論文の概要: Smooth trajectory generation and hybrid B-splines-Quaternions based tool path interpolation for a 3T1R parallel kinematic milling robot
- arxiv url: http://arxiv.org/abs/2602.16758v1
- Date: Wed, 18 Feb 2026 11:57:52 GMT
- ステータス: 翻訳完了
- システム内更新日: 2026-03-23 08:17:41.552537
- Title: Smooth trajectory generation and hybrid B-splines-Quaternions based tool path interpolation for a 3T1R parallel kinematic milling robot
- Title（参考訳）: 3T1Rパラレルキネマティックミリングロボットの滑らかな軌道生成とハイブリッドB-スプライン系ツールパス補間
- Authors: Sina Akhbari, Mehran Mahboubkhah,
- Abstract要約: 本稿では,4自由度並列ミルロボットのスムーズな軌道生成法を提案する。
提案手法は, B-spline と Quaternion のキネマティック技術を統合し, 分離した位置と向きのデータ点を管理する。
従来の手法と比較して精度の向上,速度変動の低減,計算効率の向上を実現している。
- 参考スコア（独自算出の注目度）: 0.0
- License: http://creativecommons.org/licenses/by-nc-nd/4.0/
- Abstract: This paper presents a smooth trajectory generation method for a four-degree-of-freedom parallel kinematic milling robot. The proposed approach integrates B-spline and Quaternion interpolation techniques to manage decoupled position and orientation data points. The synchronization of orientation and arc-length-parameterized position data is achieved through the fitting of smooth piece-wise Bezier curves, which describe the non-linear relationship between path length and tool orientation, solved via sequential quadratic programming. By leveraging the convex hull properties of Bezier curves, the method ensures spatial and temporal separation constraints for multi-agent trajectory generation. Unit quaternions are employed for orientation interpolation, providing a robust and efficient representation that avoids gimbal lock and facilitates smooth, continuous rotation. Modifier polynomials are used for position interpolation. Temporal trajectories are optimized using minimum jerk, time-optimal piece-wise Bezier curves in two stages: task space followed by joint space, implemented on a low-cost microcontroller. Experimental results demonstrate that the proposed method offers enhanced accuracy, reduced velocity fluctuations, and computational efficiency compared to conventional interpolation methods.
- Abstract（参考訳）: 本稿では,4自由度並列キネマティックミリングロボットのスムーズな軌道生成法を提案する。
提案手法は, B-spline と Quaternion の補間技術を統合し, 分離した位置と向きのデータ点を管理する。
経路長と工具配向の非線形関係を記述したスムーズなピースワイドベジエ曲線を逐次2次計画法により解くことにより、方位と弧長パラメトリズド位置データの同期を実現する。
ベジエ曲線の凸船体特性を活用することにより、マルチエージェント軌道生成のための空間的および時間的分離制約が保証される。
単位四元数は配向補間のために使用され、ジンバルロックを回避し、滑らかで連続的な回転を容易にする堅牢で効率的な表現を提供する。
修飾多項式は位置補間に用いられる。
時間トラジェクトリは、タスク空間と、低コストマイクロコントローラ上に実装されたジョイント空間の2段階において、最小のジャーク、時間最適のベジエ曲線を用いて最適化される。
実験により,従来の補間法と比較して精度の向上,速度変動の低減,計算効率の向上が示された。
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