基于样条拟合的曲线单元设计方法

本文介绍一种曲线单元设计方法，该方法以三次Ｂ样条拟合曲线为匝道平面设计的徒手线，并求出徒手经上间隔点的曲率，切线方位角及曲线长度，从而获得徒手线的曲率图，从而获得徒手线的曲率图，然后得鼠标在屏幕上对曲率图直接进行拟合，获得满足设计要求的曲线要素，最后以Ｌｓ＋Ｌｒ为曲线单元，迅速方便地设计并绘制出匝道平面线形，该方法的核心是得样条拟合控制匝道平面线位，并以Ｌｓ＋Ｌｒ的曲线单元进行匝道平面线形的设计与     

4WS汽车自动泊车轨迹生成策略

针对传统泊车轨迹生成方法中存在两段圆弧曲率并不连续的问题,提出融合微分平坦和B样条理论的轨迹生成策略。首先建立了4WS车辆自动泊车过程中的运动学方程,并由此证明了此系统的微分平坦性,利用B样条理论对平坦输出进行参数化,通过非线性规划器来参数化求解B样条曲线的顶点。     

基于曲率控制的紧急避让路径跟踪研究

针对紧急避让工况,提出一种基于曲率控制的路径跟踪控制方法。以车辆二自由度动力学模型为基础,设计基于曲率控制的二阶自抗扰路径跟踪控制器,采用前馈与反馈相结合的复合控制方法进行曲率跟踪控制。为了解决避让过程中侧向加速度过大或产生阶跃、曲率不连续问题,引入三次B样条曲线进行路径跟踪曲率规划,采用CarSim/Simulink联合仿真方法进行控制器性能验证。仿真结果表明,在对接和对开路面工况下,基于曲率控制的路径跟踪控制器能够保证车辆实际行驶路径曲率跟踪理想路径曲率,抵抗外界干扰能力强。     

用三次样条函数反算平曲线参数

从工程实际出发，利用中心差商法确定中桩坐标；根据中桩坐标运用三次样条函数求得各中桩点的曲率；根据平曲线的里程与曲率呈分段线性关系的原理，运用回归分析方法反算出平曲线参数(R，A，L，)；再根据实际情况对平曲线参数进行归整调整，得到最终参数值。     

面向变曲率道路的自动驾驶汽车换道博弈运动规划与协同控制研究

当多辆自动驾驶车辆在结构化道路上执行换道合流任务时，需要综合考虑转向和合流动作以避免事故的发生，同时曲率和周车车速的变化也增大了协同控制的难度。本文聚焦上述问题，提出了面向变曲率道路的多车换道博弈运动规划与协同控制方法。首先，建立曲率坐标系下的多车模型来解析车间安全距离及动力学状态。其次，通过系统地考虑道路曲率变化及周围车辆信息，提出基于博弈的多车换道运动规划算法，采用分布式框架快速求解兼顾个性化驾驶的最优速度轨迹及换道时机。最后，基于B样条曲线高效识别道路曲率及规划轨迹，构建了自适应时变预测控制算法实现轨迹跟踪，其特点在于单步参数矩阵实时更新，消除车速和曲率频繁变化带来的控制偏差累积。实验结果表明，相比斯坦利（Stanley）方法，能降低58%的跟踪误差；相较协同自适应巡航方法，能减少74%的合流时间；另外计算求解效率也仅为集中式模型预测控制方法的10%。     

曲线箱梁考虑剪滞效应的几何非线性分析

在考虑箱梁翼缘正应力的剪滞效应和结构竖向挠度的几何非线性影响前提下，依据势能变分原理，推导了薄壁曲线箱梁的非线性控制微分方程，并采用样条配点法和Newton-Raphon迭代法进行求解。算例计算表明，本文结果与有限条的解吻合较好，但本文的方法更经济、简单、实用，可推广于变截面、变曲率薄壁曲线箱梁的计算。     

汽车车身计算机辅助几何设计的初步研究

本文根据作者应用B样条方法进行计算机辅助汽车车身覆盖件几何设计的初步实践,介绍了重节点非均匀B样条曲线与曲面的算法、性质和应用实例;并对CAGD中应用B样条方法的其它几个问题,诸如非均匀B样条曲线的光顺、具有四条以上边界的曲面造型、曲面拼接与追加造型,任意斜截面的外形计算等,进行了一些探讨。本文所介绍的用重节点非均匀B样条方法设计的数控绘图程序,把前置与后置有机地结合起来,自动生成绘图指令信息与控带,不需用户书写源程序,在更大程度上体现了自动编程的优越性。本文所用的方法和所设计的程序具有一定的通用性,可应用于其它具有复杂外形的产品的几何设计。     

