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一种基于Clothoid曲线的无人机路径规划算法 被引量:7
1
作者 王怿 祝小平 周洲 《西北工业大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2012年第6期874-878,共5页
提出了一种新的基于Clothoid曲线的无人机复合路径规划算法。该算法考虑了无人机在起点和目标点的方向以及无人机转弯半径的约束,能够在任意起止点位置和方向下得到更短的曲率连续的便于无人机飞行控制跟踪实现的Clothoid复合路径。与... 提出了一种新的基于Clothoid曲线的无人机复合路径规划算法。该算法考虑了无人机在起点和目标点的方向以及无人机转弯半径的约束,能够在任意起止点位置和方向下得到更短的曲率连续的便于无人机飞行控制跟踪实现的Clothoid复合路径。与现有的基于微分几何的迭代算法相比,该算法迭代简单在给定范围内选择迭代初值,可以得到惟一解。 展开更多
关键词 路径规划 clothoid曲线 复合路径 Dubins路径 微分几何
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Clothoid曲线拟合及插补方法 被引量:3
2
作者 刘永超 《机械设计》 CSCD 北大核心 2004年第2期54-55,62,共3页
为了提高自由曲线、曲面的加工性 ,在对自由曲线、曲面拟合方法研究的基础上 ,介绍一种曲率连续的自由曲线、曲面拟合法———Clothoid曲线法 。
关键词 自由曲线 拟合 clothoid曲线 插补算法 数控加工
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机器人拐角轨道的光滑设计研究——Clothoid曲线接续法 被引量:2
3
作者 张同庄 《机器人》 EI CSCD 北大核心 1990年第3期60-63,共4页
该论文研究了回旋曲线的基本特性,并将该曲线用于机器人拐角轨道的光滑设计领域.用回旋曲线设计的拐角轨道.曲率连续变化.具有很好的光滑性.可以提高机器人的运动速度和运动平稳性,从而提高作业精度.
关键词 机器人 拐角轨道 clothoid曲线
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用G^1 5次PH曲线等弧长逼近clothoid曲线
4
作者 郑志浩 《浙江大学学报(理学版)》 CAS CSCD 2012年第1期20-26,共7页
PH曲线是弧长为多项式的Bézier曲线,其等距线可用有理多项式表示.由clothoid曲线端点的G1 Hermite插值条件,构造对应等弧长的最佳G1 5次PH插值曲线,以此作为逼近.利用微分几何中的Frenet-Serret公式和经典的Taylor展开式,推导该逼... PH曲线是弧长为多项式的Bézier曲线,其等距线可用有理多项式表示.由clothoid曲线端点的G1 Hermite插值条件,构造对应等弧长的最佳G1 5次PH插值曲线,以此作为逼近.利用微分几何中的Frenet-Serret公式和经典的Taylor展开式,推导该逼近方式的误差、等距线误差和曲率误差.最后,给出在误差范围内,将clothoid曲线转化为等弧长G1 5次PH样条及等距线生成的算法. 展开更多
关键词 clothoid曲线 5次PH曲线 等距线 Frenet-Serret公式 TAYLOR展开 误差 样条
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型腔高速加工环间移刀轨迹优化——Clothoid曲线 被引量:1
5
作者 石可伟 周后明 《湖南工程学院学报(自然科学版)》 2012年第2期25-27,共3页
为提高高速加工中的加工精度和效率,根据型腔加工中环切法的特点,及环间法向移刀的刀具轨迹不光滑,铣削力大且不平稳,提出了Clothoid曲线的环间移刀方法,对刀具轨迹进行优化.实验表明,Clothoid曲线过渡更平稳,铣削力更小.
