与给定多边形相切的带多形状参数的闭曲线研究

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自由曲线造型一直是CAD/CAM等领域中研究的重要内容,其中给定多边形相切的闭曲线作为曲线造型中最常用的曲线之一,是简单而又十分重要的一类曲线,并广泛应用于机器人路线设计、机械设计以及服装、鞋帽等工业产品外形设计等领域。目前在CAD/CAM系统中通常把闭曲线表示为Bézier的形式,所以Bézier闭曲线的构造如今已成为CAGD中重要的研究课题。然而利用传统Bézier曲线构造的与给定多边形相切的闭曲线由于缺乏形状可调性,已无法满足人们对物体外形设计的多样化要求。因此,本文的研究工作主要围绕带多参数的Bézier闭曲线的构造问题展开,重点研究了带多形状参数的QE-Bézier、C-Bézier以及H-Bézier闭曲线的生成方法。研究内容包括:  1.简要概述了本文的研究背景,以及与给定多边形相切的闭曲线的研究现状。描述了与给定多边形相切的曲线的基本概念,并详细介绍了QE-Bézier曲线、带多参数C-Bézier曲线以及带多参数H-Bézier曲线的定义和性质,及其形状参数的几何意义。  2.针对传统Bézier闭曲线缺乏形状可调性的缺点,利用带多形状参数的QE-Bézier曲线、C-Bézier曲线以及H-Bézier曲线构造了3类(共6种)与给定多边形相切的闭曲线,这类与给定多边形相切的带多形状参数闭曲线具有更好的局部修改性,曲线形状控制更加灵活。详细讨论了这类闭曲线的连续性,同时分析了形状参数和调节参数对QE-Bézier闭曲线、带多参数C-Bézier闭曲线以及带多参数H-Bézier闭曲线形状的影响,并给出了具体的实例。
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