三次样条插值

摘要： 针对工业机器人模型构建复杂、轨迹规划算法实现困难、功能单一等问题,采用开源机器人操作系统搭建机器人控制系统,并对机器人的运动规划进行仿真和试验验证.首先利用SolidWorks软件创建机器人的统一机器人描述格式模型,并对其进行Moveit!功能包的配置;然后进行机器人空间直线和空间圆弧的轨迹规划,依据ROS的开放式运动规划库,生成空间轨迹的路径点信息;最后对路径点信息进行三次样条插值,并将插值后的数据通过EtherCAT总线下发给伺服驱动器,从而控制机器人实际运动.试验结果表明,机器人各关节运动轨迹平稳,精度较高,为机器人的实际运动规划提供了参考.

摘要： 为了对刀具几何特征螺旋刀槽进行建模分析,建立了砂轮及工件的坐标系,确定了两者的数学模型及离散模型,对砂轮参与磨削的运动轨迹进行仿真,得到砂轮包络工件形成的螺旋刀槽曲面及该曲面于工件端面的投影,最终得到螺旋槽端面截形。运用MATLAB图像处理对螺旋槽端面截形进行分析并得到样条点,借由三次样条插值对得到的点进行拟合,求解出螺旋槽端截面边界线的插值函数,对螺旋槽的数字化建模具有一定的借鉴意义。

摘要： 阐述了高层斜交网格筒结构的一般分析方法,并基于连续化方法,利用分段三次样条插值,用以构造结构断面的纵向位移函数,采用哈密顿力学的方法,并计及剪力滞后,建立侧向荷载作用下高层斜交网格筒结构分析的哈密顿对偶体系,从而为本类结构简化求解提供一种新体系。

摘要： 提出一种工业机器人时间最优轨迹规划方法。将机器人关节空间的轨迹视为拟合关键点的三次样条曲线,以最优时间为目标建立最优时间轨迹规划的数学模型,同时考虑关节轨迹速度、加速度和加加速度的约束,结合目标函数值和约束条件提出一种用于进化算法的排序方法,以改进遗传算法为例优化关节空间的三次样条轨迹。应用谢菲尔德(Sheffield)遗传算法工具箱计算遗传算法优化结果,以D-H法建立机器人运动学模型,结合Roboticstoolbox构建机器人的三维仿真模型,建立对机器人三次样条轨迹优化的仿真环境。对斯坦福机器人仿真实验结果表明,与传统的模式搜索法相比,改进遗传算法优化的轨迹总时间明显降低。

摘要： 传统自动入库泊车轨迹优化算法不易寻到光滑、精确且优化的泊车轨迹。结合智能自动入库泊车原理,本文提出一种基于三次样条插值的自动入库泊车方法,从而获得理想优化的泊车参考轨迹。为了有效地提升自动入库泊车轨迹寻优算法的性能,以泊车轨迹最短作为优化目标来选定一组合适的泊车位置参考点,在三次样条插值的基础上,又提出一种免疫粒子群改进算法。首先,为提升算法全局搜索性能和收敛速度,引入自适应变异策略;然后,引入免疫机制来有效提升其全局优化能力。测试函数及自动入库泊车实际算例的仿真结果表明,所提出的自动入库泊车免疫粒子群改进算法具有更高的寻优精度和较快的收敛速度。

摘要： 为满足航空航天、船舶等领域对高精度压力传感器的需求,针对硅压阻压力传感器温度漂移大的问题,该文提出一种采集电路和补偿方法。根据压敏芯体在不同温度下的压力输出特性,采用最小二乘多项式拟合与三次样条插值相结合的方法,对传感器芯体的温度灵敏度和非线性进行补偿,使传感器在较宽的-30~90°C温度区间内,输出精度达到±0.04%FS。该电路和算法可规范化,工程应用操作简便。

摘要： 从三次样条插值的定义出发,通过研究第一类积分方程中未知函数的三次样条函数逼近,给出了第一类积分方程的三次样条插值离散化.利用该离散化形式,将第一类积分方程转化成线性方程组的形式.由于第一类积分方程的求解通常是不适定的,进而引起线性方程组的病态性.最后,为克服线性方程组的病态性,通过引入未知函数的多重光滑化约束,得到第一类积分方程的稳定解.

