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基于双目视觉的软体机械臂几何参数测量方法
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作者 舒申 王家梁 +4 位作者 胡俊峰 张宇 楚凯 周浩 蔡铭炜 《工程设计学报》 北大核心 2025年第5期613-622,共10页
由于软体机械臂固有的柔顺性与低刚度,其在空间运动中展现出复杂的形态变化,现有测量方法难以实现这类机械臂的位姿测量。为解决上述问题,提出了一种结合双目视觉技术和B样条曲线拟合的新方法,旨在准确测量软体机械臂的几何参数。该方... 由于软体机械臂固有的柔顺性与低刚度,其在空间运动中展现出复杂的形态变化,现有测量方法难以实现这类机械臂的位姿测量。为解决上述问题,提出了一种结合双目视觉技术和B样条曲线拟合的新方法,旨在准确测量软体机械臂的几何参数。该方法通过双目视觉系统提取软体机械臂中心骨架的三维信息,并采用三次B样条曲线进行三维形状重构,进而获得软体机械臂的关键几何参数。为了验证所提出方法的有效性,对圆弧形、S形弯曲、L形弯曲的软体机械臂进行几何参数测量。测量结果表明,在平面上运动的机械臂的平均弯曲曲率误差为0.198%,平均弯曲角度误差为0.159%;在三维空间中运动的机械臂的平均弯曲角度误差为1.340%。此外,该测量方法能扩展为动态测量方法,在视觉有遮挡的情况下也能准确地测量软体机械臂的几何参数。基于双目视觉和B样条曲线拟合的测量方法可为软体机械臂的参数测量提供一种新思路。 展开更多
关键词 软体机械臂 双目视觉 B样条曲线 几何参数测量
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Study of trajectory optimization using terminal-node adaptive-altered spline algorithm 被引量:2
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作者 Xia Qunli Guo Tao Qi Zaikang 《Journal of Systems Engineering and Electronics》 SCIE EI CSCD 2009年第3期551-557,共7页
The advantage of using a spline function to evaluate the trajectory parameters optimization is discussed. A new method that using adaptive varied terminal-node spline interpolation for solving trajectory optimization ... The advantage of using a spline function to evaluate the trajectory parameters optimization is discussed. A new method that using adaptive varied terminal-node spline interpolation for solving trajectory optimization is proposed. And it is validated in optimizing the trajectory of guided bombs and extended range guided munitions (ERGM). The solutions are approximate to the real optimization results. The advantage of this arithmetic is that it can be used to solve the trajectory optimization with complex models. Thus, it is helpful for solving the practical engineering optimization problem. 展开更多
关键词 trajectory optimization optimization control parameter optimization spline interpolation
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基于凝固前沿演变特征的熔铸装药成型工艺参数智能优化 被引量:1
