连续小线段局部光顺插补算法

连续小线段是目前国内机床加工最常用的刀具路径形式,针对连续小线段路径的不连续性造成的机床速度、加速度剧烈波动,笔者提出了新的局部光顺算法。首先运用有理Bezier曲线对小线段连接处进行光顺插补和光顺转接,实现了过渡光顺的G3连续;然后运用生成的新的刀具路径,考虑弓高误差和近似误差的影响,建立误差分配模型;综合考虑2种误差影响的情况,根据机床法向加速度等约束进行速度插补。仿真验证表明误差分配模型能更好地保证综合误差不超过给定精度。模型具有有效性。     

小线段S型加减速方式告诉衔接方法

针对连续小线段拐角处衔接速度受夹角影响,导致过渡速度低且易引起机床振动等问题,研究了利用圆弧光滑连续小线段建立多周期匀速衔接数学模型,提出通过转接的几何约束和运动约束以及转接参数的计算,来实现多周期匀速衔接高速插补的方法。同时采用离散S型加减速规划实现加工速度和加速度的连续。通过仿真验证了该方法的有效性和实用性。该方法在满足加工精度的前提下,使数控机床的柔性提高,降低了机床的振动。     

螺丝锁付装置取放料时间寻优轨迹规划

为提高螺丝锁付装置的锁付效率，课题组针对锁付过程中最频繁的取放料操作进行时间寻优轨迹规划。课题组以旋量理论建立运动学模型，基于运动合成的思想，采用多段六次多项式插值算法进行规划轨迹，并结合改进粒子群算法得到时间插值节点的优化解。仿真实验结果表明：采用改进粒子群算法，在迭代约40次时算法达到收敛，轨迹所需时间相对于优化前缩短了约30%；关节空间下各关节的位置、速度和加速度曲线连续平滑，无明显突变，末端笛卡尔空间下轨迹满足取放料轨迹的设计要求。该时间最优轨迹规划的方法有效提高了螺丝锁付装置的工作效率。 〖HT5”H〗关键词：螺丝锁付；轨迹规划；旋量理论；改进粒子群算法；六次多项式插值算法     

基于FIR滤波的拐角精确插补算法

刀具轨迹一般是由一系列直线（G01）或圆弧(G02)组成，为了实现路径之间的平滑转接和精确过渡，课题组提出了基于有限脉冲响应（FIR）的连续拐角精确插补算法。该算法利用FIR滤波器对速度脉冲进行滤波，生成刀具的拐角轨迹，通过调节滤波器重叠时间，精确控制拐角轮廓误差，利用过滤后脉冲生成加速度曲线的频谱，加速度曲线可以避免不必要的残余振动。通过实验与传统点对点（p2p）插补算法进行对比，课题组提出的算法加工时间减少了14.6%，加工效率明显提高。     

基于小波域分形编码的图像插值

传统的图像插值方案(包括最近邻插值、双线性插值和B样条插值等),大多是基于图像分块的光滑连续模型。由于该模型不能很好地描述自然图像的特点,因此插值得到的图像质量不高。为寻求更有效的插值方案,首次提出了基于小波域分形编码的插值算法。该算法在FW编码的基础上,首先利用图像的局部自相似模型,通过小波树的膨胀,并借助小波域的第1级子带,对超分辨率级的第0级子带进行最优预测,再经过小波反变换来得到插值图像。标准测试图像的实验表明,该插值算法与传统的双线性插值相比,不仅可以获得清晰的纹理和边缘,而且峰值信噪比也更高,因此插值得到的图像更加精确、真实。     

基于5次非均匀B样条曲线的4自由度机器人轨迹规划

为降低工业机器人工作过程中的振动与冲击，减少磨损以延长使用寿命，课题组以某公司SCARA 4自由度机器人为研究对象，采用5次非均匀B样条曲线对其关节空间进行轨迹规划研究。利用弦长参数法和平均值法选取节点，将离散路径点作为型值点反解出B样条控制点；在端点处进行运动约束，通过指定的端点导矢，在MATLAB中进行仿真实验，并与5次多项式函数插值进行对比分析。分析结果显示：5次非均匀B样条插值出的机器人运行轨迹平稳连续，且各关节速度、加速度以及加加速度轨迹曲线亦光滑连续无突变。该插值方法可有效提高机器人工作的平稳性，非常适合于精确抓取和搬运领域。     

一种C2连续的三次样条插值方法

利用Bernstein多项式构造一种C2连续的三次样条插值,证明其存在唯一性与一致收敛性,并给出误差上界的估计.与传统算法比较,避开了求解方程组的困难.     

改进的LMS自适应时延估计方法

针对传统的基于SINC插值的自适应时间延迟估计方法估计误差较大、收敛速度较慢等问题,提出了一种新的插值方法和相应的自适应时延估计方法.根据LMS自适应时延估计方法中最优权表达式的有关参数特点,采用自适应算法对参数进行估计并进行了理论分析.计算机仿真结果表明,与基于SINC插值的自适应时延估计方法相比,在不同信噪比条件下,新方法所需自适应滤波器抽头长度小且具有较快的收敛速度和较好的稳态均方误差,具有广泛的适用性.     

Hermite插值的逐步迭代算法

通过定义插值因子,对Hermite插值问题依次考虑满足插值结点x1;x1,x2;x1,x2,x3;…;x1,x2,…,xs处的插值条件,采用逐步迭代的方法构造插值多项式,得到插值多项式系数的递推公式.给出的数值例子验证了所给算法的有效性.     

