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面向曲率及边界距离约束的弯曲管道内路径规划
1
作者 代煜 赵煜 +2 位作者 尹晶晶 李睿 张建勋 《天津大学学报（自然科学与工程技术版）》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第10期1010-1021,共12页
弯曲管道结构是工业探测或医用诊察中常见的一种场景,传统机器人的路径规划大多基于管道中心线的提取,而忽略了在狭窄空间中作业的真实参数约束,易使得作业工具末端受到弯折或挤压,影响作业效率,增加作业风险.针对以上问题,提出了一种... 弯曲管道结构是工业探测或医用诊察中常见的一种场景,传统机器人的路径规划大多基于管道中心线的提取,而忽略了在狭窄空间中作业的真实参数约束,易使得作业工具末端受到弯折或挤压,影响作业效率,增加作业风险.针对以上问题,提出了一种面向真实曲率和边界距离参数约束的路径规划方法,在可视化的三维模型中生成管道的中心稠密点集,针对该点集提出两步走的空间特征点识别策略.在选定作业路径的初始点、终止点后,依据邻近点间的曲率均值、极值及差分关系识别曲率极值点、分段点,通过对粗扫描特征点的遍历进一步识别出拐点和宽域节点以及过密点.将识别出的特征点作为型值点,反算得到NURBS曲线及对应插值点的曲率值,通过模型切片搜索得到曲线插值点的边界距离不合格点集.将极值点添加至特征点集中,再通过搜索得到的曲率不合格点集,将极值点进行拟合圆调整至后更新特征点集、在完成自适应轮次的特征点迭代后,检测并标记为空或连续不变的全区间参数不合格点区间集.实验结果证明:弯曲圆柱仿真模型和CT重建肾腔模型的规划路径经由迭代分别满足曲率10 mm^(-1)、8 mm^(-1)的约束.同时最短距离的全区间检测及标记结果也表明本文方法可以在满足曲率要求的前提下尽可能不碰撞管道内壁,验证了本文方法的有效性和可行性. 展开更多
关键词 路径规划 弯曲管道 nurbs曲线插值 特征点识别 曲率约束 边界距离约束
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基于改进NURBS曲线的水下机械臂轨迹规划
2
作者 孙颙琰 郭文勇 +1 位作者 孙云岭 王晶航 《舰船电子工程》 2023年第1期47-52,共6页
为了实现对水下机械臂末端执行机构快速、准确的控制,使其可以按照最佳路线平稳地运动到工作位置,提出一种基于五次多项式速度控制的NURBS(QV-NURBS)曲线插值轨迹规划算法。通过利用五次多项式对曲线的曲率突变阶段进行速度控制,以规划... 为了实现对水下机械臂末端执行机构快速、准确的控制,使其可以按照最佳路线平稳地运动到工作位置,提出一种基于五次多项式速度控制的NURBS(QV-NURBS)曲线插值轨迹规划算法。通过利用五次多项式对曲线的曲率突变阶段进行速度控制,以规划速度平滑得进行插补。通过对六自由度水下机械臂进行仿真分析,结果表面该轨迹规划算法可以有效地平滑曲线,使得机械臂更加平稳地进行运动。 展开更多
关键词 六自由度水下机械臂 nurbs曲线插值 速度控制 轨迹规划
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一种四次NURBS曲线反求控制顶点方法及应用 被引量：4
3
作者 赵晓运 宋绪丁 《仪器仪表学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2020年第11期270-277,共8页