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作者 夏焕雄 李康 +2 位作者 高丰 刘检华 敖晓辉 《兵工学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第9期2936-2950,共15页
熔铸装药成型过程中药浆凝固前沿的轮廓特征与成型后药柱内的缩孔缩松等缺陷具有显著相关性。为改善熔铸装药成型质量,提出凝固前沿轮廓特征度量指标,探究该指标与药柱缩孔缩松体积和最大孔隙率等缺陷的相关性。通过熔铸装药温度场仿真... 熔铸装药成型过程中药浆凝固前沿的轮廓特征与成型后药柱内的缩孔缩松等缺陷具有显著相关性。为改善熔铸装药成型质量,提出凝固前沿轮廓特征度量指标,探究该指标与药柱缩孔缩松体积和最大孔隙率等缺陷的相关性。通过熔铸装药温度场仿真数据集训练装药关键工艺参数与药浆二维瞬态温度场的B样条神经网络模型,进而建立工艺参数与指标参数的代理模型,再基于遗传算法以极大化凝固前沿轮廓特征度量指标为目标,对装药关键工艺参数进行优化。研究结果表明:工艺参数组由初始参数P^(0)=[100,85,0.25,0.25,90,5,0.6]^(T)优化至最佳参数P^(*)=[91.725,94.961,0.498,0.151,100,6,0.595]^(T)后,缩孔缩松体积和最大孔隙率等成型质量参数由19.832 mm^(3)和4.71%降至3.129 mm^(3)和0.66%,实现了熔铸装药成型质量的快速预测和优化;新提出的方法为熔铸装药的工艺优化提供了新思路和新策略,为高性能装药的发展贡献了解决方案,对提高生产效率、降低成本以及确保成型质量一致性具有借鉴意义。 展开更多
关键词 熔铸装药 凝固前沿 B样条神经网络 遗传算法 工艺参数优化
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齿轮箱传动系统渐开线花键的优化研究 被引量:1
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作者 黄杨杨 宋进宇 +2 位作者 罗勇水 赵海燕 祁广骞 《机电工程》 北大核心 2024年第1期81-89,共9页
随着风电机组齿轮箱扭矩密度的提升,行星传动装置中渐开线平齿根花键已经满足不了目前齿轮箱轻量化设计的需求。针对这一问题,提出了一种将齿轮箱内部传统的渐开线平齿根花键优化为渐开线齿形花键的方法。首先,优化了渐开线齿形花键的... 随着风电机组齿轮箱扭矩密度的提升,行星传动装置中渐开线平齿根花键已经满足不了目前齿轮箱轻量化设计的需求。针对这一问题,提出了一种将齿轮箱内部传统的渐开线平齿根花键优化为渐开线齿形花键的方法。首先,优化了渐开线齿形花键的齿廓变位系数、齿根高及齿顶高变位系数等,提高了花键的传扭能力;然后,研究了渐开线齿形花键结构,调整了其齿厚公差,使太阳轮可以正常浮动,以补偿齿轮啮合的对中偏差,降低了不均载系数,提高了齿轮箱内部齿轮的承载能力;分析了花键齿面载荷分布,对花键进行了齿向修鼓和螺旋角修形,改善了花键齿宽载荷分布,避免了花键轮齿端部受载过高,延长了花键联接的使用寿命;最后,使用工程算法,校核了花键抗剪切、抗磨损及花键连接本体强度等;通过齿轮箱相关试验,分析了齿轮箱拆检后花键齿面啮合情况,验证了渐开线齿形花键的扭矩传递能力。研究结果表明:采用渐开线齿形花键,通过优化其参数,可以提高花键的齿面接触强度,花键的扭矩传递能力提高了约10%,齿形花键的扭矩传递能力得到了实例验证。 展开更多
关键词 齿轮箱扭矩密度 齿轮箱轻量化设计 机械强度 抗剪切强度 渐开线齿形花键 参数优化 传扭能力
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三次均匀B样条曲线的扩展 被引量:119
5
作者 韩旭里 刘圣军 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第5期576-578,共3页
给出四次多项式调配函数 ,它是三次B样条函数的扩展 基于给出的调配函数 ,建立一种带形状参数的分段多项式曲线的生成方法 通过改变形状参数的取值 ,可以调整曲线接近其控制多边形的程度 ;可以调整曲线从三次均匀B样条曲线的两侧逼近... 给出四次多项式调配函数 ,它是三次B样条函数的扩展 基于给出的调配函数 ,建立一种带形状参数的分段多项式曲线的生成方法 通过改变形状参数的取值 ,可以调整曲线接近其控制多边形的程度 ;可以调整曲线从三次均匀B样条曲线的两侧逼近三次均匀B样条曲线 选取不同的形状参数值 ,可以得到不同位置的C2 连续的曲线 ,且所给曲线与三次均匀B样条曲线有相同的端点性质 展开更多
