用贝塞尔曲线拟合服装结构曲线的处理方法

尽管服装结构曲线类型很多 ,形态差别很大 ,但由于它们都要遵循服装结构设计的规律 ,因此具有许多共同特征 ,这使得用一种计算机曲线模型来拟合它们成为可能。本文通过分析服装结构曲线的这些共同点 ,讨论了如何用三次贝塞尔曲线对服装结构设计中可能遇到的各种类型的曲线 ,并概括了拟合这些曲线的一般处理方法。

多曲线在狭小空间下逆向泊车

针对自动泊车在狭小空间中路径规划计算量较大的问题,首先结合逆向泊车和碰撞点分析组合方法。利用五次多项式、反正切和四次多项式叠加曲线、三次贝塞尔曲线,得出满足避障要求的曲线。在MATLAB仿真结果中,证明了此方法得出的曲线不仅满足避障和车身参数约束,还能够高效完成泊车任务。同时,改变控制点的位置可以提高曲线的灵活度,使得车辆能够更加稳定和准确地完成泊车任务,从而提高了泊车效率。

基于三质心模型的类人机器人射门算法

为了实现快速稳定的射门动作,提出了一种基于三质心模型的类人机器人射门轨迹规划方法。首先,根据三质心模型,得到包含游动腿轨迹和躯干轨迹的零力矩点(ZMP)方程,采用三次贝塞尔曲线规划游动腿轨迹和ZMP轨迹,根据ZMP方程求解出类人机器人的躯干轨迹;其次,在双腿支撑相根据线性摆模型计算类人机器人的质心轨迹,实现射门姿态的快速调整;最后,在RoboCup 3D仿真平台中应用此算法实现了类人机器人的快速射门动作,并与其他球队的射门动作进行了对比。实验结果表明:应用该算法仅需手工调试即可快速实现稳定的射门动作,射门动作时间有很大减少,可增强机器人足球队的竞争力。

非单调变化区间插值曲线的实现方法

利用三次贝塞尔曲线特性，获取离散数据点为非单调变化区间的插值曲线。对绘制工程曲线、光滑工程曲线以及产生工程计算中的过渡点具有实用意义。

用于发动机边缘损伤型叶片修复的曲面重构方法

发动机损伤叶片的表面重构是发动机叶片修复的一个关键问题。在多种损伤类型叶片的曲面重构中,边缘损伤型叶片的表面重构具有较大困难,因此类叶片表面在边缘处过渡复杂,而且损伤后的叶片发生了变形。本文针对上述问题提出一种面向边缘损伤型叶片表面的曲面重构方法。首先,重构非损伤截面轮廓的表面轮廓和边缘轮廓,边缘轮廓采用贝塞尔曲线进行重构;然后,通过预测边缘损伤区域贝塞尔曲线的控制点重构损伤区域边缘轮廓,通过将表面轮廓曲线与贝塞尔曲线进行搭接得到损伤区域完整截面曲线;最后,通过放样各个截面曲线获得重构的叶片表面。本文对所提重构方法进行验证并进行误差分析,结果表明了所提方法的有效性。

基于形态审美的产品基因网络造型研究

目的利用产品形态审美基因网络,对台灯外轮廓曲线的相关性进行综合分析,析出产品优化与创新设计的关键要素。方法以三次贝塞尔曲线对台灯的外轮廓曲线进行基因编码,规律性调整控制点的坐标生成新曲线形态,进行曲线视觉力感知识别,挖掘曲线间的相关性;以曲线基因为节点,相关性为边构建产品形态审美基因网络,并对网络进行拓扑分析,析出关键设计节点辅助设计者进行产品设计。结果运用产品形态基因网络的理论找到原型设计的关键性节点,并进行设计优化,使产品造型设计更符合消费者的审美习惯和偏好。结论通过对台灯外轮廓线的案例实践,证实了产品形态基因网络在产品细节优化和造型创新设计方面具有实用性和可靠性,能够辅助设计者找到关键设计节点并协调设计的基因集团。

