G³连续五阶B样条轨迹

平稳扫描无突变

为机器人超声检测复杂自由曲面提供高几何连续性与表面拟合精度兼备的轨迹规划方案。

Ma, Pengzhi · 徐春广

Sensors 2025

技术优势

运动无突变

显式推导五阶B样条的位置、速度、加速度、加加速度表达式，实现G³连续，避免轨迹突变和振荡。

兼顾平稳与贴合

目标函数同时包含加速度平方积分和拟合误差，既抑制高频振荡又保持对目标轮廓的拟合，得到全局最优轨迹。

抑制高阶振荡

平滑性指标加权二阶与三阶导数平方积分，对加加速度也有约束，使运动更平稳。

应用场景

• 无损检测机器人：为超声检测机器人提供无突变轨迹，提升复杂曲面检测稳定性。
• 自由曲面检测：最小化机器人末端与自由曲面之间的拟合误差，保证超声信号一致性。
• 机器人轨迹规划：用五阶B样条实现G³连续，作为通用轨迹规划模块嵌入现有系统。