关键词 CAGD 计算机辅助设计 三次均匀B样条曲线 基函数 形状参数
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带参数的四次Hermite插值样条 被引量:12
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作者 李军成 刘纯英 杨炼 《计算机应用》 CSCD 北大核心 2012年第7期1868-1870,1874,共4页
为了克服标准三次Hermite插值样条的不足,给出了一种带参数的四次Hermite插值样条,具有标准三次Hermite插值样条完全相同的性质。在插值条件给定时,四次Hermite插值样条的形状可通过改变参数的取值进行调控。通过选择合适的参数,四次Her... 为了克服标准三次Hermite插值样条的不足,给出了一种带参数的四次Hermite插值样条,具有标准三次Hermite插值样条完全相同的性质。在插值条件给定时,四次Hermite插值样条的形状可通过改变参数的取值进行调控。通过选择合适的参数,四次Hermite曲线能达到C2连续,而且其整体逼近效果要好于标准三次Hermite插值样条。所提出的新样条进一步丰富了Hermite插值样条理论,也为工程中插值曲线曲面的构造提供了一种新方法。 展开更多
关键词 三次Hermite样条 四次Hermite样条 形状参数 逼近
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有理三次Hermite插值样条及其逼近性质 被引量:18
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作者 谢进 檀结庆 李声锋 《工程数学学报》 CSCD 北大核心 2011年第3期385-392,共8页
提高插值曲线曲面的逼近性是计算辅助几何设计中的一个重要问题.本文构建了一种带单参数的分段有理三次Hermite插值样条.讨论了该样条的逼近性,给出了一种提高插值曲线曲面逼近性的方法,并且给出数值例子.结果表明,对于给定的插值条件,... 提高插值曲线曲面的逼近性是计算辅助几何设计中的一个重要问题.本文构建了一种带单参数的分段有理三次Hermite插值样条.讨论了该样条的逼近性,给出了一种提高插值曲线曲面逼近性的方法,并且给出数值例子.结果表明,对于给定的插值条件,通过选择合适的参数,依本文方法所生成的插值曲线曲面在逼近效果上好于标准三次Hermite插值曲线曲面. 展开更多
关键词 有理三次Hermite样条 三次Hermite样条 Peano-Kernel定理 形状参数 逼近性
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CNC系统中三次B-样条曲线的高速插补方法研究 被引量:45
8
作者 叶伯生 杨叔子 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 1998年第3期42-43,共2页
基于参数方程的矢量表示方法,导出CNC系统中三次B-样条曲线的一种高速插补算法。该算法不仅理论上可使所有插补点落在曲线上,而且由于实时插补过程中只有加法运算,因而插补速度极高,基本上适用于任何硬件环境。误差分析表明,只要... 基于参数方程的矢量表示方法,导出CNC系统中三次B-样条曲线的一种高速插补算法。该算法不仅理论上可使所有插补点落在曲线上,而且由于实时插补过程中只有加法运算,因而插补速度极高,基本上适用于任何硬件环境。误差分析表明,只要合理选择参数增量,总能保证插补的弓高误差满足加工精度要求,总能控制机床的实际运动速度满足程编要求。 展开更多
关键词 插补 三次B-样条曲线 速度 精度 数控系统
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拟三次三角样条插值曲线与曲面 被引量:12
9
作者 李军成 赵东标 杨炼 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2013年第3期680-684,共5页
