摘要：给出了k阶连续的单位四元数插值曲线的一种构造算法 构造的曲线不仅插值给定的朝向序列 ,而且插值给定的角速度序列 单位四元数空间S3 与三维空间R3 之间的映射是该算法的基础 :S3 与R3 之间的映射公式保证了曲线的插值朝向序列性质 ,S3 到R3

摘要：现阶段工程机械等装备对重型液力自动变速器的需求越来越大,作为该类变速器核心部件之一的液力变矩器,其设计要求更准确、更高效。由于尺度及转矩差异,普通变矩器的设计方法已不再适用。当前,变矩器参数化设计过程与三维软件模型生成过程相分离,延长了设计周期。为此,提出了一种适用于重型液力自动变速器变矩器的参数化设计方法,并开发了参数化设计软件。通过两段椭圆弧构建中间流线的方法建立了循环圆几何模型,采用4次b样条曲线设计叶片骨线,提出了通过两级进、出口角和顶点坐标控制骨线形状的方法;在叶片骨线形状控制方法和曲线控制点之间建立联系,设计骨线控制参数的约束条件;基于NX Open软件开发变矩器自动化设计程序,以参数合理性检查为约束条件,建立了中心调度式数据处理框架。实例验证结果表明,该设计系统能使液力变矩器快速获得合理造型。

摘要：为简化绗缝、提花、针织等自动化设备的花型轮廓设计,弥补现有纺织设备中复杂曲线无法直接插补的缺陷,增加b样条曲线的插补功能,通过双圆弧分段逼近三次准均匀b样条曲线的方法,获得只含有微段直线和微段圆弧数据的简单花样,并采用直线插补算法、圆弧插补算法对花样数据进行针迹点均匀分布处理,同时运用Mat Lab进行编程仿真,验证其有效性。结果表明:在误差范围内,可使逼近的双圆弧在连接点处光滑连接并达到一阶导数连续且拟合段数最少;花样作业图案的针迹点分布均匀,误差小,满足复杂花样加工的要求,简化数值计算和编程,可实现复杂曲线数控织造的工程运用。

摘要：在服装CAD设计中常常涉及自由曲线的造型,而处于不同衣片上的曲线是否匹配,对服装缝制过程产生很大影响.由于目前服装CAD中衣片或部件设计都是独立的,没有相应的自由曲线匹配的模块,通过针对服装CAD平面曲线的匹配进行了研究,提出了采用蚁群优化算法判断匹配,经过编程实验,效果很好,可以在服装CAD中广泛应用.

摘要：针对重型特种装备的停车定位对驾驶员的驾驶技术要求较高、有些场景需要驾驶员和指挥员协同工作、车辆的行驶轨迹偏移会导致效率低下以及车辆能耗增加的问题,提出了重型特种装备车辆多轴协调速度控制方法,合理控制车辆多轴协调运动轨迹,降低车辆能源消耗。通过获取车辆虚拟主轴运动的速度与加速度作为约束条件,采用三次样条插值法建立车辆虚拟主轴和从轴间的传动关系模型;以约束条件和传动关系模型为基础,结合S形速度控制算法,设计车辆多轴协调运动最优速度控制模型,实现车辆多轴协调速度控制。仿真结果表明,所提方法可有效控制车辆主轴与从轴的位移、速度与角度,有效控制车辆多轴协调周期性,与理想参数差距较小,控制精度较高;可降低车辆的能源消耗,提升车辆综合效率。

