苏州大学梁福生获国家专利权
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龙图腾网获悉苏州大学申请的专利一种面向复杂离散轨迹点的光顺连续B样条拟合方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN120724719B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-11-04发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202511203300.4,技术领域涉及:G06F30/20;该发明授权一种面向复杂离散轨迹点的光顺连续B样条拟合方法是由梁福生;刘敖;樊成;王钊;陈涛;刘发展设计研发完成,并于2025-08-27向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种面向复杂离散轨迹点的光顺连续B样条拟合方法在说明书摘要公布了:本发明公开了一种面向复杂离散轨迹点的光顺连续B样条拟合方法,包括:将待拟合刀具轨迹中的轨迹点按照距离阈值进行密化,得到刀具初始轨迹;基于确定好的若干个分段参考点将刀具初始轨迹进行分段,得到多个轨迹分段;依次对多个轨迹分段进行独立B样条拟合,得到各个轨迹分段的最终B样条曲线;将各个轨迹分段的最终B样条曲线进行组合,得到刀具初始轨迹的B样条曲线;将刀具初始轨迹的B样条曲线中的节点进行重构,并相应修改控制点,得到目标B样条曲线。本发明能够将刀具轨迹拟合得到的B样条能在满足精度要求的基础上达到高阶连续,并且具有较高的计算效率。
本发明授权一种面向复杂离散轨迹点的光顺连续B样条拟合方法在权利要求书中公布了:1.一种面向复杂离散轨迹点的光顺连续B样条拟合方法,其特征在于,包括: 将待拟合刀具轨迹中的轨迹点按照距离阈值进行密化,得到刀具初始轨迹; 基于确定好的若干个分段参考点将刀具初始轨迹进行分段,得到多个轨迹分段; 依次对多个轨迹分段进行独立B样条拟合,得到各个轨迹分段的最终B样条曲线; 将各个轨迹分段的最终B样条曲线进行组合,得到刀具初始轨迹的B样条曲线; 将刀具初始轨迹的B样条曲线中的节点进行重构,并相应修改控制点,得到目标B样条曲线; 所述独立B样条拟合的过程,包括: S1:结合刀具初始轨迹中每个轨迹点对应的参数和轨迹分段相对刀具初始轨迹的位置,得到轨迹分段的参数区间; S2:基于刀具初始轨迹的每个轨迹点处关于参数的一阶导数,得到轨迹分段的首末轨迹点处关于参数的一阶导数; S3:基于轨迹分段的参数区间,得到轨迹分段的初始节点向量; S4:基于设置好的B样条次数J,设置轨迹分段的初始节点向量中首末节点的重复度为J+1,得到轨迹分段的节点向量; S5:获取轨迹分段的首末轨迹点坐标,并根据轨迹分段的首末轨迹点坐标、轨迹分段的首末轨迹点处关于参数的一阶导数和轨迹分段的节点向量,计算轨迹分段的B样条曲线的首末控制点坐标、第二个以及倒数第二个控制点坐标; S6:利用最小二乘法,根据轨迹分段的节点向量、轨迹分段的B样条曲线的首末控制点坐标、第二个以及倒数第二个控制点坐标,计算得到轨迹分段的B样条曲线的其余的控制点坐标,从而得到控制点矩阵; S7:基于控制点矩阵和节点向量,得到轨迹分段的B样条曲线; S8:计算轨迹分段的B样条曲线中每个轨迹点的拟合误差,得到拟合误差集合; S9:筛选出拟合误差集合中最大拟合误差,并得到最大拟合误差对应的参数位置,以及所述参数位置对应的节点区间; S10:若最大拟合误差不大于拟合阈值,则进行节点删除处理,得到轨迹分段的最终B样条曲线; S11:若最大拟合误差大于拟合阈值,则在参数位置对应的节点区间内上插入新节点,得到第一节点向量,并将第一节点向量代替节点向量执行步骤S5-S11,直到得到轨迹分段的最终B样条曲线;所述新节点的大小为新节点两侧相邻节点的平均值; 所述将刀具初始轨迹的B样条曲线中的节点进行重构,并相应修改控制点,得到目标B样条曲线,包括: S51:根据刀具初始轨迹的B样条曲线,得到总节点向量和总控制点矩阵; S52:将总节点向量的第一组重复的节点进行删除,使得第一组重复的节点只保留一个,得到临时节点向量; S53:根据临时节点向量,对总控制点矩阵进行调整,得到临时控制点矩阵; S54:基于临时节点向量和临时控制点矩阵,得到临时B样条曲线,并计算临时B样条曲线的最大拟合误差; S55:若临时B样条曲线的最大拟合误差不大于拟合阈值,则将临时节点向量作为总节点向量,将临时控制点矩阵作为总控制点矩阵,并执行步骤S51-S55,直到总节点向量没有重复节点; 若临时B样条曲线的最大拟合误差大于拟合阈值,则在第一组的重复节点左右分别插入两个新节点,得到第三节点向量;根据第三节点向量调整临时控制点矩阵,得到第三控制点矩阵;将第三节点向量作为总节点向量,第三控制点矩阵作为总控制点矩阵,并执行步骤S51-S55,直到总节点向量没有重复节点; S56:基于没有重复节点的总节点向量,以及对应的总控制点矩阵,得到目标B样条曲线; 所述根据临时节点向量,对总控制点矩阵进行调整,得到临时控制点矩阵;其中调整公式表示为: ; ; ; ; ; 其中,表示调整后的控制点,对应控制临时节点向量中第一组重复的节点;表示临时控制点矩阵;表示临时节点向量,其中总节点向量中的的J-1个节点已被删除;表示临时节点向量中第一组重复的节点表示第e+J+1个控制点,J表示B样条次数,e为序列数;两侧的控制点和两侧的节点一一对应。
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