三次样条

摘要： 针对五自由度凸轮工件缺陷检测的机械手时间最优轨迹规划问题,利用D-H表示法建立机械手运动模型,通过正运动学、逆运动学分析求解各关节角度变化值,利用三次样条曲线在关节空间中建立机械手运动轨迹。同时在满足各关节速度、加速度、加加速度限制范围的基础上,采用麻雀算法通过约束条件外加罚函数改进个体适应度函数,对三次样条曲线轨迹实现时间最优规划。最后利用MATLAB软件进行机械手轨迹运动仿真,仿真结果表明,经麻雀算法优化后的运动轨迹时间明显减少,工作效率大幅度提高,最后通过机械手检测实验从而证明了所研究方法的可靠性和有效性。

摘要： 端点效应会严重影响经验模态分解(empirical mode decomposition,EMD)提取本征模态函数(intrinsic mode function,IMF)的效果。针对基于三次样条端点延拓算法(cubic spline based method,CSBM)在设置延拓点坐标位置时缺乏对信号趋势进行考量的缺陷,结合改进斜率延拓方法(improved slope based method,ISBM)的设计思想,提出一种综合斜率变化率和三次样条的EMD端点延拓方法。新方法的主要创新点在于利用斜率变化率度量信号变化趋势,并基于信号和包络趋势来设置延拓点坐标信息。通过选取四组不同类型模拟信号以及两组实际工程应用信号,利用正交指数、均方误差和能量误差三个度量指标对算法性能进行评价。试验结果表明,所提方法的性能在整体上优于CSBM和ISBM方法。

摘要： 为解决模糊数据的插值问题,利用两点三次Hermite插值公式与三转角方程对样条基函数进行构造,根据不同的边界条件获得插值点的一阶导数信息,再结合模糊数对插值点进行模糊化处理,基于不同的光滑度要求,给出2种模糊样条函数的表达式。最后通过数值算例,验证了构造方法的有效性。

摘要： 贯入器的头锥起着穿入土壤的作用,是贯入器的重要工作组件,其外部形状决定穿入过程中的阻力大小,阻力越小贯入器单次冲击的穿入深度越深。为了获得最优的头锥外形,提出利用三次样条插值法,以坐标为变量,建立可表示任意形状头锥的曲线方程,获得任意曲线头锥与土壤作用力大小的微分方程。以头锥所受的阻力最小为优化目标,利用遗传算法求得组成最优头锥的曲线坐标值,确定具体的头锥曲线形状。利用离散元仿真软件对比相同基本尺寸下的不同形状头锥所受阻力的大小,分析结果表明:构件的最优头锥外形在贯入土壤的过程中所受到的平均阻力最小,验证了优化结果的正确性。

摘要： 锂离子电池内阻建模对研究电池热管理具有重要意义.充电内阻受温度、充电倍率等众多因素的影响,该文分析电池的内阻变化特性与多种影响因素(充电倍率、荷电状态以及温度)之间的关系,采用最小二乘法的二元多项式和三次样条插值算法对不同充电倍率、荷电状态以及温度下的电池充电内阻进行建模,并采用所建立的多因素动态内阻模型对不同状态下的充电内阻进行估算.实验结果表明,所建立的动态内阻模型获得的内阻估算值与实验值的最大误差不超过6mΩ,证明所提出的电池充电内阻建模方法的有效性.

摘要： 为了实现管棒材拆捆过程的自动化,搭建了一种拆捆机器人系统,根据作业要求设计出一种用于拆捆的末端执行器,实现了绑丝的自动抽取和剪切.采用三次样条插值函数,构造机器人各关节运动轨迹曲线,实现关节位移、速度、加速度和加加速度的连续性,确保绑丝抽取过程的平滑稳定.在满足机器人各关节最大约束的前提下,提出一种改进的DE-PSO混合算法对时间最优值进行求解,通过与单一算法进行比较,该算法寻优精度有较大改进,特别是在高维度下效果更加突出.最后,根据算法所得结果,在MATLAB下仿真得到各关节运动变化曲线图,仿真结果表明了算法的稳定性和准确性.

