国家自然科学基金(11261003)
- 作品数：16 被引量：32H指数：3
- 相关作者：严兰兰邬国根刘成志李军成李水平更多>>
- 相关机构：东华理工大学湖南人文科技学院四川航天技术研究院更多>>
- 发文基金：国家自然科学基金江西省自然科学基金江西省教育厅科学技术研究项目更多>>
- 相关领域：自动化与计算机技术更多>>
- 形状可调插值曲线曲面的参数选择被引量：2
- 2016年
- 目的因大多数插值基函数中的参数都是全局参数,从而导致插值曲线曲面的形状无法进行局部调整。另外,当插值曲线曲面形状可调时,也存在如何选择参数才能获得形状较为理想的曲线曲面的问题,为此给出一种无需反求控制顶点、包含局部形状调整参数、具有显式表达式、能重构部分二次曲线曲面的插值曲线曲面构造方法,同时给出易于使用的形状参数确定方案。方法基于经典3次Hermite插值曲线的Bernstein基函数表达形式,将其中的Bernstein基换成已证明具有全正性的一组三角基函数,根据三角基的端点性质调整曲线表达式以保证其插值性,然后设定插值数据点处的导向量,在其中引入参数,并保证相邻曲线段之间的连续性,得到了一种新的三角基插值曲线。结果新曲线可以整理成以待插值数据点为控制顶点与一组插值基函数的线性组合形式,插值基表达式简单,插值曲线含一组局部形状调整参数,一个参数的改变只影响一条曲线段的形状,相邻曲线段之间G1连续,曲线可以重构椭圆。根据不同目标给出了3种用于确定曲线中形状参数的准则,每种准则都提供了可以直接使用的公式。相应的插值曲面具有与插值曲线类似的性质。结论形状参数选取准则的给出使含参数插值曲线曲面的设计由随意变为确定,这使得采用本文方法更易于得到满意的结果。本文所给插值基函数的构造方法具有一般性,可以采用相同的思路构造其他函数空间上性质类似的插值基。
- 严兰兰李水平
- 关键词：插值形状参数参数选择
- 保形分段三次多项式曲线的形状分析(英文)被引量：1
- 2018年
- 构造了一种保形并且形状可调的分段三次多项式曲线,并分析其形状特征与控制多边形之间的关系.首先,通过预设基函数的性质再解方程组,构造了一组带2个形状参数的多项式基函数,其包含三次均匀B样条基函数作为特例.然后,借助基函数与三次Bernstein基函数之间的关系证明了基函数的全正性,由这组基函数定义了一种分段三次多项式曲线,使该曲线拥有一个局部和一个全局形状参数.最后,分析了控制多边形边变量之间的相对位置关系对曲线段形状特征的影响,得到了曲线段拥有1个或2个拐点,1个二重点或1个尖点,为局部凸或全局凸时的充要条件.该结论为曲线段的形状调整提供了理论基础.
- 严兰兰樊继秋
- 关键词：形状参数
- 曲线曲面逼近与插值的统一表示被引量：1
- 2018年
- 为了用一种模型实现从逼近到插值的转换,在多项式空间上构造了含一个参数的调配函数,由之定义了基于4点分段的曲线,该曲线可以理解为由相同的一组控制顶点定义的逼近曲线和插值曲线的线性组合,其中的逼近曲线为3次均匀B样条曲线,插值曲线经过除首末点以外的所有控制点。在均匀参数分割下,曲线具有C^2连续性,取特殊参数时可达C^3连续。在参数变化过程中,曲线各段起点、终点的位置发生改变,但这些点处的一阶、二阶导矢始终保持不变,即始终与3次B样条曲线相同。曲线形状与端点条件密切相关,而B样条曲线具有良好的保形性,这些综合因素使得曲线在形状变化的过程中始终可以较好地保持控制多边形的特征。采用张量积方法将曲线推广至曲面,曲线曲面图例显示了该方法在造型设计中的有效性。
- 严兰兰黄涛
- 关键词：形状参数
- 3次Bézier曲线的新扩展
- 2022年
- 为了使扩展的3次Bézier曲线在C^(2)光滑拼接条件下也能实现FC^(3)连续,并保证单段曲线和组合曲线均可以在不改变控制顶点的前提下自由调整形状,构造了一种结构与3次Bézier曲线相同的新曲线.首先,给出调配函数初步表达式,其中含待定系数;然后,根据预设的曲线在拼接时的性质,反推出调配函数应具有的端点性质,以此建立调配函数中待定系数应满足的方程组;通过解方程组,得到了一组含4个参数的5次多项式调配函数,取特殊参数时其次数可降为4次;最后,将调配函数与控制顶点作线性组合,定义了一种由4个控制顶点确定的带4个形状参数的新曲线,其具有Bézier曲线的凸包性、几何不变性和仿射不变性等基本性质.得益于多个形状参数的引入,由相同控制多边形可以定义形状各异的曲线,每个形状参数的改变都会带动曲线上的点沿固定方向线性移动.构造组合曲线时,相邻曲线段之间的FC^(3)连续条件与C^(2)连续条件一致,组合曲线可以在保持连续性、控制顶点和参数分割均不变的前提下,自由调整形状.该方法能扩展CAD系统对工业产品的处理能力,提高产品设计、修改和优化的速度,节约设计中人力和物力.
