本文關(guān)鍵詞： Minkowski和 碰撞干涉檢測 代數(shù)結(jié)構(gòu) 凸多面體 類環(huán)狀凹多面體　出處：《燕山大學(xué)》2016年博士論文　論文類型：學(xué)位論文

【摘要】：智能制造作為國內(nèi)外研究的一大熱點,日益成為未來制造業(yè)發(fā)展的重大趨勢和核心內(nèi)容。碰撞干涉檢測的精度和效率是衡量智能制造水平的一個重要指標(biāo),是促進該行業(yè)發(fā)展的關(guān)鍵技術(shù)之一。Minkowski和作為計算幾何的一個重要分支,是一種研究幾何模型間精確相對位置關(guān)系的工具。然而,現(xiàn)有Minkowski和算法復(fù)雜度均較高,很大程度上限制了其應(yīng)用范圍。為了進一步提高Minkowski和構(gòu)造效率,提升其應(yīng)用價值,本文直接從幾何模型的拓?fù)浣Y(jié)構(gòu)著手,構(gòu)建其代數(shù)結(jié)構(gòu),并依此對Minkowski和的計算方法進行建模與分析。首先,依多面體及多邊形拓?fù)浣Y(jié)構(gòu),探究其代數(shù)表達,提出幾何模型代數(shù)結(jié)構(gòu)的概念,并分析其上各頂點極點區(qū)域的結(jié)構(gòu)。其次,對兩凸多面體Minkowski和計算方法進行建模與分析。該模型主要包括一種更加直接的Minkowski和邊界平移小面集解法模型及一種快速精確的平移小面集上“洞”的修補方法模型。模型的有效性、穩(wěn)定性及高效性從理論及實驗兩個角度進行了分析。再次,采用卷積的思想對涉及凹多面體及凹多邊形Minkowski和計算方法進行建模與分析。其中,類環(huán)狀凹多面體與凸多面體Minkowski和計算方法模型主要包括兩步:首先,基于多面體的代數(shù)結(jié)構(gòu),得到類環(huán)狀凹多面體與凸多面體的簡化卷積;其次,采用平面掃描法對簡化卷積內(nèi)部面信息進行裁剪,將散亂空間平面片間的求交過程簡化為平面有序線段間的求交過程,以提取精確的Minkowski和邊界。兩凹多邊形Minkowski和計算方法模型包括如下三步:首先,基于多邊形代數(shù)結(jié)構(gòu),計算其簡化卷積;其次,將簡化卷積分為內(nèi)部折線類及邊界折線類,并依多邊形代數(shù)結(jié)構(gòu)對邊界折線類的鄰接順序進行判定;最后,相鄰邊界折線類依次求交,直接提取精確的Minkowski和邊界。所構(gòu)建模型的有效性、穩(wěn)定性從理論及實驗兩個角度進行了分析。最后,為了驗證基于多面體代數(shù)結(jié)構(gòu)的Minkowski和計算方法模型的實用性,對模型在一類特殊機械部件虛擬裝配過程中的應(yīng)用進行研究。首先,結(jié)合Minkowski和計算方法模型的特點,對裝配部件Minkowski和的構(gòu)造性質(zhì)進行分析;其次,鑒于裝配部件Minkowski和特性,探究基于Minkowski和的機械虛擬裝配檢測算法;最后,通過理論分析及仿真實驗對模型的實用性及算法的有效性、穩(wěn)定性進行驗證。
[Abstract]:As a hot topic in intelligent manufacturing research at home and abroad, has become the core content and the major development trends of the manufacturing industry in the future. Collision detection accuracy and efficiency is an important index to measure the level of intelligent manufacturing, promoting the development of the industry is one of the key technologies of.Minkowski and as an important branch of computational geometry, is a a geometric model of the precise relative position between the tools. However, the existing Minkowski and the complexity of the algorithm are high, largely limits the scope of its application. In order to further improve the efficiency of Minkowski and structure, improve its application value, this paper starts directly from the topology of geometric model, construct its algebraic structure, and so on Modeling and analysis of calculation method and Minkowski. Firstly, according to the polyhedron and polygon topology, explore the algebraic expression, the geometric model of algebraic structure The concept and the structure analysis of the vertices on the pole region. Secondly, the modeling and analysis of two convex polyhedral Minkowski and calculation method. This model includes a more direct translation set method Minkowski and boundary facet model and a fast and accurate translation facet set the "hole" model. The effective method for repairing the model, stability and efficiency are analyzed from two aspects of theory and experiment. Thirdly, the modeling and analysis of concave polyhedron and concave polygon Minkowski and computational methods of convolution thought. Among them, the ring concave polyhedron and a convex polyhedron and Minkowski model calculation method includes two steps: first, algebraic structure based on the simplified polyhedron, convolution ring concave polyhedron and a convex polyhedron; secondly, cut to simplify convolution internal face information by using the plane sweep method, the scattered The space between the film plane intersection is simplified to the ordered plane intersection of lines, in order to extract accurate Minkowski and boundary. The model two concave polygon Minkowski and calculation method comprises the following three steps: first, based on the calculation of the polygon algebraic structure, simplify convolution; secondly, will simplify the volume integral internal and boundary line line, and according to the sequence adjacent to boundary line polygon algebra class are determined; finally, the adjacent boundary line in class intersection, direct extraction of accurate Minkowski and boundary. The effectiveness of the proposed model, the stability is analyzed from two aspects of theory and experiment. Finally, in order to verify the practicability of the model Minkowski and the calculation method of polyhedral algebra structure based on the research on Application of the model in a special class of mechanical parts in virtual assembly process. First, the combination of Minkowski and calculation method of die The characteristics of the type of structure, properties of assembly parts Minkowski and analyzed; secondly, in view of the assembly parts of Minkowski and explore characteristics of virtual assembly of mechanical detection algorithm based on Minkowski and; finally, the effectiveness and practicability of the algorithm model of theoretical analysis and simulation experiment, the stability is verified.

