[发明专利]一种基于三次样条的拟合方法以及曲线拟合装置

说明书

本申请公开了一种基于三次样条的拟合方法以及曲线拟合装置，该基于三次样条的拟合方法包括在利用第一数量个第一节点进行曲线拟合得到的拟合值与数据点的误差大于第一误差阈值时，从节点矢量中选择第二数量个节点和第一节点组成第二节点；利用第二节点得到控制点，判断控制点的数量是否大于预设最大控制点数量；若控制点的数量大于预设最大控制点数量，则对所有数据点组成的轮廓进行分段处理，并分别对每段轮廓进行拟合，以使得拟合出来的样条曲线上的拟合值与数据点的误差小于第一误差阈值。通过上述方式，本申请能够降低计算复杂度，提高拟合速度。

技术领域

本申请涉数据处理技术领域，具体涉及一种基于三次样条的拟合方法以及曲线拟合装置。

背景技术

在各类工业级执行机构中，三次B样条是一种常见的线型，三次B样条曲线具有局部修改特性、凸包性、对称性以及三阶可微等优点，参数表达形式简单，适合计算机编程，在计算机辅助制造中得到广泛应用。以关节式工业机器人为例，在常用作业如搬运、码垛或点焊等作业中，采用直线和圆弧的组合就能实现基本的任务要求。但随着工业机器人应用领域的拓宽，如弧焊和绘图作业；如果焊接轨迹是不规则曲线，采用直线和圆弧轨迹逼近焊接轨迹工作量比较大，且易出错。

本申请的发明人在长期研发中发现，在对一系列轨迹点利用三次B样条进行拟合时，需要计算出相应的节点与控制点；以常见的最小二乘逼近为例，当轨迹点较多、较密时，将所有轨迹点都作为同一个样条进行拟合可能会需要很长的时间。

发明内容

本申请主要解决的问题是提供一种基于三次样条的拟合方法以及曲线拟合装置，能够降低计算复杂度，提高拟合速度。

为解决上述技术问题，本申请采用的技术方案是：提供一种基于三次样条的拟合方法，该基于三次样条的拟合方法包括：在利用第一数量个第一节点进行曲线拟合得到的拟合值与数据点的误差大于第一误差阈值时，从节点矢量中选择第二数量个节点和第一节点组成第二节点；利用第二节点得到控制点，判断控制点的数量是否大于预设最大控制点数量；若控制点的数量大于预设最大控制点数量，则对所有数据点组成的轮廓进行分段处理，并分别对每段轮廓进行拟合，以使得拟合出来的样条曲线上的拟合值与数据点的误差小于第一误差阈值。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一技术方案是：提供一种曲线拟合装置，该曲线拟合装置包括：互相连接的存储器和处理器，其中，存储器用于存储计算机程序，计算机程序在被处理器执行时，用于实现上述的基于三次样条的拟合方法。

为解决上述技术问题，本申请采用的另一技术方案是：提供一种存储介质，该存储介质用于存储计算机程序，计算机程序在被处理器执行时，用于实现上述的基于三次样条的拟合方法。

通过上述方案，本申请的有益效果是：在进行曲线拟合时，将当前控制点的数量作为对所有数据点组成的轮廓进行分段处理的依据，在当前控制点的数量较大时，进行分段处理，对每段轮廓分别进行拟合，重复拟合和判断的操作，直至拟合出来的样条曲线符合误差精度要求；通过分段处理来降低计算复杂度，能够提高拟合速度。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。其中：

图1是本申请提供的基于三次样条的拟合方法一实施例的流程示意图；

图2是本申请提供的基于三次样条的拟合方法另一实施例的流程示意图；

图3是本申请提供的基于三次样条的拟合方法另一实施例中多边形拟合的示意图；

图4是本申请提供的基于三次样条的拟合方法另一实施例中利用多边形拟合得到的拟合结果示意图；

图5是本申请提供的基于三次样条的拟合方法另一实施例中多边形拟合的角度示意图；