在构造插值曲线与曲面时,传统的方法多基于多项式函数空间,而基于三角函数空间也能构造插值曲线与曲面.首先基于函数空间Ω=span{1,sint,cost,sin2t,cos2t}构造了一种样条插值曲线与曲面,称之为拟三次三角样条插值曲线与曲面.该曲线与... 在构造插值曲线与曲面时,传统的方法多基于多项式函数空间,而基于三角函数空间也能构造插值曲线与曲面.首先基于函数空间Ω=span{1,sint,cost,sin2t,cos2t}构造了一种样条插值曲线与曲面,称之为拟三次三角样条插值曲线与曲面.该曲线与曲面不仅满足C2连续,而且直接插值于给定的控制顶点,避免了通过方程组反求控制顶点.进一步地,为了使所构造的拟三角样条插值曲线与曲面具有局部可调性,利用奇异混合技术在拟三次三角样条插值曲线与曲面中引入了局部形状参数,修改某些形状参数的取值可实现对插值曲线与曲面的局部调整,为样条插值曲线与曲面的构造提供了两种新方法. 展开更多
关键词 三角样条 插值 奇异混合 形状参数
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空间均匀有理张力样条参数曲线 被引量:5
10
作者 孟雅琴 叶正麟 +1 位作者 王小平 郑红蝉 《计算机学报》 EI CSCD 北大核心 2003年第12期1776-1780,共5页
引入了基于双曲样条函数的、具有张力参数的空间有理等距节点样条参数曲线 ,给出了这种曲线在每个样条子区间上为挠曲线段 (即非平面曲线 )的充分必要条件 ;分析了这种挠曲线段没有尖点、重结点和泛拐点的特性 ;因而在用于空间曲线几何... 引入了基于双曲样条函数的、具有张力参数的空间有理等距节点样条参数曲线 ,给出了这种曲线在每个样条子区间上为挠曲线段 (即非平面曲线 )的充分必要条件 ;分析了这种挠曲线段没有尖点、重结点和泛拐点的特性 ;因而在用于空间曲线几何造型时可避免奇异性 .当张力参数趋于零或趋于无穷大时的极限曲线 ,分别是等距节点的有理三次B样条曲线和其控制多边形 ,故张力参数可用于调节曲线的光顺性 .还给出了将权系数用于曲线插值的一种方法 . 展开更多
关键词 几何造型 张力参数 样条曲线 插值 CAGD 计算机辅助设计 空间有理张力样条参数曲线
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带形状参数样条曲线的研究 被引量:19
11
作者 刘旭敏 黄厚宽 +1 位作者 王刘强 马素静 《计算机研究与发展》 EI CSCD 北大核心 2007年第3期487-496,共10页
如何通过调整形状参数修改曲线形状是计算机辅助几何设计中一个有意义的研究课题.为了有效地利用形状参数来调整曲线的形状,增强修改曲线的灵活性,研究了5种带形状参数B样条曲线的表示方法及性质,这些曲线模型都可以通过改变形状参数的... 如何通过调整形状参数修改曲线形状是计算机辅助几何设计中一个有意义的研究课题.为了有效地利用形状参数来调整曲线的形状,增强修改曲线的灵活性,研究了5种带形状参数B样条曲线的表示方法及性质,这些曲线模型都可以通过改变形状参数的取值,调整曲线接近控制多边形的程度,从而得到不同位置的连续曲线.分析了每种造型方法的形状参数对曲线形状的影响,给出了形状参数的适用范围,比较了5种造型方法的特点.通过大量的公式推导和实验,提出了利用形状参数不同取值来表示一些自由曲线的新方法,并用实例进行了说明.实验证明,C-B样条曲线、带形状参数的均匀B样条曲线、带形状参数双曲多项式的均匀B样条曲线、带形状参数三角多项式的均匀B样条曲线都可利用形状参数的特定取值表示一些工业领域常用的自由曲线,这比起用控制顶点表示同样的自由曲线更为简单. 展开更多
关键词 计算机辅助几何设计 样条曲线 形状参数 曲线设计
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带形状参数三角B样条曲线曲面及其应用 被引量:7
12
作者 陈素根 汪志华 赵正俊 《计算机应用与软件》 CSCD 2015年第10期78-81,共4页
针对样条曲线曲面构造及其在图像放缩中的应用问题,在三角函数空间{1,t,sint,cost,sin2 t,cos2 t}中构造一类带有形状参数的三角B样条基函数,并定义相应的三角B样条曲线和曲面,分析该曲线曲面的性质以及形状参数对曲线曲面形状的调节作... 针对样条曲线曲面构造及其在图像放缩中的应用问题,在三角函数空间{1,t,sint,cost,sin2 t,cos2 t}中构造一类带有形状参数的三角B样条基函数,并定义相应的三角B样条曲线和曲面,分析该曲线曲面的性质以及形状参数对曲线曲面形状的调节作用。拓宽形状参数的取值,构造了满足C2连续且可以直接插值控制顶点的三角B样条插值曲线和曲面,并将其应用于图像放缩中。实例说明了所构造的三角B样条曲线曲面在曲线曲面造型和图像放缩方面有较好应用。 展开更多
关键词 计算机应用 三角 B 样条 插值样条 图像放缩 形状参数