摘要： 变截面格构式结构为工程实际中常见的复杂杆系结构,为高效、准确地分析其轴压稳定性问题,利用三次样条函数建立变截面格构式梁单元的位移场,基于有限元插值理论推导变截面梁单元的切线刚度矩阵.通过静力凝聚法消除单元节点的曲率自由度,获得一种全新的两节点变截面格构式梁单元.基于该新型变截面格构式梁单元,采用有限单元法研究悬臂变截面格构式结构和中间等截面两端变截面的组合格构式结构在典型约束下的失稳临界力,并将计算结果与Timoshenko精确解进行对比.结果 表明,推导的变截面格构式梁单元是正确的和有效的,该新型梁单元可高效的应用于变截面格构式结构轴压临界力分析.

摘要： 针对真实高山地形设计了一套地形跟随系统;首先,根据数字地图结合航迹规划算法生成参考航迹;接着设计了一个基于滚动时域优化的航迹控制器,用于跟踪航迹、稳定速度并处理约束,将预测时域内的航迹点作为参考输入,通过最小化跟踪误差以及滚动优化实时求解控制量;仿真结果表明,与基于适应角导引的地形跟随系统相比,文章的方法具有更好的性能,能够满足亚音速飞行器地形跟随任务需求.

摘要： 针对求解机器人路径规划问题,本文提出了一种多策略集成的樽海鞘群算法.在该算法中,提出了新的自适应领导者结构,以平衡算法的探索和开发能力;引入可以提高Lyapunov指数的Logistic-Cubic级联混沌映射作为食物源的扰动算子,来避免算法陷入局部最优;采用基于自适应参数的分散觅食策略使部分追随者探索有前景的区域.在CEC 2014测试集的多种函数上,本文算法与3种改进的樽海鞘群算法和5种先进的群智能算法进行比较,结果表明本文算法综合优化性能更好.本文算法2将其用于求解机器人路径规划问题,其中用三次样条插值对路径进行平滑.在障碍是8,9,13的环境下分别进行仿真实验,仿真结果表明,本文算法在给定的仿真场景下与给定的对比算法相比获得了最好的结果.

摘要： 针对突发威胁下无人机动态航迹规划的问题,提出了一种避开突发威胁的动态规划算法.利用A*算法生成全局最优航迹并进行平滑处理.当遇到突发威胁时,利用三次样条的二阶连续性及边界条件进行局部航迹规划,能够生成一簇候选路径,根据候选路径中心线与突发威胁中心线之间的夹角对候选路径簇进行旋转调整,使其路径簇完全包围突发威胁且具有对称性.最后综合考虑安全性、平滑性和连贯性的3种代价函数,建立总代价函数,选择出最佳的规避威胁航迹.实验结果表明,该算法能够在众多候选路径中选择出一条完全避开障碍安全平滑的较优航迹,且耗时短,实时性较强.

摘要： 本文结合航空发动机压气机性能试验，通过几个实例，简要介绍三次样条插值函数算法在工程中的应用。用VB/VC 将三次样条插值函数并汇编成简单的程序，用于压气机性能试验数据的处理，实际算例表明，该方法具有较好的工程应用价值。

摘要： 本文针对电磁跟踪器在虚拟现实和增强现实中应用,提出了一种能在很大程度上降低跟踪位置和方位的标定方法.该方法首先用刚体变换修正跟踪空间和标定空间的对准误差;然后用四面体网格算法从局部校正磁场的空间扭曲;最后采用三次样条模型从全局校正了磁场空间扭曲.标定方法分别在弱磁场环境和强磁场环境中得到实验验证.

