四元数球面Bézier样条插补算法的研究

为了简化五轴CNC数控系统中的刀具定向运动的编程工作,提出一种基于四元数球面Bézier样条插补算法.该算法根据建立的刀具运动的空间数学模型,实时插补计算出刀具路径点和刀具定向矢量.实验结果表明,该算法不仅保证了刀具平移运动和旋转运动的同步协调性,而且有效的提高了加工精度,满足了五轴高速高精的加工要求.     

五轴高速高精加工的新型插补算法的研究

传统CNC系统提供的直线和圆弧插补功能不能满足曲线和曲面造型的加工要求.本文针对当前五轴高速高精加工复杂轮廓零件的需求,设计一种新型的四元数-五次样条插补算法.具有该插补功能的CNC系统在进行加工时,不仅缩短了程序处理时间,而且改善了速度、加速度和有限加加速度的平滑程度.将算法在MATLAB中进行仿真实验,实验结果证明了该算法的可行性和可靠性.     

基于实时插补的五轴加工非线性误差控制

五轴联动加工线性插补运动时,因旋转轴的影响,机床控制点的运动将使刀具中心偏离编程轨迹,产生非线性误差.以刀具工作台混合型五轴机床为例,在分析该类型五轴加工中非线性误差形成理论基础上,提出一种基于实时插补的非线性误差控制方法,在基于进给速度规划的轨迹插补之后,对插补中相邻插补点之间的非线性误差进行控制.最后通过仿真分析对该方法进行了验证.     

五轴联动激光切割机数控系统空间直线和圆弧插补算法的研究

在示教生成零件加工程序的基础上,讨论了空间直线和圆弧的插补算法以及空间绝对坐 标到机床运动坐标的变换,并对插补算法的误差进行了分析.这种插补算法通过控制五个联 动的运动轴,可实现空间任意直线和圆弧的插补,从而在理论上使激光切割机能完成对空间 曲面的切割加工.     

一种新型五轴联动数控系统的研究

在目前的五轴数控加工中,编程人员需针对不同类型的五轴数控机床编制不同的加工程序.针对这一问题,本文研究并设计一种新型五轴联动数控系统.详细描述了该五轴联动数控系统的结构,对其中的RTCP模块和基于四元数的空间运动学变换模块进行了重点探讨,并对该数控系统进行了测试.实验结果表明该数控系统具备一个工作程序在不同结构的机床进行加工的功能.     

基于带约束S型速度曲线的机械手笛卡尔空间轨迹规划

针对机械手在笛卡尔空间中轨迹规划问题，设计基于S型速度曲线的空间直线和空间圆弧插补算法。增加路径长度约束，将S型速度规划分为七段式、六段式、五段式和四段式4种类型；建立基于四元数的直线与圆弧运动的位姿模型，并采用弧长增量法插补技术实现轨迹规划。在六自由度机械手实时控制平台上进行了实验验证。结果表明:该算法可实现在路径长度约束下速度和加速度的自动调整；该算法可保证机械手末端加速度连续，有效减少冲击。     

基于误差控制的五轴NC系统平滑插补策略

针对五轴系统对旋转轴采用线性插补容易出现过大刀轴姿态误差,采用矢量插补又容易在奇异点附近出现过大轨迹误差的问题,提出一种基于误差控制的平滑插补策略.新的插补策略分别对旋转轴和线性轴进行处理.对于旋转轴,根据相邻刀位点信息求解中点位置的理想刀轴矢量,若中点刀轴矢量处于奇异区域内,根据允许刀姿误差将刀轴矢量进行倾斜处理,然后以起点、中点和终点的刀轴矢量为基准对旋转轴进行矢量插补.对于线性轴,判断中点位置的轨迹误差是否超过允许范围,若超出则按理想刀位轨迹进行插补,否则直接采用线性插补.仿真实验证明了基于误差控制的插补策略既避免了奇异点附近出现过大轨迹非线性误差,又降低了刀轴姿态误差.     

五轴加工用刀具中心点插补算法的设计与实现

针对数控系统在五轴加工中,只能提供机床坐标系下轴指令编程的问题.基于双转台五轴机床运动学转换关系,综合考虑机床动力学约束和加工路径约束,通过在实时插补中完成工件坐标系下编程指令到机床控制点的转换,来实现五轴加工用刀具中心点插补功能.使得数控系统可以在旋转轴插补的同时,自动对控制点进行实时补偿,确保刀具中心点位于编程轨迹,从而使五轴加工程序能够在不同配置结构的机床上运行,简化加工程序编制,增强程序代码的可读性.     

通用RTCP算法的研究与设计

由于旋转运动的影响,五轴加工时会产生非线性运动误差.RTCP(旋转刀具中心点)功能可使数控系统自动对控制轴进行实时线性补偿,从而保证插补点始终位于编程轨迹上.在深入分析五轴机床运动结构的基础上,设计一种集成了RTCP功能的插补算法,并给出了算法的理论误差分析以及仿真实验结果.实验结果表明该算法可以有效减小非线性误差,且简单易行,还能充分满足实时性要求,可广泛应用于现代CNC系统中.     