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一类局部可调的三次代数三角插值样条 被引量:10
13
作者 杨炼 李军成 匡小兰 《计算机工程与科学》 CSCD 北大核心 2013年第5期130-135,共6页
在空间Ω=span{1,t,sint,cost,sin2t,cos2t}中提出了一种新的带形状参数的三次代数三角插值样条,该样条具有许多与三次B样条类似的性质。所构造的曲线曲面无需解方程组或插入某些节点即可直接插值某些控制顶点。曲线能精确表示直线段、... 在空间Ω=span{1,t,sint,cost,sin2t,cos2t}中提出了一种新的带形状参数的三次代数三角插值样条,该样条具有许多与三次B样条类似的性质。所构造的曲线曲面无需解方程组或插入某些节点即可直接插值某些控制顶点。曲线能精确表示直线段、椭圆(圆)弧、抛物线弧以及圆柱螺旋、三角函数曲线等一些超越曲线,相应的张量积曲面能精确表示一些二次曲面和超越曲面,如球面、圆柱面和螺旋柱面等。通过改变基函数中的全局参数的取值可整体调节曲线曲面的形状,并利用奇异混合技术在三次代数三角插值样条中引入局部参数,使曲线曲面的形状能局部调节。几何造型实例表明,三次代数三角插值样条可作为几何造型的一种新的有效模型。 展开更多
关键词 三次B样条 代数三角样条 插值 形状参数 奇异混合
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航空渐开线花键副微动摩擦接触参数分析 被引量:18
14
作者 胡正根 朱如鹏 +1 位作者 靳广虎 倪德 《中南大学学报(自然科学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2013年第5期1822-1828,共7页
使用有限元方法对航空渐开线花键副摩擦进行接触分析,得到花键副的接触应力及相对滑移分布规律,并考虑接触长度、花键壁厚和摩擦因素对花键副接触的影响。研究结果表明:花键副接触应力及相对滑移分布不均匀,端部的接触应力及相对滑移较... 使用有限元方法对航空渐开线花键副摩擦进行接触分析,得到花键副的接触应力及相对滑移分布规律,并考虑接触长度、花键壁厚和摩擦因素对花键副接触的影响。研究结果表明:花键副接触应力及相对滑移分布不均匀,端部的接触应力及相对滑移较大;增加接触长度不能提高花键副的承载能力,接触长度与花键分度圆直径之比不得大于1.2,最佳为0.5;花键壁厚越薄,端部接触应力和相对滑移越大;摩擦因素对接触应力几乎没有影响,但相对滑移与摩擦因素成反比。 展开更多
关键词 花键 有限元法 微动摩擦 接触参数 接触应力 相对滑移
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带形状参数的均匀B样条 被引量:83
15
作者 王文涛 汪国昭 《计算机辅助设计与图形学学报》 EI CSCD 北大核心 2004年第6期783-788,共6页
n阶均匀B样条基函数是n阶带形状参数的均匀B样条基函数的一个特例 由带形状参数的均匀B样条基组成的样条曲线可通过改变形状参数的取值而调整曲线的形状 随着阶数的升高 。
关键词 带参数均匀B样条 基函数 CAGD
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自由节点样条函数平滑滤波技术 被引量:12
16
作者 朱炬波 贺明科 +1 位作者 冉承其 刘秋辉 《电子学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2004年第1期135-138,共4页
考虑了目标跟踪和航天测控中测量数据的平滑问题 .提出了利用自由节点样条函数来改善多项式最小二乘滤波器设计的模型和方法 .用样条函数表示弹道 ,能改善目标机动时用多项式表示弹道引入的截断误差较大的缺点 ,提高弹道参数的估计精度 ... 考虑了目标跟踪和航天测控中测量数据的平滑问题 .提出了利用自由节点样条函数来改善多项式最小二乘滤波器设计的模型和方法 .用样条函数表示弹道 ,能改善目标机动时用多项式表示弹道引入的截断误差较大的缺点 ,提高弹道参数的估计精度 .仿真计算结果表明该方法能显著改善目标机动时的运动参数估计精度 . 展开更多
关键词 自由节点样条函数 平滑 截断误差 参数估计
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可展曲面的几何设计与形状调节 被引量:7
17
作者 周敏 彭国华 +2 位作者 叶正麟 安晓虹 王树勋 《中国机械工程》 EI CAS CSCD 北大核心 2006年第24期2554-2557,共4页