Stieltjes-Thiele型有理插值公式

通过定义偏逆差商和混合逆差商,在Thiele型有理插值的基础上通过与Stieltjes型连分式相结合而构造了方形网格上的Stieltjes-Thiele有理插值公式.该插值算法满足所给的插值条件,同时给出了其特征定理和误差估计.最后用数值例子验证了本文插值算法的有效性.     

一种改进A~*算法在智能车中的应用研究

在智能车的自主导航中,要求规划模块在满足一定限制条件下,生成符合智能车运动特性的路径。而传统A~*算法存在着路径点不平滑,路径点紧挨障碍物和起始时刻路径不合理的问题。为了解决传统A~*算法所存在的问题,首先建立了车辆运动学模型并得到约束条件,同时将方向代价和自适应障碍物惩罚代价加入评价函数中;然后用车辆约束条件优化启发函数和路径优化模块;最后通过自由边界三次插值算法拟合转折点,使A~*算法规划的路径能够更好地被跟踪。通过实验分析可知:相比于传统A~*算法,改进A~*算法规划的路径更适用于实际车辆的运动控制。     

复杂桁架结构管端实际切割角优化算法

针对管一管复杂管桁架结构中管端焊接装配面实际切割角易发生突变而影响正常装配这一问题,分析了其形成 原因以及对数控管切割机的影响。在易于加工且不影响焊接装配的前提下,运用多项式插值的方法,对实际切割角突变 弧段进行了优化,使管端焊接装配面平滑,易于加工。最后结合实例算法与仿真,通过分析其弧长一实际切割角曲线以及 对比优化前后焊接装配面实际切割角三维模型效果,验证了该优化算法的可靠性。为数控管件切割方式的改进提出了 一种新思路。     

Delaunay三角剖分插值用于超分辨成像

微变焦超分辨成像在插值重建方面比较困难,目前基于最小二乘估计的频域模型和空域模型也都存在一些局限性。为了兼顾超分辨成像的实时性和精确性,该文在图像重建过程中,借鉴Delaunay三角剖分的数学概念,采用随机增量算法,定义了基于Delaunay三角剖分的插值算法。该算法可以提高分辨率,降低运算量。仿真实验结果表明,该算法在图像重建的时间和均方误差方面,均优于共轭梯度最小二乘法,其中基于Delaunay三角剖分的三次方插值算法的优越性更为突出。     

基于插值细分的自由曲面重建

细分曲面的差值算法对于曲面重建的精度起着重要的作用。在当前的细分曲面的研究基础上,提出了一种以三 角形作为初始网格的递归插值计算方法。在边界网格节点上优化插值计算,并针对异常的网格节点选取合适的加权系 数,从而改善了重建细分曲面的插值算法。在一个复杂的自由曲面上进行应用,并将计算结果与其他的曲面细分模式进 行比较和误差分析。     

连分式算法插值顺序的有效安排

n节连分式算法是一个实用的一维搜索方法。构造连分式插位函数时,部分分母的计算在该算法中占有较大的比重,本文通过对插值点先后顺序的有效安排,使得部分分母的计算量下降近三分之一。最后,对该算法可能遇到的数值困难提供了一个实施方案。     

一种新的内插算法的研究

有效的插值算法是现代医学三维成像中的一个焦点。针对ＣＴ断层图像的特点，文中提出了一种新的分区域位置映射插值算法，阐明了算法的基本思路及实施步骤，最后给出实验结果。     

板金加工数控切割路径的优化计算

根据图论理论，对零件切割路径问题，在普利姆算法的基础上提出了一种有效的路径优化算法．该算法可自动确定切割加工的最短路径，有效缩短切割头的空行程时间，提高辅助加工的效率．     

基于HOG局部双线性插值的机械零部件检测与识别

传统方向梯度直方图(HOG)特征方法用于机械零部件检测时,对零部件的微小缺陷点的检测和识别不是很有效,因此课题组提出了一种局部双线性插值的HOG特征提取改进算法,将其用于小缺陷点的零件的检测和识别。首先,在图像内部的某个块上实现局部双线性插值;然后对局部双线性插值图像块进行梯度计算,提取新的梯度方向直方图;最后利用神经网络分类方法对具有微小缺陷点的零件进行检测。实验结果表明：局部双线性插值HOG特征提取方法比传统的HOG特征提取方法具有更好的检测性能;增强图像的抗混叠识别效果。     

DFT测频的加窗插值算法与实现

分析DFT频谱中栅栏效应的形成原因,推导出DFT频谱的幅度比值校正算法,在此基础上,系统地推导不同加窗函数下的插值校正公式以提高DFT测频精度,重点探讨插值算法的工程实现方法,提出一种适于FPGA实现的基于区间搜索的频率偏差估计算法,以避免复杂的除法运算。通过对不同信噪比、不同频率偏差下的校正结果进行仿真分析,发现该算法完全满足工程实际需要。     

基于预瞄模糊控制的自动泊车算法研究

针对目前自动泊车系统转向不连续问题,提出一种两段式泊车路径规划算法,采用Sigmoid函数对路径进行函数拟合,确定泊车路径。建立了横向预瞄模型,对路径追踪误差进行估计,采用模糊控制方法,对拟合后的理想路径进行追踪;搭建了Pre Scan虚拟仿真环境,通过超声波传感器获取车位信息,对提出的基于预瞄模糊控制的自动泊车算法进行了仿真验证。仿真结果表明:Sigmoid函数对两段式泊车路径的拟合决定系数可达0.99以上;采用该预瞄模糊控制泊车算法,汽车能很好地追踪规划的路径,并成功泊入预定车位。