The invention discloses a method comprising the steps of free space curve fitting method based on NURBS to get a group of data points, the NURBS curve parameter calculation data points corresponding to the use of chord length parameterization or centripetal parameterization, calculation of NURBS node vector control points using the least squares method with the linear equations of NURBS curve, determine the weights, finally NURBS curves can be obtained. The invention adopts the relative linear equation group to solve the NURBS method, and the calculation amount is relatively small, and the problem of difficult fitting the NURBS space curve is difficult to be solved in real time.
【技术实现步骤摘要】
一种基于NURBS的空间自由曲线拟合方法
本专利技术涉及空间自由曲线拟合方法,特别涉及一种基于NURBS的空间自由曲线拟合方法。
技术介绍
空间曲线拟合在机器人和数控机床运动路径生成,点云处理等方面具有广泛的应用。空间曲线拟合主要的方法有拉格朗日拟合法,分段三次埃尔米特拟合法,圆弧样条曲线拟合拟合法,NURBS样条曲线拟合法等。但是拉格朗日插值法会出现龙格现象,且拟合误差较大分段;三次埃尔米特插值光滑性不高只有连续的一阶导数;圆弧样条曲线曲率呈跳跃式变化,说明光顺性较差,且用圆弧拟合缓和曲线适应性较差。而现有的NURBS曲线拟合法因为计算复杂,耗时长,对于机器人运动控制等需要较强实时性的场合不适用。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种基于NURBS的空间自由曲线拟合方法,旨在解决空间自由曲线拟合平滑性和实时计算问题。本专利技术的目的通过下述技术方案来实现:1、一种基于NURBS的空间自由曲线拟合方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、获取一组离散点序列{Qk},k=0,1,...,n;S2、使用弦长参数化或者向心参数化法计算数据点对应的NURBS曲线参数;S3、计算NURBS节点矢量;S4、使用最小二乘法结合线性方程组计算NURBS曲线的控制点;S5、确定权因子,一般全部取1,最终得到NURBS曲线。2、根据权利要求1所述的一种基于NURBS的空间自由曲线拟合方法,其特征在于,所述步骤S2的弦长参数化包含如下步骤:S2.1、令d为相邻两个离散点的弦长(空间距离)之和,则有式中,Qk为离散点矢量;k=0,1,...,n;S2.2、则离散点对应的参数为3、根据 ...
【技术保护点】
一种基于NURBS的空间自由曲线拟合方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、获取一组离散点序列{Q
【技术特征摘要】
1.一种基于NURBS的空间自由曲线拟合方法,其特征在于,包括如下步骤:S1、获取一组离散点序列{Qk},k=0,1,...,n;S2、使用弦长参数化或者向心参数化法计算数据点对应的NURBS曲线参数;S3、计算NURBS节点矢量;S4、使用最小二乘法结合线性方程组计算NURBS曲线的控制点;S5、确定权因子,一般全部取1,最终得到NURBS曲线。2.根据权利要求1所述的一种基于NURBS的空间自由曲线拟合方法,其特征在于,所述步骤S2的弦长参数化包含如下步骤:S2.1、令d为相邻两个离散点的弦长(空间距离)之和,则有式中,Qk为离散点矢量;k=0,1,...,n;S2.2、则离散点对应的参数为3.根据权利要求1所述的一种基于NURBS的空间自由曲线拟合方法,其特征在于,所述步骤S2的向心参数化包含如下步骤:S2.1、令式中,Qk为离散点矢量;k=0,1,...,n;S2.2、则离散点Qk对应的参数为4.根据权利要求1所述的一种基于NURBS的空间自由曲线拟合方法,其特征在于,所述步骤S3包含如下步骤:S3.1、令式中,m+1为数据点{Qk},k=0,1,...,m的数目;n+1为控制点Pk,k=0,1,...,n数目;p为NURBS样条曲线次数;S3.2、则有NURBS样条曲线的节点矢量U=[u0u1...un+p+1]为式中,n为控制点数目减1;p为NURBS样条曲线次数;为数据点Qi对应的参数;α=jd-i;...
【专利技术属性】
技术研发人员:张铁,罗欣,邹焱飚,
申请(专利权)人:华南理工大学,
类型:发明
国别省市:广东,44
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