摘要： 受地块不规则影响,农机作业轨迹多样,作业面积计算的难度也随之增加。有效准确地计算农机作业面积,是农机作业监管和效率评估的主要依据。通过对地块和轨迹分析,提出了利用三次样条插值算法生成农机作业轨迹线,穿过所有轨迹点的同时,保证轨迹线平滑。将所有作业轨迹线累加,结合作业幅宽可计算作业面积。该方法不仅减少了折线方法在拐角处计算不合理产生的误差,也解决了其他方法在弧形地块行驶过程中小弧度转向轨迹线不平滑的问题。该方法计算作业面积在弧形轨迹中准确率高于传统折线计算等方法。

摘要： 针对自主研发的面向高速公路运维的ETC性能快速检测装备外业中因采集环境等因素产生的数据干扰问题,研究了ETC性能快速检测数据处理方法,去除了冗余的数据形成有效数据集,提取数据波峰波谷信息并依据相邻波峰波谷之间的关系研究了干扰数据的去除方法,最后利用三次样条插值方法对数据进行曲线拟合,形成了采集数据的轮廓信息,能较好地表征收费站ETC信号的能量分布趋势。

摘要： 针对传统灰色模型要求原始实测数据是等时距的特点,基于某项目实测数据,利用三次样条插值良好收敛性、优越稳定性以及二阶光滑度的独特性质,将实测数据转化为等时距序列,建立非等时距灰色模型,并采用控制变量法,对时间间隔和观测次数这两种因素进行精度分析,为构建高精度非等时距灰色模型提供借鉴。研究结果表明,三次样条插值具备强大插值能力与高度契合的插值效果,所构建的非等时距灰色模型精度较高,所得到的预测值与实测值误差在3%左右,是高层建筑沉降预测的一种有效方法。

摘要： 小波阈值去噪方法在信号处理领域得到了广泛的应用,由于传统的软硬阈值函数存在一定的缺陷,许多研究者对域值函数进行了改进,并取得了良好的成果,本文介绍了在域值函数研究中主要的三类域值函数改进方法,并在此基础上提出了一种基于三次样条插值的新域值函数方法,经过对不同信噪比的信号进行多次的实验分析结果显示,从整体上来说,新的阈值函数法能在不同信噪比信号去噪中取得较好的效果,得到的信号的信噪比较优,且随着待去噪信号的信号比的提高,去噪优势更加明显,最后,本文还将新阈值函数与其他阈值函数用于脉象信号去噪对比实验,也证明了本文新阈值函数的优越性.

摘要： 负荷建模是电力系统基础性研究课题之一,模型的准确度对电网潮流、稳定计算、保护动作等均有较大影响.对比常用的静态负荷模型中的分段低次差值函数模型,本文提出了基于三次样条插值函数的负荷模型,通过获取变电站实测的有功、无功、电压数据建立三次样条插值函数模型,从而获得精确的负荷模型表达式.结果表明,该模型具有良好的分段性以及很好的曲线光滑性,所建立的模型精度也是分段低次差值函数模型所不具备的.

摘要： 点特征匹配方法未考虑到如何保留目标区域的几何与结构信息,全局性较差.为此,本文提出一种针对航天影像结构特征的提取算法,通过在多视匹配模型的基础之上重建线特征来描述目标区域的结构信息.算法首先利用自适应几何限制多视匹配模型(AMMGC)对三线阵影像进行逐像素匹配以获得基于点特征的数字表面模型(DSM);然后通过Canny算子检测下视影像中的边缘并对整理后的线特征逐一提取关键点,再利用有理函数模型(RFM)及初始DSM进行单像定位以求解各关键点的物方坐标;最后,根据同一线特征上的三维关键点进行三次样条插值进而得到三维线特征.选取天绘卫星三线阵影像进行线特征重建实验,结果表明,本文算法能够快速生成基于线特征的重建模型;模型继承了点特征重建结果的较高精度,有效的强化了目标区域的地形表达,提升了模型的结构描述精度和可视化效果.

摘要： 首先提出了一种两路高频信号相位差的计算方法.然后采用三次样条插值方法,计算了单次运行时输出微波和输入微波的相位差随时间的变化.最后计算了重频25Hz运行时后面19个脉冲和第一个脉冲的相位差随时间的变化,同时消除了不同脉冲相位不同的影响.

摘要： 应用格子Boltzmann方法研究二维流场中带有一个自由端的可变形膜运动.在处理流体和膜之间的耦合作用时引进了动量转换方法和三次样条插值.数值研究主要是薄膜形状、等压线、受力三个方面,阐释了不同流动现象下的力学本质.研究发现,对于只有一端固定的薄膜,其运动没有明显的周期性,也没有"驻波"现象;薄膜的端点处压力梯度较大;薄膜的形状随张力变化,在张力较大时,膜在初始位置附近做往复运动;随着薄膜张力增大,流动趋于平稳。

摘要： 在地球引力、空气阻力和推进剂的作用下,空间飞行器的运动遵循基本的运动规律,我们称之为运动方程.许多不同的飞行器都遵循相同类型的运动方程.对飞行器的运动轨迹进行估计,可判断飞行器的飞行目标与用途.本文运用变步长四阶五级龙格-库塔算法对已有的含参微分方程进行求解,再对解进行三次样条插值,得到特定时刻下飞行器的位置.

