[發(fā)明專利]一種非連續(xù)柵格劃分三維點(diǎn)云面的路徑規(guī)劃方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810196134.3
• 申請(qǐng)日: 2018-03-09
• 公開（公告）號(hào): CN108422670B
• 公開（公告）日: 2019-12-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 連芩;李曉;李滌塵;何曉寧;顧恒
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 西安交通大學(xué)
• 主分類號(hào): B29C64/386
• 分類號(hào): B29C64/386;B33Y50/00
• 代理公司: 61200 西安通大專利代理有限責(zé)任公司
• 代理人: 徐文權(quán)

1.一種非連續(xù)柵格劃分三維點(diǎn)云面的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，以三維點(diǎn)云面(1)為輸入，三維打印路徑(11)為輸出，采用非連續(xù)柵格劃分對(duì)三維點(diǎn)云面(1)進(jìn)行路徑規(guī)劃，并采用多個(gè)參數(shù)控制路徑規(guī)劃的精度和運(yùn)算量；其中，參數(shù)包括兩類：基本參數(shù)和工藝相關(guān)參數(shù)，基本參數(shù)包括柵格尺寸參數(shù)(6)和柵格間距參數(shù)(4)；工藝相關(guān)參數(shù)包括：柵格中心點(diǎn)稀疏化參數(shù)、線間距參數(shù)(5)、邊界縮進(jìn)參數(shù)(13)、多層打印參數(shù)和噴頭抬升參數(shù)(15)；

路徑規(guī)劃的具體步驟如下：

1)形成包圍盒

將三維點(diǎn)云面(1)投影到二維平面，形成二維點(diǎn)云面(2)，并在二維點(diǎn)云面(2)中找到x_min、x_max、y_min和y_max，形成一個(gè)矩形的包圍盒(3)將二維點(diǎn)云面(2)包圍在內(nèi)；

2)在包圍盒內(nèi)確定基本參數(shù)

根據(jù)缺損面的點(diǎn)云分辨率確定柵格尺寸參數(shù)(6)，柵格尺寸參數(shù)(6)表示正方形柵格的邊長，保證柵格尺寸參數(shù)(6)在1-2倍點(diǎn)云分辨率之間；采用柵格間距參數(shù)(4)設(shè)置路徑方向上相鄰兩個(gè)柵格中心點(diǎn)之間的距離，根據(jù)允許的邊界特征誤差選取柵格間距參數(shù)(4)，保證二分之一柵格尺寸參數(shù)(6)與柵格間距參數(shù)(4)的和小于允許的邊界特征誤差；

3)在包圍盒內(nèi)確定工藝相關(guān)參數(shù)

線間距參數(shù)(5)表示打印路徑線與線之間的距離，將線間距參數(shù)(5)設(shè)定為實(shí)際打印工藝中的線寬；邊界縮進(jìn)參數(shù)(13)表示邊界特征向內(nèi)收縮的距離，邊界縮進(jìn)參數(shù)(13)設(shè)定為實(shí)際打印工藝中的線寬的一半；根據(jù)最終需要的路徑點(diǎn)的多少設(shè)定柵格中心點(diǎn)稀疏化參數(shù)；將多層打印參數(shù)設(shè)定為打印層數(shù)；將噴頭抬升參數(shù)(15)設(shè)定為路徑不連續(xù)時(shí)噴頭的抬高高度；

4)生成二維路徑

在單個(gè)非連續(xù)柵格內(nèi)搜索是否包含二維點(diǎn)云面(2)中的點(diǎn)，若有則為實(shí)格(7)，否則為虛格(9)；將實(shí)格(7)的柵格中心點(diǎn)按照所設(shè)定路徑的掃描方向按順序連在一起組成二維路徑(10)，二維路徑(10)的掃描方向可以是平行路徑，或環(huán)形路徑；

5)生成三維打印路徑

將二維路徑(10)中的柵格中心點(diǎn)按照柵格中心點(diǎn)稀疏化參數(shù)進(jìn)行稀疏化處理后保留的柵格中心點(diǎn)為路徑特征點(diǎn)(12)；取路徑特征點(diǎn)(12)代表的實(shí)格(7)內(nèi)所有點(diǎn)云面中的點(diǎn)的z值的平均值作為該路徑特征點(diǎn)(12)的z值，生成三維打印路徑(11)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非連續(xù)柵格劃分三維點(diǎn)云面的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，柵格中心點(diǎn)分為兩類：一是邊界特征上的柵格中心點(diǎn)；二是邊界內(nèi)部的柵格中心點(diǎn)；進(jìn)行稀疏化時(shí)保留邊界特征上的柵格中心點(diǎn)不變，只稀疏邊界內(nèi)部的柵格中心點(diǎn)，從而保證邊界特征精度。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非連續(xù)柵格劃分三維點(diǎn)云面的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，當(dāng)三維點(diǎn)云面(1)出現(xiàn)空洞時(shí)，首先判斷虛格(9)的起始和終止位置，在起始位置處將噴頭抬高，抬高高度在保證設(shè)備正常運(yùn)轉(zhuǎn)的前提下人為設(shè)定并標(biāo)記噴頭狀態(tài)為“關(guān)”，在終止位置將噴頭高度恢復(fù)到路徑高度，并恢復(fù)噴頭狀態(tài)為“開”。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的非連續(xù)柵格劃分三維點(diǎn)云面的路徑規(guī)劃方法，其特征在于，進(jìn)行多層路徑規(guī)劃時(shí)，提供多層三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)(16)，設(shè)置多層打印參數(shù)為相應(yīng)層數(shù)，不同層之間采用平行路徑或正交路徑(17)形式。