三次几何样条曲线在立交平面线形设计中的应用研究

本文在总结目前一些基于样条的曲线设计思想和方法优缺点的基础上，针对立交匝道平面线形设计中经常遇到的“缓－圆－缓”组合形式，提出了基于三次几何样条曲线的线形设计计算方法，充分发挥样条曲线光滑连接，计算简便，与平面线相一致的特点，建立了初步样条曲线（反映线位约束条件和布线设想）与线形组合形式及参数之间的依存关系，实现了样条曲线向平面线形的自动转化，该方法对开发高效的正交ＣＡＤ系统具有重要意义。     

基于B样条理论的平行泊车路径规划研究

针对智能汽车自动泊车系统的发展现状进行了分析,为解决泊车过程停车转向问题,提出一种连续曲率的平行泊车路径规划方案。对泊车环境进行分析,考虑汽车动力学约束条件,建立了自动泊车路径的约束空间,并根据对泊车路径的要求,在约束空间内生成合适的控制点,基于B样条理论生成可行的泊车路径。仿真结果表明,采用这种方法能够有效地实现避障,并且满足曲率连续性的要求,提高了自动泊车的灵活胜和连贯性。     

汽车车身A级曲面的表示与次数选择

分析了汽车车身在光顺过程中曲线(曲面)的Bézier表示方法和B样条表示方法,并对2种方法表示的曲线(曲面)品质进行了对比分析.在此基础上,提出选用Bézier表示方法光顺汽车车身A级曲面同时根据高次曲线(曲面)的振荡性和光顺要求,将曲线(曲面)的次数限制在2～7次.试验表明,采用Bézier方法得到的某汽车车身曲面符合造型要求,其曲面之间的斑马线光滑过渡,达到了A级曲面的要求.     

三次样条插值函数在桥梁挠度测量中的应用研究

桥梁挠度测量是桥梁检测的重要组成部分。通过在所测桥梁上布设倾角仪,测量各测点的倾角值,然后用专用软件给出关心桥梁截面的挠度、倾角和曲率值,从而为桥梁安全性评价提供依据。该文介绍了利用倾角仪测量桥梁挠度的方法及其计算原理,通过在所测桥梁上布设倾角仪,测量倾角仪布点处的倾角值,然后利用三次样条插值函数构建桥梁挠度曲线函数,从而计算出所求桥梁截面的挠度、倾角和曲率值,为桥梁安全性评价提供依据。该方法计算简便,不仅适用于简支梁和静载情形,而且适用于连续梁和动载情形。     

考虑初曲率影响的变曲率箱梁空间有限元分析

为计入曲率沿横向和纵向变化对曲线箱梁弯扭效应的影响,提出了考虑初曲率和变曲率影响的空间分析有限元方法。假设曲率沿径向线性变化,建立了曲梁内任意点的弯曲挠转角与曲线半径的反比关系;根据薄壁箱梁的弯曲扭转理论,并将曲率作为轴向坐标z的函数,得到了变曲率箱梁截面内任意点的应力和位移的关系。基于此,以形函数为单元内曲率变化的插值函数,构建了单元内部曲率变化的曲线箱梁等参有限元。按该方法编制了计算机程序,并用算例验证了该方法对变曲率曲线箱梁计算的有效性。     

基于拓扑地图的自主泊车路径协调与优化策略

为了使全局路径与泊车路径无偏差对接,得到曲率连续的可行驶路径,为泊车模式切换提供精准位姿,提出基于拓扑地图的自主泊车路径协调与优化策略.首先,定义一种精简的停车场拓扑地图描述形式与道路拓扑设计原则,通过采集停车场内关键特征的定位数据建立停车场拓扑地图.其次,基于道路拓扑设计原则与泊车规划原则,设计"第1次平滑处理-路径...     