摘要：目的目前有很多研究b样条曲线的含参数扩展,给出的曲线都具备b样条曲线的局部形状控制性以及独立于控制顶点的形状可调性,但有些文献给出的参数是全局的,导致曲线不具备局部形状调整性,有些文献给出的调配函数不具有全正性,导致曲线不具备变差缩减性、保凸性。本文的出发点是构造同时具备保凸性、局部形状调整性、局部形状控制性的曲线。方法首先运用拟扩展函数空间的理论框架证明了已有的3次bézier曲线的扩展基,简称λμ-bernstein基,恰好为所在空间中的规范b基。然后运用λμ-bernstein基的线性组合来构造3次均匀b样条曲线的扩展基,根据预设的曲线性质反推出扩展基的性质,进而求出线性组合的系数,得出扩展基的表达式。扩展基可以表示成λμ-bernstein基与一个转换矩阵的乘积,证明了转换矩阵的全正性,由扩展基定义了一种结构与3次b样条曲线相同的含一个局部形状参数的分段曲线。结果转换矩阵的全正性决定了扩展基的全正性,扩展基的全正性决定了扩展曲线的变差缩减性、保凸性,形状参数的局部性决定了曲线的局部形状调整性,曲线的分段结构决定了曲线的局部形状控制性。结论本文给出的构造具有全正性的b样条扩展基的方法具有一般性,与现有众多扩展曲线相比,本文方法构造的曲线因为具有变差缩减性和保凸性,从而为保形设计提供了一种有效方法。

摘要：针对蚁群算法搜索盲目、全局性差及收敛慢等缺点,文中提出了一种改进融合蚁群算法。采用扩展后的Dijkstra算法对转移概率进行改进,扩展了搜索范围,并引入终点信息对初始信息素改进,增强了初期路径搜索的导向性;在启发函数中加入自适应因子与终点信息,提高算法的自适应性与收敛速度。同时,引入自适应挥发因子对信息素更新优化,增强全局搜索能力。为避免与障碍物边缘触碰,将改进的蚁群算法与斥力场融合,并采用b样条曲线对路径进行优化,得到连续平滑的最佳移动路径。通过试验将改进的融合蚁群算法与其他蚁群算法在不同环境下进行比较,结果表明:该算法在路径长度、收敛速度、触碰障碍物边缘次数和转弯次数方面都优于其他蚁群算法。

摘要：论文提出了一种新的基于曲线法矢比率分析的b样条曲线光顺方法。一条曲线一般由若干凹凸分段顺序相连组成。设计人员按设计意图对各曲线段指定其上各点处的目标法矢分量比率图,比较目标法矢分量比率图与实际法矢分量比率图,即可判断出各曲线段的光顺性。对光顺性较差的曲线段,通过最小二乘逼近优化过程调整其控制顶点,从而达到光顺目的。该优化过程的目标函数兼顾光顺性及光顺前后曲线的偏差,可通过调节相应参数来达到设计要求。实例表明,该文方法灵活方便,可行有效,为曲线光顺问题的解决提供了一种新的选择。

摘要：针对RRT*和b-RRT*算法在较复杂环境下路径规划时,存在搜索时间长、采样效率低和规划路径曲折的问题,提出一种目标偏置双向快速扩展随机树算法——Gbb-RRT*(goal biased bidirectional RRT*)。该算法每次迭代中两棵随机树都进行扩展,一次迭代能生成两个新节点,加快扩展速度。然后引入目标偏置策略来优化采样点的选取,使两棵随机树在一定概率下朝各自的目标点方向扩展。针对得到的规划路径,设计一种逆向寻优结合转角约束路径简化方法,结合b样条曲线生成光滑可执行路径。在仿真实验中将提出的算法与b-RRT*进行对比实验,结果表明所提算法搜索时间缩短40%左右、扩展节点减少10%左右,结合路径简化方法后路径长度缩短3%左右。

摘要：随着我国脑卒中患者数量不断增加,机器人技术在脑卒中患者康复训练中将被大面积运用,而康复机器人的轨迹规划能力将直接影响其使用性能和实践应用,针对此问题,以一种串并混联上肢康复机器人为研究对象,使用向量法对该康复机器人进行了逆运动学分析,提出了一种基于五次b样条曲线的规划算法对该康复机器人进行了轨迹规划,使用Matlab仿真了复杂三维康复运动曲线,并在自主研发的上肢康复机器人实验平台上进行了多种类型康复轨迹实验,实现了新型串并混联上肢康复机器人康复轨迹的个性化。结果表明,根据治疗师输入的康复点位序列,可以快速生成光滑、平顺的康复轨迹,并且在实验平台上准确执行,验证了轨迹规划算法的正确性、可行性。