【學(xué)位授予單位】：燕山大學(xué)
【學(xué)位級別】：博士
【學(xué)位授予年份】：2016
【分類號】：TH16

【相似文獻】

相關(guān)期刊論文 前10條

1 銉■RENM■■ Alper Osman;BALGET■R Handan;ERGüT Mahmut;;On the Ruled surfaces in Minkowski 3-space R_1~3[J];Journal of Zhejiang University Science A(Science in Engineering);2006年03期

2 李梅;一類三維Minkowski空間中的曲線[J];沈陽工業(yè)大學(xué)學(xué)報;2002年06期

3 楊光;吳森林;計東海;;對稱的Minkowski平面上非方常數(shù)的等價表示[J];哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報;2007年02期

4 劉珊珊;計東海;吳森林;;具有π/2性質(zhì)的Minkowski平面的一個特征[J];哈爾濱理工大學(xué)學(xué)報;2007年04期

5 彭超;;Minkowski算子在畫法幾何中的應(yīng)用[J];東北重型機械學(xué)院學(xué)報;1992年02期

6 錢金花;劉會立;金鋼;;三維Minkowski空間中的類光螺線[J];東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2012年12期

7 王雪茹;韓亞歐;;三維Minkowski空間中的從切曲線[J];沈陽航空工業(yè)學(xué)院學(xué)報;2006年02期

8 錢金花;劉會立;;三維Minkowski空間中的類光Bertrand曲線[J];東北大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2009年07期

9 馬紹惠;卓偉;王志華;;網(wǎng)格環(huán)境下剖分算法提高Minkowski求和效率的實驗研究[J];科學(xué)技術(shù)與工程;2014年03期

10 徐秀娟;盧小娜;;Minkowski逆不等式的一種新證[J];河北理工大學(xué)學(xué)報(自然科學(xué)版);2010年04期

相關(guān)會議論文 前1條

1 ;Conformal Triality of de Sitter,Minkowski and Anti-de Sitter Spaces[A];Proceedings of CCAST(World Laboratory) Workshop--Experimental Tests on Special Relativity and Determination of Intertial Systems[C];2007年

相關(guān)博士學(xué)位論文 前10條

1 張劍飛;基于冗余過濾的多面體Minkowski和計算方法研究[D];燕山大學(xué);2015年

2 李晉;從L_p Minkowski賦值到Orlicz賦值以及一般性的函數(shù)值賦值[D];上海大學(xué);2016年

3 蔣曉萌;Minkowski空間中布朗運動在偽球面上的邊緣到達分布[D];吉林大學(xué);2017年

4 張步英;基于幾何體代數(shù)結(jié)構(gòu)的Minkowski和計算方法建模與分析[D];燕山大學(xué);2016年

5 紀(jì)鳳輝;三維Minkowski空間中的螺旋面和偽全臍曲面[D];大連理工大學(xué);2006年

6 耿清甲;直接映射機制的Minkowski和算法理論研究[D];燕山大學(xué);2014年

7 孔令令;四維Minkowski空間中子流形的微分幾何[D];東北師范大學(xué);2010年

8 胡長青;Firey p-和的Christoffel-Minkowski問題[D];華東師范大學(xué);2003年

9 黃卿中;Orlicz Minkowski問題及其相關(guān)極值問題[D];上海大學(xué);2014年

10 汪衛(wèi);賦值在Lp-Brunn-Minkowski理論研究中的應(yīng)用[D];上海大學(xué);2010年

相關(guān)碩士學(xué)位論文 前10條

1 劉元峰;基于Minkowski和的飛機翼身自動對接技術(shù)研究[D];燕山大學(xué);2015年

2 公磊;Minkowski分形微帶貼片天線的理論研究與設(shè)計[D];燕山大學(xué);2015年

3 孫嘵敏;Minkowski平面內(nèi)的等腰集[D];河北師范大學(xué);2016年

4 谷偉莉;三維Minkowski空間中廣義常比率類時曲面的分類[D];鄭州大學(xué);2016年

5 劉建國;對偶平均Minkowski非對稱度臨界點集的若干性質(zhì)[D];蘇州科技大學(xué);2017年

6 宋偉;Minkowski平面圓的相關(guān)問題的研究[D];哈爾濱理工大學(xué);2010年

7 曾宇;一類曲線的Minkowski容度[D];華中師范大學(xué);2005年

8 楊光;非方常數(shù)在對稱的Minkowski平面中的計算與表示[D];哈爾濱理工大學(xué);2006年

9 趙廣宇;三維Minkowski空間中一般螺線的幾何性質(zhì)[D];東北師范大學(xué);2006年

10 李躍全;Minkowski平面上的切線與割線[D];哈爾濱理工大學(xué);2010年

，

本文編號：1548904