超声相控阵探头楔块优化及其在锚具检测中的应用

锚具作为缆索体系桥梁中的关键传力构件,其产品质量是整个桥梁运行安全性的保证。由于锚具的制造工艺,超声检测是锚具内部缺陷检测的主要手段,超声相控阵方法由于声束偏转、动态聚焦、程序控制等优点,比超声检测具有更高的检测效率及缺陷检出率。将超声相控阵方法应用于锚具无损检测中,优化探头楔块与锚具的接触形式,采用圆弧形接触面来改善耦合效果。通过对比试块的检测增益值分析探头楔块优化对检测灵敏度的影响,并分析了探头楔块曲率与对比试块曲率相同时,缺陷大小、缺陷深度对超声相控阵检测结果的影响。     

郑万高铁不良地质三维建模与修正分析

为解决郑万高铁不良地质和特殊岩土工程地质三维模型的不充分性、地下地质现象的不可见性和地质过程的复杂性等问题，对地形测量、地质数据、测绘数据、地勘数据分析修正，建立地表地质界线、水系、交通网、覆盖层、透镜体小地质单元、岩溶系统的三维模型，通过地质与数学插值结合曲面三维模型模拟进行分析，对TIN、Grid、趋势面拟合和NURBS曲面插值和修正分析，得出描述地质不良体的几何信息、拓扑信息和属性信息。这些方法对于三维建模与修正分析过程中解析各种复杂地质体的空间信息（几何信息与拓扑关系）和各地质单元的特性信息具有一定的指导意义，符合复杂地质体表达与分析的需要，可为三维建模在工程地质边界表示与数据选取方面提供参考。     

基于分形理论的连杆衬套表面形貌表征

以连杆衬套表面形貌为研究对象,通过分形插值理论重构了连杆衬套的表面形貌,并与扫描电子显微镜拍摄的照片进行比较分析,结果表明该方法可以定性地表征零件的表面形貌;分别对实际的表面和重构表面的表面粗糙度和分形维数进行比较,结果表明,分形维数能够较为准确地表征零件的表面形貌。     

基于最小二乘法的LabVIEW拟合桥梁挠曲线研究

FBG的测试基本物理量是应变,无法直接测试挠度。但是对于主要承受弯曲的桥梁结构,应变对应着截面弯曲变形的曲率,因此由曲率的大小可以反映弯曲变形的大小。基于该原理,采用最小二乘法由截面的平均曲率分跨拟合桥梁的挠曲线,达到由FBG测试桥梁挠曲线的目的;并通过使用LabVIEW软件编制由曲率拟合挠曲线的专业程序,可以得到任意荷载作用、跨长、支座沉降情况下的挠曲线方程;最后对简支梁在不同荷载作用下的挠曲线进行数值模拟与分析。     

基于Kriging与逆向工程的复杂地质体FLAC3D建模技术与应用

基于改进的Kriging插值方法及逆向工程技术,提出一种复杂地质体三维模型构建新方法:采用Kriging插值方法,结合逆向工程技术的优势,快速获得地质体曲面模型,通过Fish语言编制的文件导入FLAC3D软件中,准确、快速构建复杂地质体三维模型。该建模方法在某工程的三维场地模拟中得到应用,并与理论计算进行对比,验证了该方法的可行性和有效性,同时三维模拟也可从不同角度,对比不同剖面的变形。     

基于CATIA的轿车前翼子板曲面造型与质量分析

针对轿车前翼子板不易划分基础曲面和桥接曲面的情况,提出了一种基于CATIAV5的快速建模与曲面质量评价方法。首先应用Generative Shape Design模块生成单个曲面,再利用Free Style、Automotive Class A等模块对模型进行分割,最后分别应用等照度线和多截面曲率梳工具对轿车前翼子板曲面质量进行评价。结果表明,该模型达到了A级曲面的各项要求,为后续的加工制造提供了可靠的理论依据。     

车身曲面逆向设计投影法参数化方法的应用

针对在汽车车身曲面逆向设计中很难由散落数据点云构造出合适光顺曲面的问题，提出了一种以Hoschek方法确定散乱数据点云的边界线、以基面投影法确定其他散乱数据点云参数值的逆向算法：给出了一种重构曲面的拟合方法，结合车身部件上散乱数据点云的特点，建立了该算法的数学模型，并通过VC＋＋6．0进行了编程实现。与通过UG得到的插值曲面比较可以看出，该拟合方法能够更好地对原曲面进行再现。