关键词 环切法 clothoid曲线 轨迹优化
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磁悬浮轨道道岔线形设计及计算方法研究
6
作者 邵壮 张东风 马佳骏 《铁道标准设计》 北大核心 2025年第9期31-38,共8页
为得到一种磁悬浮轨道道岔线形合理的设计方法,提出道岔侧线应尽量采用“缓和曲线—圆曲线—缓和曲线”的线形构成,通过对比Fresnel积分曲线、Clothoid曲线及其他类型的曲线,最终认为选择Clothoid曲线线形作为道岔缓和曲线能在满足舒适... 为得到一种磁悬浮轨道道岔线形合理的设计方法,提出道岔侧线应尽量采用“缓和曲线—圆曲线—缓和曲线”的线形构成,通过对比Fresnel积分曲线、Clothoid曲线及其他类型的曲线,最终认为选择Clothoid曲线线形作为道岔缓和曲线能在满足舒适性和安全性的条件下,大幅缩短道岔总长,有利于降低工程造价。采用基于Clothoid曲线作为缓和曲线的道岔线形,在输入最小转辙距、行车速度、行车指标要求等条件下,提出圆曲线和缓和曲线参数的求解方法,继而得到整个道岔的曲线要素。利用该方法,以1000 km/h的道岔侧向通过速度为算例,在设定的输入条件下,满足安全性和舒适性指标时,计算得到的道岔线形全长为1317.2 m。进一步地,基于实际设计中的某些特殊情况,提出可能存在的两种情况下的道岔线形设计及计算方法:特殊情况之一是当圆曲线段的最小曲率半径受限,侧向通过速度未能达到临界速度时,应选取最小曲率半径为圆曲线半径进行求解和设计计算;特殊情况之二是当求解圆曲线弧度不大于零,即道岔线形仅由两段缓和曲线构成时,应首先求解缓和曲线对接点的曲率半径R,进一步求解整个道岔的线形。 展开更多
关键词 磁悬浮轨道交通 磁悬浮轨道 道岔 道岔线形 clothoid曲线 侧向通过 缓和曲线
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两段广义Clothoid螺线GC^2拼接及优化
7
作者 杨培中 《复旦学报(自然科学版)》 CAS CSCD 北大核心 1995年第3期303-310,共8页
讨论两段广义Clothoid螺线的GC2拼接,并着重考虑其优化问题.
关键词 clothoid螺线 几何连续 GC^2拼接 CAGD 最佳化
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露天矿场无人驾驶自卸车路径规划方法研究 被引量:3
8
作者 黄佳德 刘勇 +1 位作者 邓穆坤 梅文庆 《煤炭科学技术》 EI CAS CSCD 北大核心 2024年第8期182-191,共10页
针对矿用自卸车在露天矿场环境下的路径左行要求以及长距离运输路径的平滑效率问题,提出了基于Clothoid曲线拓展的左行混合A*算法和离散点对角向量模最小化平滑算法相结合的路径规划方法。首先,在混合A*算法节点拓展搜索过程中,采用Clot... 针对矿用自卸车在露天矿场环境下的路径左行要求以及长距离运输路径的平滑效率问题,提出了基于Clothoid曲线拓展的左行混合A*算法和离散点对角向量模最小化平滑算法相结合的路径规划方法。首先,在混合A*算法节点拓展搜索过程中,采用Clothoid曲线代替传统圆弧进行拓展,以保证混合A*搜索路径的曲率连续性和曲率变化率限制要求。然后,利用左行规则改进混合A*算法累加代价和启发代价,在累加代价中加入左转代价和碰撞吸引代价保证路径向左和沿地图边界左侧进行规划,在启发代价中根据拓展方向与地图边界最近点的左右位置关系调整拓展代价得到利于左行的启发代价图,以生成左行全局粗略路径。最后,结合二次规划技术,以离散点对角向量模最小化为目标函数,坐标轴方向移动量为约束,构建平滑优化模型,对全局路径进行平滑,同时为防止平滑过程中曲率超限超出车辆转向响应能力,利用大曲率点可行域隧道缩减技术,限制大曲率点平滑可移动量。试验结果表明:所提方法可以生成适应矿区左行规则的沿地图左侧边界行驶的全局路径;启发代价的改进有效地减少了混合A*算法拓展的节点数量,有利于更好实现左行;离散点路径平滑方法有效提高了全局路径的平滑度,利于车辆控制跟踪;Clothoid曲线拓展与可行域隧道缩减技术可有效应对装载、卸载等大曲率路径,不存在曲率超限情况;对比不同长度路径规划耗时数据,路径平滑算法有效降低了路径规划的总耗时,4 km路径平滑耗时只需76 ms;左行规划的实现和总耗时的减少提高了路径对于矿区场景的适应性。 展开更多
关键词 露天矿场 无人驾驶自卸车 路径规划 clothoid曲线拓展 左行混合A*算法 离散点平滑
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RE/RP集成系统中基于STL的精确分层方法 被引量:11
9