用提高方程阶次的方法,可以光顺和高效地反求复杂的自由型曲线曲面。基于B样条方法和贝齐尔方法逐步线性递推的性质和联系,推出了NURBS曲线插值控制顶点反求的一般算法表达式。结合边界条件,详细给出了一种四次NURBS曲线插值控制顶点反... 用提高方程阶次的方法,可以光顺和高效地反求复杂的自由型曲线曲面。基于B样条方法和贝齐尔方法逐步线性递推的性质和联系,推出了NURBS曲线插值控制顶点反求的一般算法表达式。结合边界条件,详细给出了一种四次NURBS曲线插值控制顶点反求的矩阵方程和配套算法公式。通过对涡轮增压器叶轮叶片双四次NURBS曲面的逆向重构,并将该构造曲面与双三次的构造曲面进行数据对比分析,四次构造曲线的曲率比对应的三次构造曲线的曲率,减少了36.20%;四次构造曲面高斯曲率的最大值比三次的减少了2.04%,最小值减少了99.55%,曲面的光顺性得到明显提高。研究结果证实了该矩阵方程和配套算法公式的可行性和正确性。研究结论可为工程实践中,对复杂的自由型曲线曲面的逆向重构和数字化制造,提供有效的支持和借鉴。 展开更多
关键词 控制顶点反求 nurbs曲线插值 递推算法 叶片曲面重构
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基于轮廓离散点的挡风玻璃机器人拆解路径离线编程 被引量：1
4
作者 张翔燕 胡朝斌 戴国洪 《制造业自动化》 2016年第11期85-88,109,共5页
针对报废汽车挡风玻璃自动化拆解的需要,基于汽车挡风玻璃边缘离散数据点,对NURBS理论在报废汽车挡风玻璃边缘轮廓曲线插值中的应用进行研究,并通过MATLAB验证理论的正确性,得到插值后的挡风玻璃三维模型。基于该三维模型,运用Robot Stu... 针对报废汽车挡风玻璃自动化拆解的需要,基于汽车挡风玻璃边缘离散数据点,对NURBS理论在报废汽车挡风玻璃边缘轮廓曲线插值中的应用进行研究,并通过MATLAB验证理论的正确性,得到插值后的挡风玻璃三维模型。基于该三维模型,运用Robot Studio实现挡风玻璃机器人拆解路径的离线编程。通过实验操作,验证这种方法较好的完成了机器人工作路径的规划,能够提高拆解效率和拆解质量。 展开更多
关键词 nurbs曲线插值 RobotStudio 汽车挡风玻璃拆解 离线编程
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基于CPSO优化算法的六自由度机械臂轨迹规划 被引量：1
5
作者 汤小红 任垒垒 +1 位作者 张宏 龚永健 《组合机床与自动化加工技术》 北大核心 2023年第3期59-62,65,共5页
针对焊接机器人的多目标优化问题,综合考虑时间、能耗、脉动冲击工作指标,提出一种具有混沌寻优的多目标自适应粒子群优化算法(CPSO)。在工作轨迹数学模型采用五次NURBS曲线插值机械臂末端路径点,把混沌寻优的方法融合进粒子群优化中,... 针对焊接机器人的多目标优化问题,综合考虑时间、能耗、脉动冲击工作指标,提出一种具有混沌寻优的多目标自适应粒子群优化算法(CPSO)。在工作轨迹数学模型采用五次NURBS曲线插值机械臂末端路径点,把混沌寻优的方法融合进粒子群优化中,并提出采取动态加权方法进行选择适应度最高的全局最优粒子;通过外部存档改进粒子群的自适应变异规则,进而产生更加优异的粒子,降低局部最优的可能性,提高运算效率,改进了Pareto取值集合空间。通过软件仿真,在已知约束条件下,该优化算法可以实现目标轨迹的多目标优化,保证焊接机械臂以最优路线运行。 展开更多
关键词 多目标优化 自适应变异 五次nurbs曲线插值 混沌寻优
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一种基于NURBS曲线插值技术的CAE优化方法
6
作者 黄志刚 柯映林 张峻 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2003年第4期319-322,共4页
提出了一种基于 NU RBS曲线插值技术的 CAE优化方法。采用该方法对具有曲面形状的变截面梁结构建立了优化设计模型 ,介绍了该方法在 CAE中的优化过程。在通用有限元软件中采用参数化设计语言 APDL编制程序实现了目标函数的优化 。
关键词 nurbs曲线插值技术 CAE 优化方法
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