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一种针对非均匀有理b样条曲面的碰撞检测算法

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西安交通大学学报 2007年第4期41卷 389-392,397页

作者：刘晓东姚兰陶海霞刘海龙西安交通大学电子与信息工程学院西安710049

提出了一种针对非均匀有理b样条(NURbS)曲面的碰撞检测算法,它将节点反插技术引入到NURbS曲面细分中,通过控制点间距离测试进行精确碰撞检测.该算法首先插入几何意义较为清楚的控制顶点,反算出要插入的节点,再采用节点插入技术将曲面细... 详细信息

提出了一种针对非均匀有理b样条(NURbS)曲面的碰撞检测算法,它将节点反插技术引入到NURbS曲面细分中,通过控制点间距离测试进行精确碰撞检测.该算法首先插入几何意义较为清楚的控制顶点,反算出要插入的节点,再采用节点插入技术将曲面细分,然后为逐步细分的曲面控制点建立固定方向凸包(FDH)包围盒,以尽早排除不可能碰撞的情况.在到达一定细分层次后,进行曲面之间的距离测试,若距离小于某一阈值,则认为发生碰撞.通过虚拟环境中蝴蝶与玉米叶的碰撞实验表明,所提算法可以应用于由NURbS曲面表示的物体碰撞检测,在细分层次为5,阈值为0.000 6时,可以使本例碰撞检测具有良好的精确性和实时性.

关键词：碰撞检测非均匀有理b样条曲面曲面细分固定方向凸包

基于STEP-NC的NURbS曲面插补技术的研究

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计算机集成制造系统 2008年第6期14卷 1136-1141页

作者：李霞梁宏斌邱长华哈尔滨工程大学机电工程学院黑龙江哈尔滨150001 辽宁科技大学机械工程与自动化学院辽宁鞍山114044

为提高曲面的加工效率和精度,提出了一种基于STEP-NC的非均匀有理b样条曲面加工方法。基于STEP-NC的数控系统能够直接处理包括完整的非均匀有理b样条曲面几何信息和加工工艺信息的STEP-NC程序。详细讨论了非均匀有理b样条曲面插补算法... 详细信息

为提高曲面的加工效率和精度,提出了一种基于STEP-NC的非均匀有理b样条曲面加工方法。基于STEP-NC的数控系统能够直接处理包括完整的非均匀有理b样条曲面几何信息和加工工艺信息的STEP-NC程序。详细讨论了非均匀有理b样条曲面插补算法的实现,并通过仿真试验,验证了该方法的有效性。

关键词：数控插补算法非均匀有理b样条曲面

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涡轮平面叶栅非轴对称端壁优化设计

航空动力学报 2015年第3期30卷 707-713页

作者：唐慧敏刘帅强罗华玲中国航空工业集团公司商用航空发动机有限责任公司研发中心上海200241

开发了一套造型灵活直观、网格生成速度快的涡轮平面叶栅非轴对称端壁优化设计工具,该工具的核心技术是非均匀有理b样条(NURbS)曲面造型和网格变形.在此基础上以商业软件Isight为优化驱动器,以CFX为求解器,搭建了非轴对称端壁优化设计流... 详细信息

开发了一套造型灵活直观、网格生成速度快的涡轮平面叶栅非轴对称端壁优化设计工具,该工具的核心技术是非均匀有理b样条(NURbS)曲面造型和网格变形.在此基础上以商业软件Isight为优化驱动器,以CFX为求解器,搭建了非轴对称端壁优化设计流程.以Pack b涡轮平面叶栅为例,对其进行了非轴对称端壁优化设计.优化后涡轮平面叶栅总压损失系数减小了12.96%.结果表明:涡轮平面叶栅端部的静压分布改变削弱了涡轮平面叶栅通道中马蹄涡、通道涡的强度,提高了涡轮平面叶栅的气动性能.