摘要： 复杂动态路表和室外光照条件下如何鲁棒精确地识别图像中的激光线,是激光结构光在公路平整度测量应用中亟需解决的一个基础性关键问题.针对在公路表面的强反光特性地标线和复杂光照条件下,已有基于样条曲线和开曲线主动轮廓演化方法在激光线识别鲁棒性方面存在的问题,本文提出了一种基于刚性项约束主动轮廓模型的复杂路面激光线鲁棒识别方法.采用三次样条曲线进行更为精细的激光结构光光条曲线初始拟合,以降低主动轮廓模型对于初始值的敏感性,并在能量泛函中加入了以曲线弧长二阶导数表示的刚性项,保证曲线光滑演化的同时能够有效抑制曲线拉伸.在有效性验证实验中,不改变算法参数的情况下,分别选取了包含车辆阴影、白色标志线以及平整度极差路面共3种主要扰动因素的路面实际图像,与已有算法进行对比测试,实验结果表明了本文方法的良好识别精度和鲁棒性.

摘要： 调节阀是控制系统中的终端元件,用来调节流体压力、流量等,在调节系统中是必不可少的,因此,研究调节阀的流量特性和减少流体流过调节阀的能量损失,具有非常深远的意义.本文运用Fluent动网格技术对调节阀关闭过程中不同开度的内部流场进行了动态数值模拟.并基于数值模拟结果,分析了阀门流场中的流线、旋涡,从考虑减小流场中旋涡的范围和减小能量损失为目的对阀门流道进行优化构思,选取三次样条构造出两种优化方案.并对优化后的阀门进行模拟比较分析,通过比较得知,改型2的阀门损失比较小.

摘要： 文章中提出通过波导的有效折射率和三次样条插值法对渐变型平面波导的折射率分布进行有效恢复。对四种典型的折射率分布进行的数值模拟显示重构的折射率分布与精确的折射率分布误差很小。通过对比其他两种恢复方法，证明了现有方法能提供精度更好、更合理的折射率分布恢复。

摘要： 理论上讲,以桩基超声波测试评价桩身混凝土质量时,如果桩身所有截面的声学参数都能够通过测试获取,其评价结果也将可靠,但在实际测试中,尚有大量未知区域不能测得.本文针对这种情况,提出了以回归分析、灰色理论和三次样条函数预测未知区域混凝土质量的3种方法,结果表明,三次样条法适用前景较好.

摘要： 本文提出了一种自适应样条插值方法,用于快速求解三维电大尺寸目标的单站RCS.这种基于样条的采样方法结合了三次样条插值技术和自适应策略,能够准确地估计目标的单站RCS曲线.插值算法中需要的不等间隔采样点由一种由粗到细的多分辨策略产生.数值结果表明,该方法能够严格地逼近真实的结果。与其它传统的插值方法比较,该方法的计算开销更小。

摘要： 本论文采用代数重建技术重建三维物体，提出了一种基于splatting原理的ART权值计算方法，以增强重建图像的空间分辨率.该算法基于三维锥束扫描方式，采用双三次样条局部基函数作为插值核，并利用其足印函数对物体进行插值来计算像素的权值.与常量插值相比，这种方法对物体的灰度值有更精确的近似，在相同的实验条件下可重建出分辨率高的物体.本论文给出了适用于三维锥束重建的splatting算法的具体实现，并对实验数据进行了实物重建及误差分析。

摘要： 本文提出了一种新的在船舶设计阶段光顺船体型线的光顺方法。文献中有两类光顺方法：选点光顺法和能量光顺法。本文综合选点光顺法和能量光顺法两者的优点,进行船舶型线光顺。为了提高型线光顺效果,该光顺方法使曲线的应变能和曲率的变化最小,并在光顺过程中保证船体型线的几何特征不变。应用该方法光顺典型的船体横剖面曲线,表明可得到满意的光顺效果。

