
| 3.1.1 插补的基本概念 |
| 3.1.2 时间分割法在NURBS插补中的应用 |
| 3.2 NURBS直接插补算法的实现 |
| 3.2.1 算法结构 |
| 3.2.2 轨迹空间到参数空间的映射 |
| 3.2.3 参数空间到轨迹空间的映射 |
| 3.3 速度自适应算法 |
| 3.4 带回溯和重插补策略的前瞻算法 |
| 3.5 减速点预测 |
| 3.6 本章小结 |
| 4 基于轴运动学参数的NURBS分段自适应插补研究 |
| 4.1 插补预处理及数据存储 |
| 4.2 危险点的检测 |
| 4.2.1 高曲率点的检测 |
| 4.2.2 尖角的检测 |
| 4.3 分段自适应插补算法 |
| 4.3.1 子段长度的计算 |
| 4.3.2 速度自适应算法 |
| 4.3.3 误差分析 |
| 4.4 单轴运动学参数约束算法 |
| 4.5 本章小结 |
| 5 NURBS直接插补算法在DSP上的实现 |
| 5.1 硬件配置 |
| 5.1.1 引脚配置 |
| 5.1.2 通用定时器配置 |
| 5.1.3 周期寄存器和比较寄存器设置 |
| 5.2 软件实现 |
| 5.2.1 带旋转缓冲区的插补算法体系结构 |
| 5.2.2 IQmath库的应用 |
| 5.3 本章小结 |
| 6 NURBS直接插补算法仿真分析和实验研究 |
| 6.1 实验环境 |
| 6.2 实验一 |
| 6.2.1 实验参数 |
| 6.2.2 实验结果及数据分析 |
| 6.3 实验二 |
| 6.3.1 实验参数 |
| 6.3.2 实验结果及数据分析 |
| 6.4 实验三 |
| 6.5 本章小结 |
| 7 总结与展望 |
| 7.1 总结 |
| 7.2 展望 |
| 攻读硕士学位期间发表的论文和参加科研情况 |
| 参考文献 |
（10）B样条曲面的形状修改——基于等参线的曲面缝合（论文提纲范文）
| 1 B-spline曲面及曲面上等参线的数学表达 |
| 2 B-spline曲面的形状修改 |
| 2.1 等参线约束的数学描述 |
| 2.2 曲面片光滑缝合约束的数学描述 |
| 2.3 基于最小二乘的B-spline曲面形状修改 |
| 2.4 基于最小化曲面能量的B-spline曲面形状修改 |
| 3 等参线和曲面缝合约束在逆向造型中的应用实例 |
| 4 结束语 |
四、基于权因子变动和约束优化的NURBS曲线形状修改(英文)（论文参考文献）
- [1]面向虚拟现实的三维点云数据处理关键技术研究[D]. 杨焕宇. 东华大学, 2016(03)
- [2]纤维增强复合材料结构件多尺度几何建模技术研究[D]. 姚庆睿. 哈尔滨工业大学, 2016(02)
- [3]基于约束优化的T样条曲面形状修改[J]. 丁小星. 科技信息, 2012(24)
- [4]铁路车轮型面参数化设计理论[D]. 刘晓芳. 北京交通大学, 2012(09)
- [5]面向再设计的逆向工程CAD建模技术研究[D]. 黎波. 广东工业大学, 2011(11)
- [6]基于细分的曲线曲面变形技术研究[D]. 张湘玉. 南京航空航天大学, 2010(07)
- [7]基于扩径头组合曲面的数控加工关键技术研究[D]. 彭川. 兰州理工大学, 2010(05)
- [8]B-样条曲线曲面造型研究[D]. 王洪艳. 哈尔滨理工大学, 2010(06)
- [9]基于DSP的NURBS直接插补技术研究[D]. 范永强. 浙江大学, 2010(08)
- [10]B样条曲面的形状修改——基于等参线的曲面缝合[J]. 王志国,周来水,谭昌柏,鲍益东. 南京航空航天大学学报, 2009(05)