关键词：涡轮平面叶栅非轴对称端壁优化设计非均匀有理b样条曲面网格变形

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基于齿面参数化表示的准双曲面齿轮的设计

西安交通大学学报 2005年第1期39卷 17-20页

作者：苏智剑吴序堂毛世民李建刚西安交通大学机械工程学院西安7110049

为了能将拟合齿面模型用于准双曲面齿轮的设计,采用加工仿真方法获得了齿面上离散型值点坐标数据,完成了齿面非均匀有理b样条的曲面拟合.依据准双曲面齿轮的主动设计原理,解决了在已知齿面的NURbS表示、齿面接触迹线和传动比函数的条件... 详细信息

为了能将拟合齿面模型用于准双曲面齿轮的设计,采用加工仿真方法获得了齿面上离散型值点坐标数据,完成了齿面非均匀有理b样条的曲面拟合.依据准双曲面齿轮的主动设计原理,解决了在已知齿面的NURbS表示、齿面接触迹线和传动比函数的条件下来设计未知齿面的关键技术,给出了基于离散化齿坯模型的加工仿真算法,将齿面的接触分析问题转化成一个优化问题,从而构建了齿面接触分析模型,并在其中采用啮合点法线与啮合点间连线之间的夹角趋于0的条件替代了法线重合条件.研究结果表明,齿面的NURbS表示模型可以作为面向准双曲面齿轮设计与制造过程的统一模型,以该模型为基础,可以完成齿面设计、数控机床刀位数据生成和坐标测量路径规划等一系列重要工作.

关键词：准双曲面齿轮齿面非均匀有理b样条曲面主动设计加工仿真

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自由曲面检测中点云偏差色斑图的显示

上海交通大学学报 2006年第7期40卷 1098-1102页

作者：张学昌王月芳习俊通上海交通大学机械与动力工程学院上海200030 上海小糸车灯有限公司模具部上海201803

针对基于实体CAD模型的数字化检测过程中可视化偏差表示的效率问题,提出了一种采用K-D树的近似偏差可视化表达方法.与点到自由曲面精确偏差表达不同,首先对待测CAD模型曲面进行指定尺度的离散,形成CAD模型点云数据.然后,利用K-D树的分... 详细信息

针对基于实体CAD模型的数字化检测过程中可视化偏差表示的效率问题,提出了一种采用K-D树的近似偏差可视化表达方法.与点到自由曲面精确偏差表达不同,首先对待测CAD模型曲面进行指定尺度的离散,形成CAD模型点云数据.然后,利用K-D树的分治搜索策略,使点与面距离计算近似地表达成点与点的距离计算,使算法的运算复杂度由O(N3)降低为O(N2logN),其表达精度达到全局性观测的目的,并在ACISRⅡ与HOOPS800图形平台上通过结点颜色插值实现点云色斑图的显示.最后,以某型号车灯零件为例进行验证,取得了较好的效果.

关键词：偏差图可视化非均匀有理b样条曲面 K-D树

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叶片复杂曲面的机器人抛磨工艺规划

光学精密工程 2018年第1期26卷 132-141页

作者：黄婷许辉樊成孙立宁陈国栋苏州大学机器人与微系统研究中心

为了实现复杂曲面工件的智能抛磨加工,对叶片复杂曲面进行机器人抛磨工艺规划。对抛磨点位置规划算法和基于最大接触原则的抛磨姿态规划算法进行了研究。首先,通过平行截面法获得抛磨路径割线,以非均匀有理b样条(NURbS)曲线描述。接着,... 详细信息

为了实现复杂曲面工件的智能抛磨加工,对叶片复杂曲面进行机器人抛磨工艺规划。对抛磨点位置规划算法和基于最大接触原则的抛磨姿态规划算法进行了研究。首先,通过平行截面法获得抛磨路径割线,以非均匀有理b样条(NURbS)曲线描述。接着,提取曲线特征参数,根据设定的阈值进行抛磨点规划,再基于抛磨轮与工件的最大接触原则进行抛磨点姿态规划,从而得到完整的抛磨路径。然后,将工件位姿从工件坐标系转换到TCP坐标系。最后,搭建了柔性抛磨系统仿真平台生成机器人控制程序。实验结果表明,此方法规划的路径可用于叶片复杂曲面的机器人抛磨加工。分别用本文规划所得路径和CAM软件规划所得路径对叶片进行抛磨加工,测得表面粗糙度分别为0.695~0.930μm和2.803~3.243μm。本文提出的抛磨位姿规划方法可用于复杂曲面工件的抛磨路径规划,使工具和工件保持最大接触,从而避免了位姿不合理所产生的过抛和欠抛。

