改进逐点比较法圆弧插补的研究与仿真

本文阐述了逐点比较法的基本原理和特点,揭示了逐点比较法插补算法的内在规律,进而分析了改进后的逐点比较圆弧插补算法;以减少起点到终点插补总步数和插补精度;并简要介绍基于VC环境下圆弧插补过程的动态仿真。     

切割线法圆弧插补新算法的设计与实现

插补运算速度、进给速度和插补精度是圆弧插补算法中最重要的指标,虽然圆弧插补算法有很多种,但在进给速度和插补精度上都不是很理想.现在提出了一种切割法圆弧插补新算法,这种圆弧插补算法计算简单,不仅插补运算速度明显提高,同时在保证插补精度的前提下,进给速度也得到了显著的提高.     

浅谈数控车削加工中G02/G03的判别方法

由于数控车床存在前置刀架和后置刀架两种配置形式,造成在进行圆弧插补指令G02/G03的判别时容易出错。本文主要在分析了圆弧插补指令G02/G03的判别方法的基础上,提出了一种判别圆弧插补指令G02/G03的简便方法。     

五轴联动激光切割机数控系统空间直线和圆弧插补算法的研究

在示教生成零件加工程序的基础上,讨论了空间直线和圆弧的插补算法以及空间绝对坐 标到机床运动坐标的变换,并对插补算法的误差进行了分析.这种插补算法通过控制五个联 动的运动轴,可实现空间任意直线和圆弧的插补,从而在理论上使激光切割机能完成对空间 曲面的切割加工.     

圆弧插补及误差控制在数控加工中的应用

分析了圆弧插补的方法,提出了圆弧插补的计算法,并推导出圆弧插补时的各种计算公式;引入插补误差来进行大跨距插补,减少圆弧的段数;提出判断顺逆圆的判据,并开发相应的计算程序及自动生成NC代码的程序。     

EPS快速成形系统中平面图元插补的实现

简要探讨了直角坐标下典型平面图元即直线和圆弧插补理论,进而对常用的DDA直线插补算法和一种改进的逐点比较圆弧插补算法进行了介绍,在此基础上,针对一种步进电机控制的线热源EPS快速成形系统,用单片机实现了直线和圆弧的插补。     

多轨迹段平滑过渡的前瞻插补算法

针对轨迹规划时采用首尾速度为零的加减速控制方法中存在的频繁启停,以及末端执行器在插补过程中加速度过渡不平滑等问题,提出了一种基于非对称S形加减速控制的多轨迹段平滑过渡的前瞻插补算法.该算法在相邻轨迹段间采用圆弧模型对衔接拐角处平滑过渡,在给定轨迹衔接点坐标和过渡圆弧半径等参数的情况下,规划出衔接圆弧处的最优速度.对插补算法中归一化因子的求解,采用一种新型柔性加减速控制算法,该算法由余弦加减速曲线在直线形加减速曲线上拟合而成,减少了余弦加减速算法的运算量,保证了加速度控制的平稳性.试验结果表明,该算法可以实现多轨迹段衔接处的圆滑过渡,保证运动速度的平滑度与连续性,有效提升了末端执行器的运行效率.     

五轴高速高精加工的新型插补算法的研究

传统CNC系统提供的直线和圆弧插补功能不能满足曲线和曲面造型的加工要求.本文针对当前五轴高速高精加工复杂轮廓零件的需求,设计一种新型的四元数-五次样条插补算法.具有该插补功能的CNC系统在进行加工时,不仅缩短了程序处理时间,而且改善了速度、加速度和有限加加速度的平滑程度.将算法在MATLAB中进行仿真实验,实验结果证明了该算法的可行性和可靠性.     

六自由度喷涂机器人插补算法的研究

在分析喷涂机器人运动控制系统架构的基础上,提出基于可编程多轴控制器PMAC(Programmable Multi-Axis Controller)的开放式运动控制系统的喷涂机器人轨迹插补算法.主要研究在笛卡儿空间规划中直线和圆弧的插补算法.同时,介绍在vs.net平台上,基于组件技术实现轨迹插补算法,并进行仿真.仿真结果表明本文研究的插补算法满足工业要求.     

数控机床数字积分插补法的优化与误差控制

数字积分法是目前数控机床普遍采用的插补方法,其在圆弧插补时存在着误差较大的缺陷。针对这一问题,对数字积分插补法误差进行了分析,提出其在数控车床圆弧插补时的优化与误差控制方法。该方法可以使得圆弧插补时两个轴的脉冲分配均匀、进给速度协调,从而缩小误差,提高插补精度。     

Curvature continuous offset approximation based on circle approximation using quadratic Bézier biarcs

We present a method for G² end-point interpolation of offset curves using rational Bézier curves. The method is based on a G² end-point interpolation of circular arcs using quadratic Bézier biarcs. We also prove the invariance of the Hausdorff distance between two compatible curves under convolution. Using this result, we obtain the exact Hausdorff distance between an offset curve and its approximation by our method. We present the approximation algorithm and give numerical examples.     

