基于FIR滤波的拐角轮廓误差精确插补算法

在加工短线段时,可以采用高阶样条曲线进行插补来平滑拐角,使得机床在加工路径的拐角处实现连续不间断进给运动,但无法精确控制拐角轮廓误差.针对该问题,进行基于有限脉冲响应(FIR)滤波的拐角轮廓误差精确插补算法研究.利用FIR滤波器,对速度和加速度滤波进行三次滤波,生成平滑的高阶参考轨迹,通过调节进给脉冲的重叠时间,精确控制拐角轮廓误差.通过与点对点插补算法实验进行对比分析,结果表明基于FIR滤波控制连续拐角轮廓误差的插补算法加工时间相比传统点对点插补算法减少8.4％,加工质量得到了提高.     

数控成形磨齿机砂轮截形计算

砂轮加工斜齿轮时,斜齿轮齿面法线与砂轮轴线相交。利用这一原理,首先根据斜齿轮方程,计算斜齿轮与砂轮的接触线,求得加工斜齿轮时的砂轮廓形;其次,考虑到实际加工砂轮时金刚轮半径的存在,对砂轮刃形部分和过渡曲线部分分别进行了半径补偿;最后,利用B样条曲线和de boor算法,根据插补步长要求,运用时间分割插补算法,得到金刚轮加工砂轮时的插补点,给出了计算实例,并对砂轮廓形进行了拟合。     

一种三次均匀B样条曲线的轨迹规划方法

针对复杂曲线的数控加工,提出一种新的插补方法。首先采用一种三次B样条曲线的重叠拼接算法实时地对复杂曲线进行拟合,进而综合弓高误差、速度和加速度等因素,给出具有自适应调整能力的插补步长确定算法,该算法在提高轮廓加工精度的同时,可减小加工过程中的冲击。最后,对插补周期内节点的轨迹进行了规划,以确保运动轨迹满足速度、加速度以及加加速度的平滑约束条件。仿真实验结果表明,该方法在实时插补过程中,可以保证复杂曲线插补加工的高速与高精度,且具有很好的速度、加速度以及加加速度平滑性。     

基于冗余误差控制的非均匀有理B样条曲线插补算法研究

提出了一种能有效控制冗余误差的非均匀有理B样条曲线插补算法.该算法综合了等弓高误差插补算法和恒定进给速度插补算法的优点,小曲率情形时在保证加工精度的前提下,通过引入进给倍率因子,增大进给速度以改善误差过度冗余;同时在大曲率情形下,可控制弓高误差在限定的误差范围以保证轮廓精度.这样既可保证轮廓精度,又可提高加工效率.仿真实例证实了该插补算法的有效性和可行性.     

基于数控高次曲线插补的研究与应用

数控机床加工的零件轮廓一般由直线、圆弧组成,也有一些非圆曲线轮廓例如高次曲线、列表曲线、列表曲面等,但都可以用直线或圆弧去逼近。本文主要论述了插补算法对数控系统的影响和插补算法的工作流程,并对高次曲线的插补原理进行分析与研究,最后推导出高次曲线插补的递推公式,绘制插补逻辑图,其递推公式和插补逻辑图同样适用于其它高次曲线。     

圆锥螺旋线插补误差分析

对圆锥螺旋线插补的轮廓误差详细分析表明 ,所提出的圆锥螺旋线插补算法具有插补精度高 ,插补速度快的特点 ,完全满足CNC系统插补的实时性要求 ,极大地提高了圆锥螺旋线的加工效率     

NURBS曲线S型加减速反向修正插补算法研究

为了克服传统算法中减速点难以确定,轮廓误差较大的缺点,提出了反向修正插补算法。将分段后的曲线逐段取出,利用S型加减速算法进行速度规划,并对速度敏感点进行校正,在速度校验点处反向提取存储值进行正向插补,并根据速度波动率构造插补函数,基于Newton-Leibniz公式计算插补参数。仿真实验表明该方法在速度敏感点处速度、加速度、加加速度不超限,使插补误差保持在规定的范围之内,保证了加工质量。     

