基于四阶S曲线加减速的NURBS曲线插补算法

为提高NURBS曲线插补的运动平滑性，提出一种基于四阶S曲线加减速的NURBS曲线插补算法。该算法通过使用四阶S曲线加减速求解NURBS曲线节点上的速度，首先分析最大速度、最大加速度和最大加加速度的可达性，同时考虑非对称四阶S曲线加减速模型，并对较短弧长的采用二分法寻找实际最大速度，规划出31种速度曲线类型，然后根据NURBS曲线参数和约束条件生成对应的速度曲线。仿真结果表明，与三阶S曲线加减速控制的NURBS曲线插补算法相比，所提算法的插补精度更高，加速度曲线光滑且加加速度曲线连续无突变，降低其运动过程中的柔性冲击。     

基于自由变形的航空叶片模型快速修正北大核心

使用传统重构方法对航空叶片模型进行重构需要对叶片实际点云进行点云分割,曲面拼接等复杂操作,重构效率较低。针对此问题,提出了一种基于自由变形的航空叶片模型快速修正方法。首先,将叶片设计模型离散点云与叶片实际点云数据进行点云配准;其次,通过KD-tree计算叶片模型的特征点集与实际点云数据的误差,结合自由变形算法实现叶片设计模型局部或整体误差快速修正;最后,进行拓扑重构,完成叶片设计模型变形修正。实验结果表明,与传统方法重构的叶片设计模型相比,所提方法算法效率与重构精度得到显著提升,将重构精度提升至0.092 8 mm,并且算法运算效率为传统重构方法的7.231倍。     

基于特殊正交群的工业机器人姿态插补研究北大核心

针对工业机器人因多姿态插补存在的路径不平滑、运动时间过长、速度波动率大等问题,提出了一种基于特殊正交群的机器人多姿态插补方法。首先,采用特殊正交群将获得的姿态转换为其对应的指数坐标,进而将姿态插值问题转换为对向量插值问题;其次,为保证姿态路径的连续性同时减小姿态路径的曲率对速度影响,利用三次非均匀有理B样条(NURBS)曲线和非支配排序遗传算法(NSGA-Ⅱ)以曲率L_(2)范数和长度为优化目标减小姿态路径的曲率和长度;最后,引入S形加减速对生成的姿态路径进行分段自适应加减速控制,结合弦截法和抛物线(Muller)法提出一种参数密化算法完成姿态插补。研究结果表明:与单位四元数的球面四边形插值(Squad)相比,NURBS插值的姿态路径具有C~2连续性;与标准NURBS曲线插补运动相比,优化插补运动时间缩短8.7%;与弦截法相比,所提算法的绝对平均速度波动率降低73%。