语音编码器中的分数基音估计算法

在保证同等音质的前提下,为降低语音编码器中分数基音估计的复杂度,提出一种基于多项式拟合的分数基音估计算法。以整数点相关度序列为基础,在其最大值点附近进行多项式拟合,解析给出分数基音估计值。与现有的基于采样函数插值的分数基音估计算法相比,不使用常数插值表,无插值、遍历和比较操作,实现运算量与插值因子无关,典型情况下的运算复杂度仅为现有算法的1/25。在实际语音编码器中,所提算法对各类语音的客观及主观测试结果表明,其长时预测增益和编码音质都与现有算法相当。     

A non-orthogonal interpolation algorithm for NC machine tools

In numerically controlled systems, the interpolation function is normally implemented with orthogonal-type algorithms, in which each step of the tool is along a single coordinate axis. These algorithms are easier to conceive and realize.Non-orthogonal interpolation, however, offers certain advantages such as improved curve smoothness and increased feedrates. The algorithm presented in this paper makes possible an extension of the feedrate range of the machine by approximately 28% without any other change in the control. The algorithm is applicable to plane curves, defined implicity by an equation of the form $\text{? (x,y) = 0}$.     

快速离散化双线性插值算法

双线性插值算法在数字图像处理中有广泛的应用.它具有比最近邻点法更好的连续性,但计算速度慢.为提高其计算速度,提出了离散化双线性插值算法.把像素分割成子像素,用双线性插值函数计算子像素中心坐标处的像素值,可以得到每一个子像素的卷积函数C,用C来代替双线性插值函数.理论分析表明离散化算法减少了加法和乘法的浮点运算次数.通过图像旋转实验表明该算法与双线性插值算法相比计算速度有较大的提高,连续性略有损失,图像质量基本相同.     

一种新颖的基于遗传算法的正则化图像插值方法

传统的图像插值方法，包括零阶插值或最近邻插值、双线性插值、立方样条插值等，是先经补零疏化、后经内插滤波实现的。由于这些内插滤波器不能完成理想的低通滤波功能，传统插值图像会增加一定的虚假内容，即导致方块效应、模糊等。另外．由于内插滤波器是确定的，因而这些插值算法就缺乏利用图像本身信息的机制。为了提高插值图像的质量和增强图像的分辨率，首次提出了一种基于遗传算法的正则化图像插值方法。在该遗传算法中，编码采用实值方式，变异采用“引导”方式，适应度评价函数的正则化项采用图像质量评价的一些客观标准。最后，还分析了在遗传算法中怎样直接调整正则化系数，并将实验获得的该正则化系数应用于相同实验条件下的迭代正则化插值算法中，取得了良好效果。实验证明，该方法实用、可行。     

Efficient circular arc interpolation based on active tolerance control

In this paper, we present an efficient sub-optimal algorithm for fitting smooth planar parametric curves by G¹ arc splines. To fit a parametric curve by an arc spline within a prescribed tolerance, we first sample a set of points and tangents on the curve adaptively as well as with enough density, so that an interpolation biarc spline curve can be with any desired high accuracy. Then, we construct new biarc curves interpolating local triarc spirals explicitly based on the control of permitted tolerances. To reduce the segment number of fitting arc spline as much as possible, we replace the corresponding parts of the spline by the new biarc curves and compute active tolerances for new interpolation steps. By applying the local biarc curve interpolation procedure recursively and sequentially, the result circular arcs with no radius extreme are minimax-like approximation to the original curve while the arcs with radius extreme approximate the curve parts with curvature extreme well too, and we obtain a near optimal fitting arc spline in the end. Even more, the fitting arc spline has the same end points and end tangents with the original curve, and the arcs will be jointed smoothly if the original curve is composed of several smooth connected pieces. The algorithm is easy to be implemented and generally applicable to circular arc interpolation problem of all kinds of smooth parametric curves. The method can be used in wide fields such as geometric modeling, tool path generation for NC machining and robot path planning, etc. Several numerical examples are given to show the effectiveness and efficiency of the method.     

混合插值法重构近地表模型

当控制点多和网格稠密时,基于薄板样条(TPS)插值的近地表模型重构往往很耗时,影响了静校正中近地表建模的效率.针对此问题,采用一种TPS插值和三次样条插值相结合的混合插值法重构近地表模型.首先利用矩阵递归LU分解及GPU加速的LU分解算法求解大型线性方程组,建立TPS插值函数;然后在X和Y方向上使用适当的步长对网格进行抽稀,运用TPS插值函数计算稀疏网格点的值,再通过稀疏网格点建立三次样条插值函数并计算剩余网格点的值;最后用OpenGL实现近地表模型的三维可视化.实验结果表明,文中算法提高了近地表模型重构的速度,其精度接近TPS插值精度.     

基于STEP-NC的CNC系统中NURBS插补技术研究

STEP-NC是一个用来实现CAD/CAM与CNC系统间数据交换的接口标准,基于STEP-NC的CNC系统是未来数控技术发展方向之一,该系统不但具有直线和圆弧插补功能,而且还具有样条曲线插补功能。为此设计了一个统一的基于NURBS样条曲线插补的通用插补器,并开发了一种基于等弧长的插补技术和插补算法。最后通过仿真和实例加工验证了该算法的有效性和可靠性。     

Virtools中插值算法的研究与应用

在虚拟现实系统开发中有很多对象是需要通过旋转的方法实现运动的,利用插值算法实现物体的旋转是很常用的方法,该文阐述了旋转算法和双线性插值算法的原理和实现方法。旋转算法是根据三维物体绕三个坐标轴旋转的角度及先后顺序,依据三个运算公式计算得到一个旋转轴和旋转角度,再根据该旋转轴和旋转角度对物体实施旋转。双线性插值算法其速度慢,但得到的图像纹理清晰,能满足大多数程序的要求。这两种方法可以处理不同的旋转物体。文中同时给出了使用Virtools图形开发引擎应用这两种算法来解决钻井模拟仿真系统中的物体旋转的方法。最后可以发现整个系统实现了预想的旋转效果,并且旋转精度也在可控制的范围内,满足了系统真实性的要求。