自动调节进给速度的NURBS插补算法的研究与实现

现代计算机数控系统中已经普遍使用非均匀有理B样条插补，但大多数非均匀有理B样条插补算法都致力于取得恒定的进给速度而不是轮廓精度。对此，提出了一种限定弓高误差的自动调节进给速度的空间非均匀有理B样条曲线插补算法，它在通常加工时，是泰勒展开式2阶近似插补，而在小曲率半径零件的高速加工时，可以根据曲率半径和限定的弓高误差自动地调整进给速度，保证了轮廓加工精度。加工实例证实了这种插补算法的实时性和实际应用的可行性。     

基于自适应变步长算法在大型非圆曲线零件数控加工中的应用

针对固定步长的圆弧插补算法在大型非圆曲线零件加工中的缺点，提出了自适应变步长算法，该方法按照曲线的曲率变化而采用相应的步长，算法简单，插补误差小，达到了快速、高效的加工效果，避免了以往过切或者加工精度不够的现象。能够提高数控机床的插补精度和加工效率。     

用SIEMENS 802D系统编制倾斜椭圆和双曲线轨迹的车削程序

数控机床加工的零件轮廓一般由直线、圆弧组成,也有一些非圆曲线轮廓如高次曲线、列表曲线、列表曲面等,但都可用直线或圆弧去逼近。通过插补算法对数控系统的影响和插补算法的工作流程,对高次曲线的插补原理进行分析与研究,可以推导出高次曲线插补的递推公式,绘制插补逻辑图,其递推公式和插补逻辑图同样适用于其它高次曲线。     

二维图形轮廓线的夹角比较识别法

介绍了图形轮廓线的夹角比较识别算法。确定初始搜索点和初始搜索边，由初始的点和边开始查找出与之关联的边，计算各关联边在搜索方向的矢量，通过比较各边的矢量与参考矢量的夹角确定出轮廓边，重复上述过程直至轮廓边闭合为止。     

基于图像拼接的表面粗糙度测量方法

针对光切显微镜图像法测量表面粗糙度时取样长度较小，不足以客观表征工件表面质量的问 题，提出一种基于图像拼接的表面粗糙度测量方法。根据表面粗糙度序列图像中相邻帧图像的重叠区域构 建匹配模板，采用归一化相关算法计算相似度量进行相邻帧图像匹配与拼接，以加权融合算法平滑拼接后 图像的重影和接缝。对拼接后的粗糙度图像提取单侧边缘特征，通过最小二乘法拟合最小二乘轮廓中线， 建立轮廓算 数 平 均 偏 差 和 轮 廓 最 大 高 度 评 定 模 型。实 验 结 果 表 明，采 用 拼 接 算 法 后 取 样 长 度 增 加 了 １９８３．５２μｍ，测量精度平均提高了１．１６％。     

基于Hausdorff距离的多尺度轮廓匹配算法

在提取碎片轮廓线的基础上，提出一种以Hausdorff距离为度量准则的轮廓匹配方法。该方法的基本思想是首先采用卷积积分的方法，在多尺度空间里通过对轮廓进行重采样来计算轮廓上每一点的曲率并选取特征点。特征点及其两侧的若干点构成轮廓的特征段，然后由特征段之间的Hausdorff距离来比较二者的相似性，即为匹配程度。当Hausdorff距离小于给定的容差时，说明与特征段相对应的轮廓是匹配的。实验证明该方法是有效的。     

基于微分几何的柔性电路板图像区域识别方法

目前柔性电路板(FPC)的表面缺陷检测方案大多缺少对轮廓进行分类这一步骤,而直接对特定区域如镀通孔、线路部位进行缺陷检测,难以直接应用到实际生产中。为解决这一问题,提出一种能有效提取柔性电路板表面轮廓并进行特定区域识别分类的方法。在该方法中,为精确地提取FPC图像整体轮廓,并有效过滤掉图像前景和背景相互夹杂的部分,针对FPC表面图像光照不均匀以及斑点杂质较多的问题,采用区域生长法提取图像轮廓,并利用中心邻域灰度法来消除欠生长的问题;为有效地识别图像不同区域的轮廓类型,利用双向差分法来计算图像轮廓的离散曲率,利用陆地移动距离(EMD)来评价各个轮廓的曲率特征与模板轮廓的区别,实现了FPC图像特定区域的识别。     

