轨迹拟合方法、装置、设备及存储介质制造方法及图纸

本发明专利技术公开了一种轨迹拟合方法、装置、设备及存储介质，涉及轨迹拟合技术领域，方法包括：获取至少三个空间离散点构成的点列；根据预设直线拟合模式，利用最小二乘法对点列进行直线拟合，得到第一拟合直线；当直线拟合失败时，利用最小二乘法对点列进行圆弧拟合，得到拟合圆弧，其中，直线拟合失败为第一拟合直线不符合预设误差条件；根据第一拟合直线或拟合圆弧，确定点列对应的拟合轨迹。本发明专利技术解决了现有技术中针对平面自由曲线的轨迹拟合方法不适用于三维空间自由曲线，存在通用性较低的问题，实现了更加适用机床加工时的空间轨迹规划，具有较高的适用性和通用性的效果。具有较高的适用性和通用性的效果。具有较高的适用性和通用性的效果。

【技术实现步骤摘要】
轨迹拟合方法、装置、设备及存储介质


[0001]本专利技术涉及轨迹拟合
，尤其涉及一种轨迹拟合方法、装置、设备及存储介质。

技术介绍

[0002]在机床加工领域，针对被加工件的形状进行轨迹规划是机床加工中十分重要的环节，轨迹拟合是轨迹规划中具有重大意义的一项技术。目前，针对平面自由曲线的轨迹拟合技术研究较多。虽然现有的轨迹拟合技术已较为成熟，但这些技术主要是针对于平面自由曲线的，无法直接应用到三维空间的自由曲线上，存在通用性较低的问题。