为了克服传统方法在可展曲面设计上的缺陷,方便地解决工程中经常遇到的可展曲面位置和形状难以调整和控制的问题,基于3D射影空间中点和平面间的对偶性这一重要思想,提出了两种直接、简单的可展曲面设计方法。该方法将可展曲面用具有基... 为了克服传统方法在可展曲面设计上的缺陷,方便地解决工程中经常遇到的可展曲面位置和形状难以调整和控制的问题,基于3D射影空间中点和平面间的对偶性这一重要思想,提出了两种直接、简单的可展曲面设计方法。该方法将可展曲面用具有基函数的控制平面来表示,通过引入形状控制参数λ(0≤λ≤1),使生成的可展曲面在较大的范围内可进行调节和控制,增加了造型的自由度,通过调节参数λ,可以得到一族可展曲面,这族可展曲面保留了许多B样条曲面的特性,在λ取0.5的特殊情况下,所生成的可展曲面即为均匀B样条曲面。研究结果表明,该设计方法具有现有曲面设计方法的特征,算法简单、有效。 展开更多
关键词 可展曲面 对偶性 控制平面 控制参数 细分规则 B样条
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带最多独立形状参数的三阶三次均匀B样条曲线 被引量:10
18
作者 王树勋 叶正麟 陈作平 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2010年第15期142-145,共4页
构造了三阶三次等距结点的多项式B样条参数曲线,给出了deBoor控制顶点与分段三次Bézier控制顶点的关系式。该曲线具有一些类似于二次B样条曲线的性质:关于参变量为C1连续,每个样条区间上的曲线由三个deBoor控制顶点的线性组合表示... 构造了三阶三次等距结点的多项式B样条参数曲线,给出了deBoor控制顶点与分段三次Bézier控制顶点的关系式。该曲线具有一些类似于二次B样条曲线的性质:关于参变量为C1连续,每个样条区间上的曲线由三个deBoor控制顶点的线性组合表示,具有仿射变换下的不变性,包含了二次均匀B样条曲线等。还具有形状可调性质:调配函数中含有形状参数,具有明显的几何意义,可用于调控曲线的形状或变形。给出了其具有凸包性、对deBoor控制多边形保形性等性质及其条件,讨论了形状参数对曲线形状的影响。 展开更多
关键词 样条曲线 调配函数 形状参数 仿射不变性
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带参的三次三角多项式样条曲线 被引量:13
19
作者 吴晓勤 韩旭星 《计算机应用与软件》 CSCD 北大核心 2007年第4期62-63,89,共3页
给出了带有参数λ的三次三角多项式样条曲线。与二次B样条曲线类似,曲线的每一段由相继的三个控制顶点生成;对于等距节点,在一般情形下,曲线达到了C1连续;而当λ=1时,曲线达到了C3连续。λ有明确的几何意义,λ越大,曲线越逼近控制多边... 给出了带有参数λ的三次三角多项式样条曲线。与二次B样条曲线类似,曲线的每一段由相继的三个控制顶点生成;对于等距节点,在一般情形下,曲线达到了C1连续;而当λ=1时,曲线达到了C3连续。λ有明确的几何意义,λ越大,曲线越逼近控制多边形。实例表明,所给曲线为曲线/曲面的设计提供了一种有效的方法。 展开更多
关键词 样条曲线 三角多项式 参数 曲面
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样条曲线插补方法综述 被引量:7
20
作者 盖荣丽 王允森 +2 位作者 孙一兰 刘明烈 王贤蛟 《小型微型计算机系统》 CSCD 北大核心 2012年第12期2744-2748,共5页
样条插补能够直接对参数曲线进行插补是当前数控加工领域的研究热点之一.在样条插补过程中,插补参数的计算方法决定了数控机床加工中速度波动的大小.速度波动是影响数控系统加工质量的重要因素,因此插补参数计算方法是样条曲线插补的关... 样条插补能够直接对参数曲线进行插补是当前数控加工领域的研究热点之一.在样条插补过程中,插补参数的计算方法决定了数控机床加工中速度波动的大小.速度波动是影响数控系统加工质量的重要因素,因此插补参数计算方法是样条曲线插补的关键技术.近年来,研究人员提出多种样条插补算法和插补参数计算方法.介绍样条插补的基本概念,分析速度波动产生的原因;阐述三种常见的样条曲线插补方法并着重综述了各种插补参数计算的方法,分析了各种方法的优缺点;并指出样条插补方法的研究趋势. 展开更多
关键词 数控加工 样条曲线插补 速度波动 插补参数计算
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