[發明專利]面向復雜多軸系統的B樣條曲線計算加速方法有效
| 申請號： | 201911346098.5 | 申請日： | 2019-12-24 |
| 公開（公告）號： | CN113031510B | 公開（公告）日： | 2022-04-05 |
| 發明（設計）人： | 韓冰;張華良;趙冰潔;秦鋒;李子陽;孫海濤;張誠 | 申請（專利權）人： | 沈陽智能機器人創新中心有限公司;沈陽智能機器人國家研究院有限公司;中國科學院沈陽自動化研究所 |
| 主分類號： | G05B19/19 | 分類號： | G05B19/19 |
| 代理公司： | 沈陽科苑專利商標代理有限公司 21002 | 代理人： | 王倩 |
| 地址： | 110000 遼寧省沈陽*** | 國省代碼： | 遼寧;21 |
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| 摘要： | |||
| 搜索關鍵詞： | 面向 復雜 系統 曲線 計算 加速 方法 | ||
1.面向復雜多軸系統的B樣條曲線計算加速方法，其特征在于，包括以下步驟：
利用設定的關鍵點規劃B樣條曲線路徑；
基于B樣條曲線路徑進行速度規劃，得到每個控制周期在B樣條曲線路徑上的期望長度；
在獨立的內核中利用數值積分方法求解B樣條曲線路徑參數關于曲線長度的關系；
利用B樣條曲線的參數方程，根據得到的B樣條曲線路徑參數,確定規劃的空間位置點；
將空間位置點發給執行機構，驅動設備移動。
2.根據權利要求1所述的面向復雜多軸系統的B樣條曲線計算加速方法，其特征在于，所述利用設定的關鍵點規劃B樣條曲線路徑具體如下：
根據設定的關鍵點得到控制點，再利用控制點確定樣條曲線C(u)；
其中，Pi為第i個控制點，n為控制點個數，Ni,p(u)為定義在非周期并且非均勻節點矢量U上的p次B樣條基函數；U包含m+1個節點；a、b分別為u的下限和上限；
U＝{a,…,a,up+1,…um-p-1,b,…b}。
3.根據權利要求1所述的面向復雜多軸系統的B樣條曲線計算加速方法，其特征在于，所述基于B樣條曲線路徑進行速度規劃，得到每個控制周期在B樣條曲線路徑上的期望長度，包括以下處理過程：
在B樣條曲線路徑上的運動速度滿足S型速度，根據給定的最大速度、最大加速度、最大加加速度、起始及終止的速度和加速度，規劃在B樣條曲線路徑上的運動速度，進而積分得到每個控制周期在B樣條曲線路徑上的期望長度。
4.根據權利要求1所述的面向復雜多軸系統的B樣條曲線計算加速方法，其特征在于，所述利用數值積分方法求解B樣條曲線路徑參數對于曲線長度的關系，包括以下步驟：
數值積分法表達式如下：
其中：為B樣條曲線路徑參數u為xw時的曲線長度，f(·)為樣條曲線C(u)的導數；[xk-1，xk]表示將定義域[a，b]進行W等分后的小區間，表示W等分節點的橫坐標，表示子區間[xk-1，xk]的中點；W為正整數，a、b分別為u的下限和上限；
將每個控制周期在B樣條曲線路徑上的期望長度帶入上述函數S(u)的反函數中，即可確定B樣條曲線路徑參數u。
5.根據權利要求1或4所述的面向復雜多軸系統的B樣條曲線計算加速方法，其特征在于，所述利用數值積分方法求解B樣條曲線路徑參數關于曲線長度的關系步驟是在獨立的cpu核中運行，計算過程不占用控制周期時間。
6.根據權利要求1所述的面向復雜多軸系統的B樣條曲線計算加速方法，其特征在于，根據B樣條曲線路徑參數利用B樣條曲線函數確定規劃的空間位置點具體為：根據B樣條曲線路徑參數u，利用B樣條曲線確定笛卡爾空間位置點；樣條曲線如下：
其中，Pi為第i個控制點，n為控制點個數，Ni,p(u)為定義在非周期并且非均勻節點矢量U上的p次B樣條基函數；U包含m+1個節點；a、b分別為u的下限和上限；
U＝{a,…,a,up+1,…um-p-1,b,…b}；
C(u)作為曲線參數為u時的笛卡爾空間位置點。
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