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| 基于自由曲面的三维散乱点集数据进行路径规划的方法 | |
虞钢 ; 贾艳华; 程惊雷; 刘荷辉; 蒋镜昱; 何学俭; 王立新; 宁伟健; 张金城; 郑彩云; 甘翠华; 席明哲; 谷雨; 张桃红; 崔春阳
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| 2006-12-06 | |
| Rights Holder | 中国科学院力学研究所 |
| Abstract | 本发明涉及一种基于自由曲面的三维散乱点集数据进行路径规划的方法，该方法通过自由曲面的散乱数据插值重构，将三维离散数据点拟合成三角Bernstein-Bézier曲面，再利用三角Bernstein-Bézier曲面对获得的插值曲面进行六维轨迹规划；对于沿任意方向的轨迹规划，可以通过将此方向坐标变换到x-y坐标方向得到轨迹规划；所述的三角Bernstein-Bézier曲面为三次三角Bernstein-Bézier曲面。本发明方法利用三角Bernstein-Bézier曲面，对三维散乱点集数据自由曲面进行拟合以及在插值曲面上规划六维加工轨迹，从而实现了对任意自由曲面的三维散乱点集数据的路径规划。 |
| Application Date | 2003-10-28 |
| Application Number | CN200310103316.5 |
| Patent Number | CN1288601C |
| Claim | 1、一种基于自由曲面的三维散乱点集数据进行路径规划的方法，该方法在激光表面处理系统中，通过工控计算机处理得到六维轨迹数据输出到机器人，并控制机器人带动固定在其手臂上的激光器加工头按照六维轨迹数据运动，其步骤包括： (1)工控计算机接收到自由曲面的三维散乱点集数据后，利用三角Bernstein-Bézier曲面进行拟合获得三维散乱点集数据的插值曲面，得到空间三角网格面； (2)将该空间三角网格面投影到xy平面，由工控计算机取空间三角网格面上点集中每一点的(x，y)坐标，并以此确定矩形区域(xmin，ymin)，(xmax，ymax)； (3)以点p1′＝(xmin，ymin)为起点，沿y轴方向依次取点形成点集{pk′}，pk′＝(xmin，ymin+(k-1)×d)，(k＝1，2，...，n)，其中，d是根据不同要求确定的两个点之间的距离，直至点(xmin，ymax)；再根据步骤(1)所得到的空间三角网格面，获得pk′在三角网格面上的对应点pk(xk，yk，zk)，形成点集{pk}； (4)根据{pk}点集中的每个点及其计算出的与{pk}点集相应三角域内的重心参数(u，v，w)，利用三角Bernstein-Bézier曲面计算出相应三角曲面上的六维点集{lk}＝{(xk，yk，zk，axk，ayk，azz)}； (5)当三角网格面上的对应点pk的个数n≥4，以六维点集{lk}为型值点，并以d为步长构造弦长参数样条曲线，得到六维点集{mk(xk，yk，zk，axk，ayk，azk)}，作为一条轨迹线； 当0＜n≤3，工控计算机将{mk}＝{lk}，(k＝1，2，3)作为一条轨迹； 当n＝0，工控计算机结束运算； (6)以上述得到的轨迹线{mk}为参照轨迹线，将其投影到x-y平面上，并在x-y平面上得到与它沿x轴方向的距离为d(xk+1＝xk+d)的点集，然后，得到三角网格面上的相应点qk(xk，yk，zk)；并将点集{qk}投影到x-y平面上后，沿y轴方向以步长d依次取点直至最小矩形区域(xmin，ymin)，(xmax，ymax)的边界，然后，计算出延伸线段的各点在三角网格面上的点集{qk′}，再将{qk}和{qk′}合并得到三角网格面上的点集{pk(xk，yk，zk)}； (7)重复上述步骤(5)-(6)得到下一条轨迹线，直到xk+1＞xmax时，工控计算机结束运算； (8)由工控计算机将得到的六维轨迹数据输出到机器人控制柜，控制机器人上的激光器加工头对该自由曲面进行加工。 |
| Classification | 发明授权 |
| Status | 失效 |
| Note | 未缴年费 |
| Country | 中国 |
| Agency | 北京泛华伟业知识产权代理有限公司 |
| Document Type | 专利 |
| Identifier | http://dspace.imech.ac.cn/handle/311007/99674 |
| Collection | 力学所知识产出(1956-2008) |
| Recommended Citation GB/T 7714 | 虞钢,贾艳华,程惊雷,等. 基于自由曲面的三维散乱点集数据进行路径规划的方法. CN1288601C[P]. 2006-12-06. |
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