作者 钟山 杨永强 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2012年第6期1145-1150,共6页
为克服STL网格化文件存在容易丢失精度等固有缺陷,提出基于STL的精确自适应分层系列算法,从提高分层截面的轮廓曲线精度出发,同时考虑到后续数控插补的适应性,采用曲率连续的适应性强的Clothoid曲线拟合算法,重构曲线轮廓并得到拟合加工... 为克服STL网格化文件存在容易丢失精度等固有缺陷,提出基于STL的精确自适应分层系列算法,从提高分层截面的轮廓曲线精度出发,同时考虑到后续数控插补的适应性,采用曲率连续的适应性强的Clothoid曲线拟合算法,重构曲线轮廓并得到拟合加工点;同时在自适应分层中采用垂直轮廓参考曲线上点的切线角决定切片的厚度,有效提高了切片精度和效率,最后采用熔融沉积成形系统进行快速成形验证。结果表明,该方法有效减小了原有的STL格式文件的固有误差,提高了快速成形制件的加工表面质量和效率。 展开更多
关键词 逆向工程 快速成形 STL文件 clothoid曲线 层面轮廓重构 自适应分层 熔融沉积成形
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面向新型列控系统的电子轨道地图数据约简方法研究 被引量:5
10
作者 陆德彪 王子琪 +2 位作者 王剑 蔡伯根 丁珣 《铁道学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2023年第4期51-61,共11页
电子轨道地图是新型列控系统基于卫星导航的列车定位的重要参考源。为满足地图精度高、存储量低的要求,针对轨道线路数据约简方法开展研究。在面向直线表达的线路数据方面,对道格拉斯普克算法和基于线路数据航向角特征约束的约简2种算... 电子轨道地图是新型列控系统基于卫星导航的列车定位的重要参考源。为满足地图精度高、存储量低的要求,针对轨道线路数据约简方法开展研究。在面向直线表达的线路数据方面,对道格拉斯普克算法和基于线路数据航向角特征约束的约简2种算法的差异性进行比较;在此基础上面向线路数据的直线和曲线混合表达,提出一种基于Clothoid曲线的约简算法。利用曲线DP算法和垂直投影误差要求,得到Clothoid曲线片段,实现轨道圆曲线和直线的分段,提高线路数据的约简率,保障生成地图的精度。为验证提出方法的有效性,选取京沈高铁北票东—阜新北的线路数据进行分析,实验结果表明,基于Clothoid曲线拟合生成的轨道段满足0.5 m垂距精度和0.2 m测量精度,约简率达99.5%,证明提出的方法能够满足新型列控系统电子轨道地图数据约简的要求。 展开更多
关键词 列车运行控制系统 电子轨道地图 数据约简 clothoid曲线拟合
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复杂型腔环切拐角过渡刀轨生成技术 被引量:3
11
作者 雷伟军 程筱胜 +1 位作者 戴宁 郭保苏 《计算机集成制造系统》 EI CSCD 北大核心 2014年第9期2178-2185,共8页
针对环切刀轨中存在的拐角及残区问题,提出采用三段式Clothiod曲线光滑拼接的方法进行过渡优化。首先,借鉴骨架线提取的原理判断拐角残区并提取出残区步长;然后,在残区步长的基础上,选取过渡控制点和初始插入点作为曲线过渡的特征点;最... 针对环切刀轨中存在的拐角及残区问题,提出采用三段式Clothiod曲线光滑拼接的方法进行过渡优化。首先,借鉴骨架线提取的原理判断拐角残区并提取出残区步长;然后,在残区步长的基础上,选取过渡控制点和初始插入点作为曲线过渡的特征点;最后,在特征点的约束下,将曲线和直线进行过渡连接,并保证过渡曲线的C2阶连续。仿真加工测试结果表明,该方法能有效切除环切拐角残余并实现刀轨的平稳过渡,同时能很好地缩短加工时间和提高整体的加工质量。 展开更多
关键词 环切拐角 轨迹规划 残区识别 clothoid过渡 数控系统
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一种机器人轨迹规划的新方法 被引量:1
12
作者 刘永超 黄玉美 +2 位作者 王效岳 高峰 张广鹏 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 1999年第6期912-913,共2页
为了使机器人具有良好的运动特性,本文从机器人轨迹规划出发,采用了Clothoid 曲线生成机器人各关节运动轨迹;该方法利用Clothoid 曲线的C2 连续性,优化机器人各关节的运动性能,最终改善了机器人的运动特性。
关键词 机器人 轨迹规划 运动特性 clothoid曲线