- 严兰兰揭梦柔魏子华
- 关键词：BÉZIER曲线
- 五阶与六阶三角样条曲线被引量：1
- 2014年
- 利用三角函数构造了两个含参数的函数组,它们分别由6个、7个函数组成,分析了这两个函数组的性质。由这两组函数定义了两种新的样条曲线,它们分别具有与五次、六次B样条曲线相同的结构。新曲线在继承B样条曲线基本性质的同时,又具备了一些新的优点。例如,在等距节点下,新曲线在节点处均可以达到C5连续,而且在不改变控制顶点的情况下,新曲线的形状均可以通过改变形状参数的值进行调整。另外,给出了使新曲线插值于控制多边形首末端点的方法,以及构造闭曲线的方法等,文中的图例说明了新方法的正确性和可行性。
- 严兰兰韩旭里黄涛
- 关键词：三角函数样条曲线形状参数连续性
- 形状可调3次三角域Bézier曲面及其几何迭代被引量：1
- 2020年
- 基于由可调控制顶点定义可调曲面的思想,通过在控制顶点中引入参数,定义了一种与3次三角域Bézier曲面结构相同、性质相似的新曲面。得益于参数的引入,可以在不改变既有控制顶点的情况下,通过改变参数的取值来调整曲面形状以及曲面对控制网格的逼近程度。为了讨论新曲面的拼接问题,分析了新曲面的传统三角域Bézier曲面表示,给出了新曲面的G1光滑拼接条件,该条件具有明确的几何意义。讨论了新曲面的几何迭代问题,当参数化均匀时,几何迭代算法是收敛的,并且收敛速度随着参数取值的增大而加快。
- 徐梦豪严兰兰
- 关键词：形状参数插值
- 易于拼接且形状可调的Bézier曲线曲面被引量：2
- 2014年
- 为了增强Bézier曲线曲面形状表示的灵活性,同时简化Bézier曲线曲面的光滑拼接条件,构造了3组含参数的多项式基函数,并由它们定义了结构分别类似于二次、三次、四次Bézier曲线曲面的新曲线曲面.它们不仅保留了Bézier曲线曲面的基本性质,而且还具有形状可调性,并且由新曲线曲面构成的组合曲线曲面可以在简单的条件下实现G2或G3光滑拼接.另外还给出了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.
- 严兰兰
- 关键词：形状参数切线多边形
- 带形状参数的Bernstein-Bézier曲面被引量：4
- 2014年
- 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。
- 严兰兰
- 关键词：曲面设计形状参数三角域
- 形状可调的5次组合样条及其参数选择被引量：3
- 2017年
- 目的为了克服3次参数B样条在形状调整与局部性方面的不足,提出带参数的5次多项式组合样条。方法首先构造一组带参数的5次多项式基函数;然后采用与3次B样条曲线相同的组合方式定义带参数的5次多项式组合样条曲线,并讨论基于能量优化法的5次组合样条曲线参数最佳取值问题;最后定义相应的组合样条曲面,并研究利用粒子群算法求解曲面的最佳参数取值。结果 5次组合样条不仅继承了3次B样条的诸多性质,而且还比3次B样条具有更强的局部性及形状可调性。由于5次组合样条仍为多项式模型,因此方程结构相对较为简单,符合实际工程的需要。利用能量优化法可获得光顺的5次组合样条曲线与曲面。结论所提出5次多项式组合样条克服了3次参数B样条在形状调整与局部性方面的不足,是一种实用的自由曲线曲面造型方法。
- 李军成严兰兰刘成志
- 关键词：B样条粒子群算法
- 自动实现G^(1)连续的组合曲线曲面构造方法
- 2022年
- G^(1)连续是一个合理且较为简便的光滑性选择,虽然Bézier曲线曲面实现G^(1)连续对于控制顶点的位置要求相对较低,但控制顶点的选取仍然需要一定的计算,且Bézier曲线曲面缺乏独立于控制顶点的形状表示自由度。为了使曲线曲面的G^(1)拼接条件更加简单,同时增加曲线曲面形状表示的自由度,构造了一系列含参数的多项式基函数,并由之定义了结构类似于n(n≥2)次Bézier曲线曲面的新曲线曲面。其保留了Bézier方法的诸多性质,其中的二次、三次曲线端点位置可调,更高次数的曲线端点位置和内部形状皆可调。值得一提的是,在拼接时,不管曲线的次数是多少,只要前一段的最后一条控制边与后一段的第一条控制边重合,且二者的参数之间满足一定的关系,二者即可实现G^(1)连续。这样一来,任给一条控制多边形,无需做任何预处理,即可方便地构造G^(1)连续的组合曲线,曲线的各部分可以由不同数量的控制顶点定义,对于曲面也有类似的结论。
- 魏子华严兰兰
- 关键词：BÉZIER曲线形状参数曲面拼接