摘要： 通过在电站锅炉中炉膛内截面的二维温度场重建中利用L曲线法选择Tikhonov正则化参数；L曲线拟合时利用传统等步长选点、变步长选点、三次样条插值选点法实验，比较三种方法的差异性；同时，通过对火焰图像反演前后的温度比较以及温度场与电厂现场检测比较，分析此法对于重建炉内二维温度场的准确性以及可靠性。计算及检测结果表明，L曲线法选取Tikhonov正则化参数能有效地选取理想的参数，相比较原来的选择参数的方法准确性更高；并且在最后选择的参数相近的情况下，三次样条插值选点法的时间大约为1.4s，效率明显高于等步长和变步长选点法，参数范围也更广。实验电厂200MW和250MW靠近中心区域的温度场温度范围在1400K~1800K内。

摘要： 提出了一种基于小波分析和三次样条插值原理相结合的对大容量实验室短路电流波形处理和参数提取的算法。使用该方法对STL-TDG参考波形和模拟电流波形进行了计算,结果表明此方法具有很高的精确度和稳定性,满足实验室检测的要求.

摘要： 传统的计算失压情况下的电能一般是采用平均计算的方法,采用失压阶段的平均电压与平均电流的乘积以及失压时间进行相乘.但这种方法计算的误差比较大,在实际操作中也比较难以让电力用户信服,因此,提出了一种采用三次样条插值计算失压情况下电能表电能的方法,采用三次样条插值获得失压情况下的电流曲线的电压曲线,然后进行每段的电能逐步叠加.经过实际检验,大大提高了计算精度,对于失压情况下电能量计算具有重要的现场应用意义.

摘要： 基于动态压力传感器的管道泄漏检测,由于工况的多变使得泄漏信号经常被背景信号淹没.固定分解尺度的小波去噪得不到理想的效果.在分析泄漏信号特征的基础上,提出了一种简单、实用的泄漏信号自适应增强方法.它首先对动态压力信号进行正负区间划分,分别计算各个正负区间信号的累加和,并计算正、负累加和信号的3σ,对于累加和大于3σ的信号区间,保留幅值小于1/2峰值部分信号,并对剩余部分进行3次样条插值,从而自适应地实现泄漏信号增强.信噪比计算、功率谱分析和定位结果表明,该方法可以最大程度地保留泄漏信号的固有变化趋势,并提高泄漏信号的信噪比,降低定位误差.

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： 本发明公开了一种基于镜像法和三次样条插值的薄壁件加工误差补偿方法，其通过依次进行的将初始毛坯件加工至留有一定余量处、利用在机检测系统得到相应采样点处的加工误差ek和实际切削深度值yk、计算得到补偿系数αk进而得到下一次补偿加工时的名义切削深度xk+1、最终利用三次样条插值方法按照插值区间大小生成有限个插值点，以得到最优刀具加工路径；该方法以在机检测数据为基础，通过引入补偿系数建立优化的镜像误差补偿模型，并结合三次样条插值方法生成足够多插值点以得到最优刀具加工路径，进而简化薄壁件的加工误差补偿模型，提高补偿效率，保证加工精度。

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： 本申请具体涉及一种基于三次样条插值算法的球面近场相位测量方法及系统，该方法包括：获取测试天线辐射近场区的第一近场幅度数据和第二近场幅度数据；使用三次样条插值算法得到第一插值幅度数据和第二插值幅度数据；基于第一插值幅度数据计算第一球面的迭代场分布，并基于第一球面的迭代场分布计算第二球面的初始迭代场分布；基于初始迭代场分布，通过幅值替代后，再通过球模式展开得到第一球面的迭代场分布，第一球面的迭代场分布含有计算得到的待校验幅度数据；计算第一近场幅度数据和待校验幅度数据的误差值；若误差值小于预设值，输出还原的第一球面的电场相位分布，本文有效解决了球面近场测量中近场相位难以测量的技术问题。

摘要： 本发明就目标跟踪过程中的遮挡问题，提出一种基于三次样条插值和马尔科夫链的KCF目标跟踪方法。该方法的具体思路为，在目标跟踪过程中遇到遮挡问题时，停止更新KCF滤波模板，而根据遮挡前目标的运动特征，用离线训练的多个不同权重的三次样条多项式模拟遮挡后的目标运动轨迹，并且基于马尔科夫链中当前状态只与上一时刻状态有关的假设，认为跟踪过程中当前图像的权重只与上一帧图像的权重有关，从而实现对遮挡目标运动位置的预测跟踪。本发明不局限于图像中的特征，而是着眼于目标的运动轨迹，通过对物体运动轨迹的分析模拟，解决目标跟踪过程中的遮挡问题，具有跟踪准确率高，计算速度快的特点。