[發(fā)明專利]一種避免輪廓相交的快速成型切片處理方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010515616.8
• 申請日: 2020-06-08
• 公開（公告）號: CN111710022B
• 公開（公告）日: 2021-03-23
• 發(fā)明（設計）人: 吳建;吳婷;張禮兵;包涵;陳廷豪
• 申請（專利權）人: 嘉興學院
• 主分類號: G06T15/00
• 分類號: G06T15/00;G06T17/00
• 代理公司: 北京翔甌知識產(chǎn)權代理有限公司 11480
• 代理人: 張利靖

1.一種避免輪廓相交的快速成型切片處理方法，其特征在于，其步驟如下：

步驟一、根據(jù)成型精度確定層高和切片總數(shù)，并獲取各層切片平面與STL模型上每個三角面片的交點；

步驟二、將每層切片內(nèi)的交點集合映射為一個圖G，并確定圖G的極大連通子圖G_i；

步驟三、獲取每個連通子圖G_i中的節(jié)點度數(shù)，根據(jù)節(jié)點度數(shù)特性識別輪廓相交情況，并根據(jù)輪廓相交情況采用深度優(yōu)先搜索算法或三角剖分方法創(chuàng)建有序封閉輪廓；

步驟四、利用每層切片得到的輪廓建立打印封閉區(qū)域，并與相鄰切片層的區(qū)域進行布爾運算以對打印區(qū)域進行修正，

所述步驟三中節(jié)點度數(shù)特性包括：①連通子圖G_i中所有節(jié)點的度數(shù)都≤2；②連通子圖G_i中存在一個節(jié)點v的度數(shù)deg(v)2，其中節(jié)點v的度數(shù)deg(v)定義為與v關聯(lián)的所有邊的數(shù)目總和，當連通子圖G_i中存在一個節(jié)點v的度數(shù)deg(v)2時，采用三角剖分方法創(chuàng)建有序封閉輪廓，

所述三角剖分方法如下：

Step1，將連通子圖G_i內(nèi)的所有節(jié)點利用Delaunay三角剖分方法構(gòu)建一個三角網(wǎng)格DT；

Step2，搜索三角網(wǎng)格DT的邊界集合Boundary，邊界邊按照如下規(guī)則定義：Boundary＝{v_i，v_j|Depv_i，v_j＝1}，其中v_i，v_j代表三角網(wǎng)格DT中由節(jié)點v_i、v_j構(gòu)成的邊，Depv_i，v_j為依附于邊v_i，v_j的三角形的個數(shù)，當Depv_i，v_j＝1時，v_i，v_j為邊界邊，v_i、v_j為邊界節(jié)點；

Step3，判斷邊界集合Boundary中的每一條邊v_i，v_j是否屬于連通子圖G_i的邊集E_i，①若存在將與該邊v_i，v_j相連的三角形刪除，更新三角網(wǎng)格DT后，轉(zhuǎn)Step2；②若不存在直接轉(zhuǎn)Step4；

Step4，依次連接三角網(wǎng)格DT的邊界節(jié)點即為連通子圖G_i內(nèi)的有序封閉輪廓。

2.根據(jù)權利要求1所述的一種避免輪廓相交的快速成型切片處理方法，其特征在于，步驟二中，對于每層切片求得的交點集合，首先進行冗余點去除，獲得節(jié)點集合V，然后根據(jù)每個三角面片上的兩個交點構(gòu)成一條邊的特性將節(jié)點集合V映射為一個圖G＝(V，E)，其中E為節(jié)點集合V中的節(jié)點構(gòu)成的所有邊集，對圖G進行深度優(yōu)先遍歷，得到圖G的極大連通子圖G_i，i＝1，2，3，...，n，n為連通分量總數(shù)。

3.根據(jù)權利要求1所述的一種避免輪廓相交的快速成型切片處理方法，其特征在于，當連通子圖G_i中所有節(jié)點的度數(shù)都≤2時，采用深度優(yōu)先搜索算法創(chuàng)建有序封閉輪廓，首先從子圖G_i中的某一節(jié)點v₀出發(fā)，搜索與它關聯(lián)的鄰接節(jié)點v₁，然后從節(jié)點v₁出發(fā)，搜索與v₁鄰接且未被訪問過的節(jié)點v₂，依次進行搜索，直到回到起點v₀，即創(chuàng)建一條有序封閉輪廓。

4.根據(jù)權利要求1所述的一種避免輪廓相交的快速成型切片處理方法，其特征在于，步驟四中包括以下步驟：

Step1，在每層切片內(nèi)，根據(jù)各個封閉輪廓之間的內(nèi)外包含關系建立多邊形封閉區(qū)域；

Step2，獲取第i層切片的封閉區(qū)域A_i與第i+j層切片的封閉區(qū)域A_i+j的差集d_1j＝A_i-A_i+j，j＝1，2，...，N，并求出它們的并集：獲取第i層切片的封閉區(qū)域A_i與第i-j層切片的封閉區(qū)域A_i-j的差集d_2j＝A_i-A_i-j，j＝1，2，...，N，并求出它們的并集：

Step3，將區(qū)域S_i＝d₁∪d₂作為物體第i層切片的表層打印區(qū)域，區(qū)域T_i＝A_i-S_i作為物體第i層切片的內(nèi)部打印區(qū)域。