技术实现思路

[0003]本专利技术的主要目的在于：提供一种轨迹拟合方法、装置、设备及存储介质，旨在解决现有技术中针对平面自由曲线的轨迹拟合方法不适用于三维空间自由曲线，存在通用性较低的技术问题。
[0004]为实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
[0005]第一方面，本专利技术提供了一种轨迹拟合方法，所述方法包括：
[0006]获取至少三个空间离散点构成的点列；
[0007]根据预设直线拟合模式，利用最小二乘法对所述点列进行直线拟合，得到第一拟合直线；
[0008]当直线拟合失败时，利用最小二乘法对所述点列进行圆弧拟合，得到拟合圆弧，其中，所述直线拟合失败为所述第一拟合直线不符合预设误差条件；
[0009]根据所述第一拟合直线或所述拟合圆弧，确定所述点列对应的拟合轨迹。
[0010]可选地，上述轨迹拟合方法中，所述根据预设直线拟合模式，利用最小二乘法对所述点列进行直线拟合，得到第一拟合直线的步骤包括：
[0011]当所述预设直线拟合模式为第一直线拟合模式时，根据所述点列的起点，利用最小二乘法对所述点列进行直线拟合，得到第一直线；
[0012]当所述预设直线拟合模式为第二直线拟合模式时，根据所述点列的终点，利用最小二乘法对所述点列进行直线拟合，得到第二直线；
[0013]当所述预设直线拟合模式为第三直线拟合模式时，根据所述点列的起点和终点间连线的中点，利用最小二乘法对所述点列进行直线拟合，得到第三直线；
[0014]当所述预设直线拟合模式为第四直线拟合模式时，记录所述点列中任意两点连线的中点，获得点集合；
[0015]针对所述点集合中的每个记录点，利用最小二乘法对所述点列进行直线拟合，得到多条待选直线；
[0016]分别计算所述点列中各点到所述多条待选直线的距离之和，将距离之和最小时所对应的待选直线确定为第四直线；
[0017]将所述第一直线、所述第二直线、所述第三直线或所述第四直线确定为所述第一拟合直线。
[0018]可选地，上述轨迹拟合方法中，所述获取至少三个空间离散点构成的点列的步骤包括：
[0019]获取三维空间中的N个离散点，其中，N为正整数且N≥3；
[0020]在所述N个离散点中提取任意的至少三个离散点，得到第i点至第m点构成的点列，其中，i、m均为正整数，i＜m≤N；
[0021]所述根据所述第一拟合直线或所述拟合圆弧，确定所述点列对应的拟合轨迹的步骤之后，所述方法还包括：
[0022]设定i的值为m
‑
1，m的值为m+1，得到第i点至第m点构成的新点列，重复执行所述根据预设直线拟合模式，利用最小二乘法对所述点列进行直线拟合的步骤，得到所述新点列对应的拟合轨迹，直到遍历所述N个离散点，得到多条拟合轨迹；
[0023]对所述多条拟合轨迹进行拼接，得到所述N个离散点对应的最终轨迹。
[0024]可选地，上述轨迹拟合方法中，所述根据预设直线拟合模式，利用最小二乘法对所述点列进行直线拟合，得到第一拟合直线的步骤之后，所述方法还包括：
[0025]计算所述点列中各点分别与所述第一拟合直线的距离，得到第一距离最大值；
[0026]对所述第一距离最大值与预设直线拟合误差值进行比较；
[0027]若所述第一距离最大值小于所述预设直线拟合误差值，则判定直线拟合成功；
[0028]将所述第一拟合直线存入拟合矩阵，并设定m的值为m+1，重新得到第i点至第m点构成的点列，返回所述根据预设直线拟合模式，利用最小二乘法对所述点列进行直线拟合，得到第一拟合直线的步骤，直到所述第一距离最大值大于或等于所述预设直线拟合误差值；
[0029]若所述第一距离最大值大于或等于所述预设直线拟合误差值，则判定直线拟合失败，执行所述利用最小二乘法对所述点列进行圆弧拟合，得到拟合圆弧的步骤。
[0030]可选地，上述轨迹拟合方法中，所述利用最小二乘法对所述点列进行圆弧拟合，得到拟合圆弧的步骤之后，所述方法还包括：
[0031]计算所述点列中各点分别与所述拟合圆弧的距离，得到第二距离最大值；
[0032]对所述第二距离最大值与预设圆弧拟合误差值进行比较；
[0033]若所述第二距离最大值小于所述预设圆弧拟合误差值，则判定圆弧拟合成功；
[0034]将所述拟合圆弧存入所述拟合矩阵，并设定m的值为m+1，重新得到第i点至第m点构成的点列，返回所述利用最小二乘法对所述点列进行圆弧拟合，得到拟合圆弧的步骤，直到所述第二距离最大值大于或等于所述预设圆弧拟合误差值；
[0035]若所述第二距离最大值大于或等于所述预设圆弧拟合误差值，则判定圆弧拟合失败，执行所述根据所述第一拟合直线或所述拟合圆弧，确定所述点列对应的拟合轨迹的步骤。