基于MOBDB-RRT^(*)算法的移动机器人路径规划

针对RRT^(*)算法在复杂的障碍物环境中路径规划时,存在盲目搜索、冗余节点、路径不光滑以及易靠近障碍物等问题,提出了一种基于膨胀化障碍物环境的双向动态目标偏置RRT^(*)算法(MOBDB-RRT^(*))。首先,将障碍物进行膨胀化处理,确保为机器人留出安全的运行距离;然后,在RRT^(*)算法的基础上引入双向动态目标偏置策略,缩短了搜索路径的时间,提高了算法的规划效率;最后,采用修剪算法和三次贝塞尔曲线对已规划好的路径进行优化,从而生成一条更短、更光滑的路径。仿真实验证明:改进后的RRT^(*)算法在路径规划效率和路径质量上具有优越性。

建立蜂窝纸板本构模型的方法

目的利用三次贝赛尔曲线建立蜂窝纸板的本构模型。方法利用MATLAB拟合实验曲线,比较拟合曲线和实验曲线的拟合度。结果根据三次贝塞尔曲线的特点,将特征多边形P0P1P2P3首、末两点P0点和P3点作为实验曲线上的点。通过以下判定原则可得到拟合度很好的三次贝塞尔曲线,如果特征多边形P0P1P2P3控制的三次贝塞尔曲线在实验曲线的下方,那么应该将P1点、P2点上移,相反则下移;如果特征多边形P0P1P2P3控制的三次贝塞尔曲线曲线开口比实验曲线大,那么应该将P1点和P2点之间的距离缩小,相反则增大;如果实验曲线有很长一段斜率变化很小,那么与之对应的特征多边形某条边很长,相反则很短。结论利用三次贝塞尔曲线分段拟合蜂窝纸板的应力-应变曲线,拟合曲线和实验曲线有很好的拟合度,用三次贝塞尔曲线参数方程分段表示蜂窝纸板的本构模型是可行的。

建立EPE和蜂窝纸板串联组合本构模型的方法

目的寻求建立EPE和蜂窝纸板串联组合本构模型的方法,为其他串联组合衬垫本构模型的建立提供参考依据。方法通过静态压缩试验得到EPE的应力-应变曲线和蜂窝纸板的应力-应变曲线,利用三次Bezier曲线分别拟合其试验曲线,根据拟合曲线求EPE和蜂窝纸板串联组合的应力-应变曲线。结果EPE和蜂窝纸板的拟合曲线与其各自的试验曲线有很好的吻合度,用同样的方法拟合得到的串联组合的应力-应变曲线与基于其各自的本构模型计算得到的串联组合的应力-应变曲线亦很好地吻合。结论利用文中方法得到串联组合本构模型是可行的,为缓冲包装设计提供了参考依据。

考虑道路曲率的多约束高速无人驾驶汽车横向跟踪控制方法

为了提高模型预测控制(model predictive control,MPC)方法在高速无人驾驶汽车横向跟踪中的有效稳定控制,建立考虑横摆、侧滑和曲率等因素的高速车辆动力学模型,提出基于三次贝塞尔曲线的连续自适应分段拟合法以获取道路曲率,然后设计考虑车辆滑移稳定性约束、道路环境约束和轮胎纵横向耦合力约束,以车辆高速跟踪过程中的航向偏差、横向偏差以及滑移率等二次型最优为目标进行求解的MPC控制器。仿真案例基于MPC方法,搭建CarSim/SimuLink联合仿真模型,研究高附着路面恒定高速和低附着路面变速2种仿真工况。研究结果表明:车辆在恒定高速工况下以不同的车速在不同曲率的道路行驶时横向跟踪误差在0.6 m以内,优化的前轮转向角最大值为0.1 rad,横摆角速度-横向速度相平面也在包络线之内,车辆在大曲率路径跟踪时,平均横向跟踪误差0.2219 m,平均横摆角速度为0.1808 rad/s,较不考虑道路曲率/滑移稳定性约束的跟踪效果显著提升;低附着路面小曲率/大曲率路径变速工况下,车辆考虑轮胎耦合力的前轮转向角约束较未考虑时的横向跟踪误差显著减小(其中低附着路面小曲率路径工况的减幅为56.14%),横摆角速度-横向速度相平面范围也显著减小。所提出的方法能够在不同曲率及路面附着系数的地形下克服滑移、道路环境和轮胎纵横向耦合力约束,具有良好的横向跟踪精度且横摆稳定性较好。