摘要： 本文提出了一种新的在船舶设计阶段光顺船体型线的光顺方法。文献中有两类光顺方法：选点光顺法和能量光顺法。本文综合选点光顺法和能量光顺法两者的优点,进行船舶型线光顺。为了提高型线光顺效果,该光顺方法使曲线的应变能和曲率的变化最小,并在光顺过程中保证船体型线的几何特征不变。应用该方法光顺典型的船体横剖面曲线,表明可得到满意的光顺效果。

摘要： 本发明提出了一种基于三次B样条插值的三维网格模型拼接方法，属于三维图形技术领域。主要解决了现有三维网格模型拼接方法中存在的模型拼接精度低，拼接区域不够光滑、计算量大等缺点。本发明首先根据选定的三维网格模型，确定待拼接区域边界，识别并记录边界点集，利用三次B样条插值边界点集；然后对边界曲线进行双三次B样条曲面插值得到拼接区域连续曲面；最后，对拼接区域重采样，并对其三角化及光顺处理，以实现网格模型的无缝光滑拼接和融合。该方法适用于具有任何拼接边界的网格模型，利用现有三维模型，快速生成新模型，是几何模型编辑的一种基本操作，可以广泛地应用于医学、商业广告，动画娱乐，工业建模和制造等应用领域。

摘要： 本发明公开了一种区域限定的改进三次B样条插值修补方法，包括步骤：获取至少一侧带有间隙开放孔洞的牲畜全局三维点云；寻找中轴平面，将牲畜全局三维点云左右侧对称划分左右两侧点云，对中轴平面进行拟合；将带有间隙开放孔洞的一侧点云投影到XOY平面中，得到投影后的点集，以块切片方式一侧点云上孔洞的上边界、下边界；计算出全局三维点云的孔洞的上边界U和下边界D；以块切片方式得到腹部点云的下边界，并计算出腹部最低点Down，在孔洞的上边界U的基础上加h得到Top，从而将待修补区域确定为[Down,Top]；将待修补区域点云沿X轴纵向切片，将切片投影到YOZ平面上，对投影点云进行有序化处理，设置插值点密度，采用三次B样条曲线插值方法完成修补。

摘要： 本发明提出了一种基于三次B样条插值的三维网格模型拼接方法，属于三维图形技术领域。主要解决了现有三维网格模型拼接方法中存在的模型拼接精度低，拼接区域不够光滑、计算量大等缺点。本发明首先根据选定的三维网格模型，确定待拼接区域边界，识别并记录边界点集，利用三次B样条插值边界点集；然后对边界曲线进行双三次B样条曲面插值得到拼接区域连续曲面；最后，对拼接区域重采样，并对其三角化及光顺处理，以实现网格模型的无缝光滑拼接和融合。该方法适用于具有任何拼接边界的网格模型，利用现有三维模型，快速生成新模型，是几何模型编辑的一种基本操作，可以广泛地应用于医学、商业广告，动画娱乐，工业建模和制造等应用领域。

摘要： 本发明提供的是一种用于管道缺损三维重构的基于三次样条函数的插值方法。a、将插值点相邻点两两间的值之差与预设阈值比较，得到插值点的位置状态信息；b、根据插值点的位置状态信息，判断插值点是否处于曲线的非连续边缘部分；如是，调整相邻点的值，进入步骤c；如否，直接进入步骤c；c、进行插值运算。本发明的技术方案是，先检测插值点的位置状态，对处于不同的位置状态的插值点再采用不同的处理方法进行插值运算；同时，本发明对所有插值点的计算，采用同一个运算公式，使得本发明的实现简单。是一种油气管道三维重构技术，特别涉及三次样条插值算法。