[0036]可选地，上述轨迹拟合方法中，所述根据所述第一拟合直线或所述拟合圆弧，确定所述点列对应的拟合轨迹的步骤包括：
[0037]判断所述拟合矩阵中是否具有已存入的拟合圆弧；
[0038]若所述拟合矩阵中具有已存入的拟合圆弧，则将最近一次存入所述拟合矩阵的拟
合圆弧确定为所述点列中第i点至第m
‑
1点对应的拟合轨迹；
[0039]若所述拟合矩阵中没有已存入的拟合圆弧，则将最近一次存入所述拟合矩阵的拟合直线确定为所述点列中第i点至第m
‑
1点对应的拟合轨迹。
[0040]可选地，上述轨迹拟合方法中，所述利用最小二乘法对所述点列进行圆弧拟合，得到拟合圆弧的步骤之前，所述方法还包括：
[0041]当直线拟合失败时，判断所述点列中空间离散点的数量是否大于三；
[0042]若所述点列中空间离散点的数量大于三，则执行所述利用最小二乘法对所述点列进行圆弧拟合，得到拟合圆弧的步骤；
[0043]若所述点列中空间离散点的数量等于三，则将所述点列中第一点与第二点的连线确定为第二拟合直线；
[0044]将所述第二拟合直线存入所述拟合矩阵，执行所述根据所述第一拟合直线或所述拟合圆弧，确定所述点列对应的拟合轨迹的步骤。
[0045]第二方面，本专利技术提供了一种轨迹拟合装置，所述装置包括：
[0046]点列获取模块，用于获取至少三个空间离散点构成的点列；
[0047]直线拟合模块，用于根据预设直线拟合模式，利用最小二乘法对所述点列进行直线拟合本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种轨迹拟合方法，其特征在于，所述方法包括：获取至少三个空间离散点构成的点列；根据预设直线拟合模式，利用最小二乘法对所述点列进行直线拟合，得到第一拟合直线；当直线拟合失败时，利用最小二乘法对所述点列进行圆弧拟合，得到拟合圆弧，其中，所述直线拟合失败为所述第一拟合直线不符合预设误差条件；根据所述第一拟合直线或所述拟合圆弧，确定所述点列对应的拟合轨迹。2.如权利要求1所述的轨迹拟合方法，其特征在于，所述根据预设直线拟合模式，利用最小二乘法对所述点列进行直线拟合，得到第一拟合直线的步骤包括：当所述预设直线拟合模式为第一直线拟合模式时，根据所述点列的起点，利用最小二乘法对所述点列进行直线拟合，得到第一直线；当所述预设直线拟合模式为第二直线拟合模式时，根据所述点列的终点，利用最小二乘法对所述点列进行直线拟合，得到第二直线；当所述预设直线拟合模式为第三直线拟合模式时，根据所述点列的起点和终点间连线的中点，利用最小二乘法对所述点列进行直线拟合，得到第三直线；当所述预设直线拟合模式为第四直线拟合模式时，记录所述点列中任意两点连线的中点，获得点集合；针对所述点集合中的每个记录点，利用最小二乘法对所述点列进行直线拟合，得到多条待选直线；分别计算所述点列中各点到所述多条待选直线的距离之和，将距离之和最小时所对应的待选直线确定为第四直线；将所述第一直线、所述第二直线、所述第三直线或所述第四直线确定为所述第一拟合直线。3.如权利要求1所述的轨迹拟合方法，其特征在于，所述获取至少三个空间离散点构成的点列的步骤包括：获取三维空间中的N个离散点，其中，N为正整数且N≥3；在所述N个离散点中提取任意的至少三个离散点，得到第i点至第m点构成的点列，其中，i、m均为正整数，i＜m≤N；所述根据所述第一拟合直线或所述拟合圆弧，确定所述点列对应的拟合轨迹的步骤之后，所述方法还包括：设定i的值为m
‑
1，m的值为m+1，得到第i点至第m点构成的新点列，重复执行所述根据预设直线拟合模式，利用最小二乘法对所述点列进行直线拟合的步骤，得到所述新点列对应的拟合轨迹，直到遍历所述N个离散点，得到多条拟合轨迹；对所述多条拟合轨迹进行拼接，得到所述N个离散点对应的最终轨迹。4.如权利要求3所述的轨迹拟合方法，其特征在于，所述根据预设直线拟合模式，利用最小二乘法对所述点列进行直线拟合，得到第一拟合直线的步骤之后，所述方法还包括：计算所述点列中各点分别与所述第一拟合直线的距离，得到第一距离最大值；对所述第一距离最大值与预设直线拟合误差值进行比较；若所述第一距离最大值小于所述预设直线拟合误差值，则判定直线拟合成功；
将所述第一拟合直线存入拟合矩阵，并设定m的值为m+1，重新得到第i点至第m点构成的点列，返回所述根据预设直线拟合模式，利用最小二乘法对所述点列进行直线拟合，得到第一拟合直线的步骤，直到所述第一距离最大值大于或等于所述预设直线拟合误差值；若所述第一距离最大值大于或等于所述预设直线拟合误差值，则判定...

【专利技术属性】
技术研发人员：李勇杰，张文农，
申请(专利权)人：苏州汇川控制技术有限公司，
类型：发明
国别省市：