基于视觉的平面关节机器人避障路径规划

针对平面关节机器人工作平面相对固定的特性，利用相机获取工作平面的环境信息。从图片构建地图信息的过程中，提取障碍物轮廓作为障碍物栅格，并将世界坐标下的安全距离映射为像素坐标下的安全像素距离，再将轮廓曲线沿法向向外扩展安全像素距离得到完整的地图信息。考虑到传统A*算法搜索的路径存在冗余节点会对后续机器人的速度规划带来较大的困难，利用改进的A*算法，剔除了路径上的冗余节点，减小了速度规划的复杂度；同时，障碍物轮廓已被扩展安全像素距离，保证了路径搜索过程中节点到障碍物的最小距离，实现了安全距离可控的避障路径规划。     

动态视角下自主目标识别与跟踪

针对动态视角下由于相机高频率晃动导致的常用目标识别及跟踪算法准确率较低的问题,提出了一种基于Canny和GrabCut的自适应窗口式目标跟踪算法。首先使用加速稳健特征（SURF）算法学习图片库并记忆图片特征,设计基于SURF算法的记忆库目标识别算法;然后,对上述目标区域采用GrabCut的自适应优化算法进行感兴趣区域分割,实现目标粗略跟踪;最后,设计基于Canny算法的窗口式算法进行目标精确追踪。实验结果表明,所设计的算法能快速地识别目标、精确地勾勒出其轮廓并且稳定跟踪目标,相比其他算法,算法在实时性和精确性方面有显著提高。     

Extended Active Contour Algorithm Based on Color Variance

General active contour algorithm,which uses the intensity of the image,has been used to actively segment chjects.Because the cbjects have a similar intensity but different colors,it is difficult to segment any object from the others.Moreover,this algorithm can only be used in the simple environment since it is very sensitive to noise.In order to solve these problems.This paper proposes an extended active contour algarithm based on a color variance.In complex images,the color variance energy as the image energy is introduced into the general active contour algorithm.Experimental results show that the proposed active contour algorithm is very effective in various environments.     

基于图象的刀具路径生成技术

在许多广告、艺术品、模具等雕刻零件编程中,往往是通过扫描图象来获得零件的尺寸,这就需要一种能够基于图象的刀具路长生成技术。本文主要介绍了图象的轮廓跟踪算法、轮廓点过滤拟合处理算法以及各种基于图象轮廓线二维、三维雕刻加工技术。该技术已应用于自己开发的雕刻软件中,并在自己开发的数控雕刻机上加工试验,获得了较好的样品。     

基于方向梯度极值的手形轮廓跟踪算法

针对受自然光照影响的手形图像难以准确提取手形轮廓的问题,本文基于手形边界像素在垂直于边界方向上存在灰度突变的特性,提出了一种基于方向梯度极值的手形轮廓跟踪算法。该算法首先找到手形轮廓的起始点,然后按照一定的搜索方向和规则,在局部区域内计算候选点集中梯度极大值所在的点,并逐点跟踪极大值点,得到手形轮廓。将该方法在实验室自采图库及香港科技大学(HKUST)的手形图像库两个数据库中进行轮廓跟踪实验,结果显示,自采图库的跟踪准确率为100%,香港科技大学手形图像库的跟踪准确率为85.8%,该库中符合本文算法限制条件的图像的跟踪准确率为99.4%。实验结果表明,该方法能在灰度图像上直接跟踪出准确、连续、完整的手形轮廓,尤其适合于受光照不均影响的手形图像的边缘提取。     

面向ICT切片图像复杂轮廓数据的三角网格拼接

针对从ICT(Industrial Computerized Tomography)切片图像中提取出的复杂轮廓数据的三维重建中数据量过多、算法复杂等问题,提出一种简单快速有效的三角网格拼接方法。即采用Freeman链码对断层图像的轮廓数据进行存储和精简,再根据相邻层间轮廓的相似性采用凸包理论来确定轮廓对应点,最后根据轮廓对应点情况对原有的轮廓点集合进行增补后采用最短对角法进行网格拼接。试验结果表明,该方法在保证重建精度的情况下有效减少数据量和计算消耗。