摘要： 本发明公开了一种基于三次样条的压装力包络线生成方法，步骤包括(1)采集伺服压力机工作过程中的位移‑压装力工艺参数，形成装配位移‑压力工艺参数序列；(2)根据得到的所述装配位移‑压力工艺参数序列，计算初始包络线数据点；(3)结合实际压装过程动态力学特征，对所述初始包络线数据点进行去除噪声处理；(4)对去噪处理后的包络线数据点，使用三次样条插值法得到光滑的包络曲线和包络曲线函数组。本发明通过对多组装配位移‑压力工艺参数进行处理，生成其对应上下界包络线；通过对包络线分析，辅助确定特定位移对应的压装力范围，实现压装质量的精确控制。

摘要： 本发明公开了一种三次样条插值DAC数字前端系统，涉及数模转换器(DAC)领域。该系统结构包含数据集划分模块、三次样条插值器模块和Sigma‑Delta调制器模块。系统设计简单，运算量较小，易于在FPGA或ASIC中实现。并且本发明仅需三次样条插值器即可得到插值信号直接形成最终的过采样信号，不需要多级高阶低通滤波器，从而减小Sigma‑Delta DAC的面积和功耗。同时本发明使用的三次样条插值法是根据整体的样本信号来准确地预测出每段相邻点之间曲线的变化趋势，从而使三次样条插值后的过采样信号可以复现出完整的原始信号。

摘要： 本发明提供的是一种用于管道缺损三维重构的基于三次样条函数的插值方法。a、将插值点相邻点两两间的值之差与预设阈值比较，得到插值点的位置状态信息；b、根据插值点的位置状态信息，判断插值点是否处于曲线的非连续边缘部分；如是，调整相邻点的值，进入步骤c；如否，直接进入步骤c；c、进行插值运算。本发明的技术方案是，先检测插值点的位置状态，对处于不同的位置状态的插值点再采用不同的处理方法进行插值运算；同时，本发明对所有插值点的计算，采用同一个运算公式，使得本发明的实现简单。是一种油气管道三维重构技术，特别涉及三次样条插值算法。

摘要： 本发明属于地球物理勘探技术领域，具体涉及一种基于三次样条函数计算位场梯度张量的方法及系统，其中基于三次样条函数计算位场梯度张量的方法包括：将三次样条函数由一维扩展至三维，获取观测面数据的位场梯度张量方程组；将观测面数据延拓和扩边构建立方体；获取立方体各导数；以及将三维矩阵简化成一维矩阵，以获取所有观测点上的位场梯度张量的值，实现了准确、高效、适应性强计算得到位场梯度张量的精确值，也更容易建立位场梯度资料的反演算法。

摘要： 本发明提出了一种基于滤波器综合和三次样条插值的滤波器参数确定方法，主要解决现有技术求解滤波器电磁参数效率低的问题。其方案是：选取滤波器几何模型，设置其材料和边界条件，生成四面体网格；采用有限元法确定滤波器所有频点第一端口反射系数的幅值；利用滤波器综合方法确定切比雪夫多项式，并用其确定滤波器谐振处的频点；利用三次样条插值确定滤波器各频点的S参数实部、虚部，通过其实部和虚部确定S参数的幅值、相位及Y参数、Z参数的实部、虚部、幅值和相位。本发明将滤波器综合和三次样条插值结合，能降低对滤波器多个频点逐一求解参数的复杂度和存储资源，提高确定滤波器电磁参数的效率，可用于任意结构和形状的滤波器电磁参数确定。

摘要： 本申请公开了一种基于三次样条的拟合方法以及曲线拟合装置，该基于三次样条的拟合方法包括在利用第一数量个第一节点进行曲线拟合得到的拟合值与数据点的误差大于第一误差阈值时，从节点矢量中选择第二数量个节点和第一节点组成第二节点；利用第二节点得到控制点，判断控制点的数量是否大于预设最大控制点数量；若控制点的数量大于预设最大控制点数量，则对所有数据点组成的轮廓进行分段处理，并分别对每段轮廓进行拟合，以使得拟合出来的样条曲线上的拟合值与数据点的误差小于第一误差阈值。通过上述方式，本申请能够降低计算复杂度，提高拟合速度。