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一种自由曲线拟合及插补方法 被引量:1
13
作者 刘永超 《机械科学与技术》 CSCD 北大核心 2003年第S1期127-128,131,共3页
为了提高自由曲线、曲面的加工性能 ,本文在对自由曲线、曲面拟合方法研究的基础上 ,介绍一种曲率连续的自由曲线、曲面拟合法—— Clothoid曲线法 ,并详细推导了
关键词 自由曲线 拟合 clothoid曲线 插补算法
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关键节点和平滑处理的PRM路径优化方法 被引量:6
14
作者 魏念巍 姜媛媛 +2 位作者 刘延彬 辛元芳 洪炎 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2020年第16期118-123,共6页
针对移动机器人路径规划采用的概率路图(Probabilistic Roadmap,PRM)算法存在路径拐点过多以及部分转角过陡的问题,提出一种PRM路径优化方法。PRM算法在构建路径网络图时采用随机采样,路径并非最优,路径节点过多,使用Douglas-Peucker(D... 针对移动机器人路径规划采用的概率路图(Probabilistic Roadmap,PRM)算法存在路径拐点过多以及部分转角过陡的问题,提出一种PRM路径优化方法。PRM算法在构建路径网络图时采用随机采样,路径并非最优,路径节点过多,使用Douglas-Peucker(D-P)算法提取PRM算法生成初始路径节点中的关键节点,用关键节点代替原来的初始路径节点,以减少路径中拐点的个数。使用Clothoid曲线对新生成的路径进行平滑处理,达到路径优化的目的。仿真结果表明该优化方法能减少路径节点的个数,并使路径更加平滑。 展开更多
关键词 概率路图(PRM) 关键节点 clothoid曲线 路径优化
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考虑换道约束空间的车辆换道模型研究 被引量:26
15
作者 王崇伦 李振龙 +1 位作者 陈阳舟 代桂平 《公路交通科技》 CAS CSCD 北大核心 2012年第1期121-127,共7页
为进一步提高换道安全性,根据不同换道需求给出四种换道情形。针对不同类型司机在不同换道情形下对安全距离的敏感度不同,提出了一种新的基于不同速度及不同司机类型的最小安全距离模型———动态椭圆最小安全距离模型。在此基础上,运... 为进一步提高换道安全性,根据不同换道需求给出四种换道情形。针对不同类型司机在不同换道情形下对安全距离的敏感度不同,提出了一种新的基于不同速度及不同司机类型的最小安全距离模型———动态椭圆最小安全距离模型。在此基础上,运用车辆运动学理论,生成换道约束空间。通过Matlab仿真对比发现,该模型较之传统最小安全距离模型在相应情形下的约束空间具有更高的安全性和灵活性。然后利用摄像机标定方法对北京市朝阳区西大望路的实际换道拍摄的图像进行处理,获取了双车道、低速情况下实际换道轨迹。并在换道约束空间下,以更加适合双车道、低速换道环境的圆弧换道轨迹为基础生成换道轨迹,最后采用回旋曲线解决了圆弧换道模型的侧向加速度过大,曲率不连续等问题。 展开更多
关键词 交通工程 车辆换道模型 回旋曲线 约束空间 最小安全距离
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基于曲率平滑的智能车辆道路跟踪控制 被引量:5
16
作者 徐海贵 王春香 +1 位作者 杨明 杨汝清 《上海交通大学学报》 EI CAS CSCD 北大核心 2008年第12期1958-1961,共4页
推导了车辆转向动力学状态方程.利用GPS全球定位系统和数字地图提供的道路曲率信息,提出了一种回旋曲线道路曲率平滑算法.对道路曲率发生突变的路段进行平滑处理,从而消除道路曲率突变.仿真实验结果表明,该算法能够有效减小车辆道路跟... 推导了车辆转向动力学状态方程.利用GPS全球定位系统和数字地图提供的道路曲率信息,提出了一种回旋曲线道路曲率平滑算法.对道路曲率发生突变的路段进行平滑处理,从而消除道路曲率突变.仿真实验结果表明,该算法能够有效减小车辆道路跟踪误差,提高驾驶舒适度. 展开更多
关键词 磁传感系统 回旋曲线 曲率平滑算法 道路跟踪 智能车辆
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三次C-Bézier螺线构造及其在道路设计中的应用 被引量:10
17
作者 蔡华辉 王国瑾 《浙江大学学报(工学版)》 EI CAS CSCD 北大核心 2010年第1期68-74,共7页