基于智能运动控制器的二次插补算法

本文设计了基于智能运动控制器的二次插补算法，插补运算分两次，采取离线粗插补和实时精插补来完成，大大提高了系统运作的实时性和可靠性。这种算法对多轴联动、机械手、机器人等运动控制的设计具有一定的参考价值。     

基于对应点匹配的眼球切片图像插值算法

图像插值是三维重建的一个关键步骤。针对眼球切片图像的特点，研究和分析了传统的图像插值方法，并在此基础上提出了一种改进的对应点匹配插值方法。先根据改进的对应点匹配准则在相邻层间建立点对点的对应关系，然后利用这些对应点进行插值，得到插值图像数据。实验结果表明，该算法能有效减少插值误差，获得令人满意的效果。     

五轴联动数控加工中的微小程序段插补方法

针对五轴联动数控系统在加工微小程序段时频繁启动/停止导致机床产生剧烈振动的问题,提出一种五坐标微小程序段插补方法.该方法能够对多个微小程序段进行统一加减速处理,在保证加工精度的同时,实现对微小程序段的连续加工.五轴联动数控系统上的仿真实验结果表明该方法减少了加工微小程序段时的加减速频率,提高了加工速度.     

一种用于DIBR的去隔行算法*

提出了一种适用于DIBR的去隔行算法,该算法首先采用一种基于方向的场内插值算法对隔行参考图像和它的深度图像去隔行。这种场内插值算法能够通过对插值方向进行自适应的选择有效地消除“锯齿”现象。然后,算法会根据逐行的参考图像和它的深度图像进行三维图像变换,得到逐行的目标图像。实验表明,所提出的去隔行算法能得到画质较高的逐行新视图,且算法性能是鲁棒的。该算法适用于基于DIBR的3D视频的去隔行。     

基于一维插值的人头像三维表面重建

描述了一种基于一维插值的人头像三维表面的重建方法。该方法从几个不同侧面的人体头部条形图获得人头像的三维条形图．经过型值点的提取，一维三次样条插值，三维重建，进而得到任意分辨率的人体头部三维曲而的数字表示及三角形、四边形网格图等表示形式，一维插值与传统的三维曲面重建的二维插值方法相比较，算法简单，三维曲面重建所需的时间也较少。该方法已在PIII 800PC机上进行了验证，获得了较好的效果。     

基于轮廓形状的CT断层图像插值

针对CT图像的特点,提出了一种基于轮廓形状的层间插值算法,使用该算法得到的插值图像不仅在灰度上,而且在组织形状上都更接近实物.该算法与传统的插值方法相比,其视觉效果和计算误差均有较好的改进.该算法已用VC6.0编程实现,并应用于医学三维重建系统中,能够有效消除三维重建时由于断层间距过大导致的梯田效应,效果符合医学诊断要求.     

Interactive 3D medical image segmentation with energy-minimizing implicit functions

We present an interactive segmentation method for 3D medical images that reconstructs the surface of an object using energy-minimizing, smooth, implicit functions. This reconstruction problem is called variational interpolation. For an intuitive segmentation of medical images, variational interpolation can be based on a set of user-drawn, planar contours that can be arbitrarily oriented in 3D space. This also allows an easy integration of the algorithm into the common manual segmentation workflow, where objects are segmented by drawing contours around them on each slice of a 3D image.Because variational interpolation is computationally expensive, we show how to speed up the algorithm to achieve almost real-time calculation times while preserving the overall segmentation quality. Moreover, we show how to improve the robustness of the algorithm by transforming it from an interpolation to an approximation problem and we discuss a local interpolation scheme.A first evaluation of our algorithm by two experienced radiology technicians on 15 liver metastases and 1 liver has shown that the segmentation times can be reduced by a factor of about 2 compared to a slice-wise manual segmentation and only about one fourth of the contours are necessary compared to the number of contours necessary for a manual segmentation.     

Catmull-Rom插值算法在基于OpenGL的三维地形绘制中的应用实现

文章对应用Catmull-Rom插值算法改进三维地形绘制显示效果的过程进行了研究,在分析描述该算法后将其应用在具体的基于OpenGL的三维地形绘制实例中,通过工程实现的效果对比来看,Catmull-Rom插值算法将在很大程度上改进三维地形的绘制显示的效果。     

Catmull-Rom插值算法在基于OpenGL的三维地形绘制中的应用实现

文章对应用Catmull-Rom插值算法改进三维地形绘制显示效果的过程进行了研究,在分析描述该算法后将其应用在具体的基于OpenGL的三维地形绘制实例中,通过工程实现的效果对比来看,Catmull-Rom插值算法将在很大程度上改进三维地形的绘制显示的效果。     

新代数插值算法在图像放缩中的应用

代数插值作为图像插值的基本方法之一 ,既可以与其他放缩方法结合 ,又可以单独使用 ,实现图像的放大和缩小。目前 ,一般都采用传统牛顿插值算法来实现。提出了用新代数插值算法来实现图像插值算法 ,实验证明 ,它不仅是一种有效的图像插值算法 ,而且较以往传统的牛顿插值算法在速度上有所提高。该算法的提出对丰富图像插值的基本算法是有一定意义的     

一种快速直线脉冲增量插补算法

提出了一种应用于数控加工的快速空间直线脉冲增量插补算法。该算法在插补过程中只进行整数运算,每次插补计算可以得到两个进给步的三坐标轴进给脉冲增量。提高了直线插补的运算效率,而误差小于0. 707个脉冲当量。