关键词：非均匀有理b样条曲面机器人抛磨位置规划姿态规划

任意形状电大散射体附近天线受扰方向图的快速分析

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电子与信息学报 2007年第11期29卷 2787-2790页

作者：陈铭赵勋旺梁昌洪西安电子科技大学天线与微波技术国家重点实验室西安710071

该文采用基于非均匀有理b样条曲面(NURbS)建模的物理光学方法结合矩量法(MoM-PO)分析任意形状电大散射体附近天线的受扰方向图。采用插值驻相点技术加快了方向图的计算速度。文章推导了基于有理贝齐尔曲面的物理光学散射场计算公式,采... 详细信息

该文采用基于非均匀有理b样条曲面(NURbS)建模的物理光学方法结合矩量法(MoM-PO)分析任意形状电大散射体附近天线的受扰方向图。采用插值驻相点技术加快了方向图的计算速度。文章推导了基于有理贝齐尔曲面的物理光学散射场计算公式,采用驻相法(SPM)计算有理贝齐尔曲面上的物理光学感应电流积分从而得到物理光学散射场,并利用物理光学散射场迭代矩量法区域的电压矩阵。通过与传统平面片建模的物理光学方法的计算结果对比,说明该文方法的有效性和计算速度快的优点。

关键词：非均匀有理b样条曲面物理光学矩量法驻相法

基于NURbS建模技术的物理光学方法的遮挡判断

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西安电子科技大学学报 2006年第3期33卷 430-432,437页

作者：陈铭张玉王楠梁昌洪西安电子科技大学天线与微波技术重点实验室陕西西安710071

研究了基于非均匀有理b样条曲面建模的物理光学方法中的遮挡判断算法,提出了在凸曲面和凹曲面情况下分别考虑自身遮挡以及相互遮挡的详细算法,使得非均匀有理b样条曲面建模的物理光学方法可应用到复杂电磁目标的分析.在三角形平面片的... 详细信息

研究了基于非均匀有理b样条曲面建模的物理光学方法中的遮挡判断算法,提出了在凸曲面和凹曲面情况下分别考虑自身遮挡以及相互遮挡的详细算法,使得非均匀有理b样条曲面建模的物理光学方法可应用到复杂电磁目标的分析.在三角形平面片的物理光学方法中结合非均匀有理b样条曲面建模并采用该遮挡判断算法可提高计算速度.

关键词：遮挡判断非均匀有理b样条曲面物理光学驻相法

基于低剂量CT图像的双胞胎个体化可计算模型构建

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中华放射医学与防护杂志 2021年第10期41卷 765-771页

作者：曲水音卓维海谢添武复旦大学放射医学研究所上海200032

目的为了弥补胎儿辐射剂量学研究中双胞胎数字化模型的空白,本研究拟基于临床低剂量CT图像构建双胞胎可计算体模。方法采用阈值自动分割和手动分割结合的方式对孕妇患者的低剂量CT图像进行分割与标识,在3D建模软件中对分割后的母体轮廓... 详细信息

目的为了弥补胎儿辐射剂量学研究中双胞胎数字化模型的空白,本研究拟基于临床低剂量CT图像构建双胞胎可计算体模。方法采用阈值自动分割和手动分割结合的方式对孕妇患者的低剂量CT图像进行分割与标识,在3D建模软件中对分割后的母体轮廓、胎儿轮廓和骨骼等组织器官进行三维重建与曲面重构,再进一步依据国际放射防护委员会(ICRP)89号报告和世界卫生组织(WHO)报告中胎儿发育数据构建胎儿内部器官。结果建立了全球第一套基于低剂量CT图像的个体化双胞胎非均匀有理b样条(NURbS)曲面模型,该模型的外部轮廓、骨骼,在母体的大小、位置和姿势均与真实患者完全一致。每个所构建的胎儿模型具有25个器官/组织,并且其质量与参考值的相对偏差<10%。结论本研究构建了一套基于低剂量CT图像的个性化双胞胎可计算体模,填补了双胞胎可计算模型的空白,有助于更加准确评估怀有双胞胎的孕妇患者在接受放射诊断的过程中胎儿接受的电离辐射剂量。

关键词：孕妇双胞胎可计算模型非均匀有理b样条曲面