刚性关节链模型在保弧长曲线变形中的应用

采用刚性关节链模型解决了保弧长的曲线变形问题 基于逆向运动学,进一步解决了中间关节点目标约束的问题,避免了单纯的逆向运动学重构关节链的繁复工作 定义一个关节角限制意义上的势函数作为目标函数,用求解约束优化问题的方法把动力学引入到逆向运动学方法中,体现了变形物体的物理属性,因而可以实现较逼真的动画效果 该方法适用于计算机角色动画、布料仿真。

弧长约束下基于分布式倾角信息的输电线舞动曲线重建

由于覆冰和风力的作用,架空输电线会发生舞动。针对这一现象对架空输电线舞动实时监测,运用了一种弧长约束下基于分布式角度信息的舞动曲线重建方案。该方案通过在输电线沿线上布置一系列倾角传感器,得到沿线上不同输电线段弧长的倾角信息,根据倾角和弧长之间存在的约束关系,建立关于倾角信息与弧长的函数关系式,从而重构原始舞动曲线。仿真结果证明：角度信息可实现曲线重构理论的正确性,实现了误差率低于0.3%的圆弧重构。实验结果表明：该方法将较易测量且较精确的相对信息转换成曲线的空间绝对位置信息,能直观地呈现整条线路状况,实现了误差率低于1.357%的空间舞动曲线重建,实现输电线路实时监测,且具有工程实用性。

基于带约束S型速度曲线的机械手笛卡尔空间轨迹规划

针对机械手在笛卡尔空间中轨迹规划问题,设计基于S型速度曲线的空间直线和空间圆弧插补算法。增加路径长度约束,将S型速度规划分为七段式、六段式、五段式和四段式4种类型;建立基于四元数的直线与圆弧运动的位姿模型,并采用弧长增量法插补技术实现轨迹规划。在六自由度机械手实时控制平台上进行了实验验证。结果表明:该算法可实现在路径长度约束下速度和加速度的自动调整;该算法可保证机械手末端加速度连续,有效减少冲击。

带弧长约束条件的细分曲线设计

为了精确表示目标物体的形状信息,满足弧长、面积和体积等条件的带几何约束的曲线曲面设计成为CAD中常见的问题。用细分方法解决带弧长约束条件的曲线设计问题,通过调整细分中的自由参数来控制细分控制多边形的累加弦长(极限情况下为曲线的弧长)。给出了该问题的解存在的一个充分条件,讨论了弧长的若干性质。同时在弧长约束下,给出了一种生成精确圆周的算法,并且讨论了参数的变化情况。数值试验结果表明了算法的有效性。