针对道路设计的工程需要,构造曲率单调且保号的平面三次C-Bzier螺线.利用这条螺线,详细推导在道路设计等工业应用中直线和圆弧之间的过渡曲线.如同工程中使用回旋曲线过渡一样,直线和圆弧之间用一条螺线过渡,圆弧与圆弧之间用一对C型... 针对道路设计的工程需要,构造曲率单调且保号的平面三次C-Bzier螺线.利用这条螺线,详细推导在道路设计等工业应用中直线和圆弧之间的过渡曲线.如同工程中使用回旋曲线过渡一样,直线和圆弧之间用一条螺线过渡,圆弧与圆弧之间用一对C型或S型螺线过渡,两条直线之间用一对螺线过渡,当圆包含圆弧时用一条螺线过渡.给出在前4种情况下螺线的具体表达式,第5种情况不一定有解.由于直线、圆弧能够用C-Bzier曲线精确表示,可以在C-Bzier模式下统一处理整条道路设计问题,避免了以往采用Fresnel积分所表示的回旋曲线不适用于计算机辅助设计系统的情况. 展开更多
关键词 C-BÉZIER曲线 回旋曲线 单调曲率 过渡曲线
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高速公路软土路基工后沉降的回旋线推算法 被引量:4
18
作者 欧湘萍 鲁明 +2 位作者 李月光 陆跃飞 杜玉良 《武汉理工大学学报》 CAS CSCD 北大核心 2009年第1期63-67,共5页
工程实际中软土路基工后沉降值的确定一般是先根据现场实测的软基沉降-时间变化过程曲线推算出最终沉降量,再减去已发生的沉降量即得到工后沉降量。实际上,由于地基条件、加固方式及效果的不同,仅仅根据路基施工期较短时间的沉降与时间... 工程实际中软土路基工后沉降值的确定一般是先根据现场实测的软基沉降-时间变化过程曲线推算出最终沉降量,再减去已发生的沉降量即得到工后沉降量。实际上,由于地基条件、加固方式及效果的不同,仅仅根据路基施工期较短时间的沉降与时间的变化曲线来直接推算时间趋于无穷大时的最终沉降量,这种计算方法有欠合理,推算出的工后沉降有时与实际相差较大。因此,提出了一种沉降预测的新方法,即利用回旋线的曲率变化特性来分析软基沉降变化规律,用回旋线参数方程来直接推算工后沉降量,并详细研究了回旋线参数A值和沉降收敛时间t值的求解方法,结果表明,用回旋线参数方程来推算软土路基工后沉降量方法快速、简单、直接。 展开更多
关键词 软土路基 工后沉降 回旋线
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基于ObjectARX实现自定义回旋线实体 被引量:3
19
作者 杨柳 郑健龙 闻德保 《大地测量与地球动力学》 CSCD 北大核心 2013年第5期110-115,共6页
为解决在AutoCAD中只能用短直线拟合表示回旋线、计算和绘制效率低、不能实现修改和查询等问题,采用改进的级数展开积分法保证计算精度和效率;运用ObjectARX自定义实体和面向对象编程技术,从曲线基类派生自定义回旋线类;论述了自定义回... 为解决在AutoCAD中只能用短直线拟合表示回旋线、计算和绘制效率低、不能实现修改和查询等问题,采用改进的级数展开积分法保证计算精度和效率;运用ObjectARX自定义实体和面向对象编程技术,从曲线基类派生自定义回旋线类;论述了自定义回旋线的绘制、修改、查询、存储和拖动的程序实现方法,讨论了精度控制方法。实验结果表明,该方法能高效的开发自定义回旋线程序,解决短直线拟合所产生的问题,实现面向图形的设计。 展开更多
关键词 缓和曲线 回旋线 OBJECTARX ObjectDBX AUTOCAD
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基于停车线位置的左转车辆行驶轨迹仿真模型 被引量:5
20
作者 南春丽 张生瑞 严宝杰 《计算机工程与应用》 CSCD 北大核心 2009年第9期24-27,共4页
以信号交叉口左转车辆为研究对象,根据数值逼近和几何学原理,建立了停车线位置改变前后两种不同的左转车辆行驶轨迹仿真模型。对于当前交通状态,采用最佳平方逼近和Chebyshev近似原理的方法,建立了左转车辆行驶轨迹的三次抛物线模型,并... 以信号交叉口左转车辆为研究对象,根据数值逼近和几何学原理,建立了停车线位置改变前后两种不同的左转车辆行驶轨迹仿真模型。对于当前交通状态,采用最佳平方逼近和Chebyshev近似原理的方法,建立了左转车辆行驶轨迹的三次抛物线模型,并通过实例予以验证;对于停车线位置改变后的未来状态,给出了直线—回旋线—回旋线—直线组合的左转车辆行驶轨迹模型。进一步,建立了停车线位置与临界半径函数关系线性模型,使回旋线参数计算更为简单。仿真结果表明,所建模型较好地逼近了相应交通状态。 展开更多
关键词 仿真建模 左转车辆行驶轨迹仿真模型 数值逼近 回旋线
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