[發(fā)明專利]一種適用于雙光束激光直寫的三維模型解析規(guī)劃方法、裝置及設(shè)備

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011600782.4
• 申請日: 2020-12-30
• 公開（公告）號: CN112705856B
• 公開（公告）日: 2021-09-21
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 盧建剛;杜雨珂;匡翠方;劉旭;何洪揚;夏晨;周國尊;陳金水;楊江;劉興高;耿衛(wèi)東
• 申請（專利權(quán)）人: 浙江大學(xué);之江實驗室
• 主分類號: G06F17/00
• 分類號: G06F17/00;B23K26/362;B23K26/40;B23K26/70;B23K101/36
• 代理公司: 浙江杭州金通專利事務(wù)所有限公司 33100
• 代理人: 吉靖;劉曉春

1.一種適用于雙光束激光直寫的三維模型解析規(guī)劃方法，其特征在于：

所述三維模型解析規(guī)劃方法適用于雙光束激光直寫平臺，所述雙光束激光直寫平臺包含控制激光焦點在XY平面移動的激光振鏡、控制激光焦點在Z方向上下移動的電動平臺；所述三維模型解析規(guī)劃方法是針對以三角形面構(gòu)成的STL格式的三維模型；所述三維模型解析規(guī)劃方法按如下步驟進行：

步驟(1)，讀取重構(gòu)：對STL格式三維模型進行解析讀取和拓撲重構(gòu)，所述STL格式三維模型所對應(yīng)的全部三角形面為T₀…T_n，拓撲重構(gòu)是將所述三維模型頂點v₀…v_n存到一個數(shù)組里，數(shù)組里存貯每個頂點對應(yīng)的三維坐標(biāo)x,y,z，再將所有三角形T₀…T_n與全部v₀…v_n相互對應(yīng)存儲，再將所有三角形T₀…T_n與三角形面對應(yīng)的邊l_n相互對應(yīng)存儲，即完成拓撲重構(gòu)；

步驟(2)，高度劃分：從步驟(1)所述的讀取后拓撲重構(gòu)的模型進行高度劃分，采用依據(jù)平臺特性設(shè)定的厚度進行等厚分層，需要完成對于模型的高度zbox的建立，首先依據(jù)模型高度對于首層進行填充或增加基底，再遍歷模型全部三角形，根據(jù)三角形Z方向最大最小值將其散列到不同zbox中；

步驟(3)，分層切片：遍歷步驟(2)中每個zbox中的每個三角形，與切割平面進行相交計算，會生成一系列線段也就是segment＝{s₀,s₁…s_n}，S_n中保存有穿入點和穿出點的信息，保存下線段之間的拓撲關(guān)系，穿出點從三角形頂點穿出，則記錄穿出頂點v_n的索引，穿出點從三角形邊穿出，則記錄穿出邊l_n的索引；

步驟(4)，輪廓合成：將步驟(3)中所取得的線段進行輪廓合成，根據(jù)步驟(3)中保存的拓撲結(jié)構(gòu)對于線段進行查找，最后進行多邊形輪廓縫合與剔除，根據(jù)奇偶算法標(biāo)記出內(nèi)外輪廓；

步驟(5)，路徑規(guī)劃：將步驟(4)中所生成的內(nèi)外輪廓進行填充與路徑規(guī)劃，首先采用輪廓掃描線算法依據(jù)所述雙光束激光直寫平臺特性設(shè)定的厚度進行外墻路徑生成，后續(xù)依據(jù)外墻厚度再進行內(nèi)部水平線掃描填充，最后將不同輪廓以及同一輪廓內(nèi)的路徑進行路徑規(guī)劃。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于雙光束激光直寫的三維模型解析規(guī)劃方法，其特征在于：所述步驟(1)中，拓撲重構(gòu)，是將模型所對應(yīng)拓撲信息進行重構(gòu)存儲；對應(yīng)于頂點，重構(gòu)存儲：頂點對應(yīng)的若干個三角形面索引，頂點三維坐標(biāo)；對應(yīng)于邊，重構(gòu)存儲：邊所對應(yīng)的兩個三角形面索引；對應(yīng)于三角形，重構(gòu)存儲：三個頂點的索引，三條邊的索引。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于雙光束激光直寫的三維模型解析規(guī)劃方法，其特征在于，所述步驟(2)中，所述zbox分層厚度依據(jù)所述雙光束激光直寫平臺的特性而定，取值范圍為1nm到1000nm。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于雙光束激光直寫的三維模型解析規(guī)劃方法，其特征在于，所述步驟(3)中，對于模型進行所述分層切片的時候，需記錄下相鄰線段s_n與s_n+1之間的拓撲關(guān)系，同時建立s_n與s_n所在三角形面穿出頂點v_n或穿出邊l_n的映射關(guān)系，建立s_n+1與s_n+1所在三角形面穿出頂點v_n+1或穿出邊l_n+1的映射關(guān)系，從而通過穿出頂點或穿出邊映射找到對應(yīng)三角形T_n從而建立s_n與s_n+1的拓撲聯(lián)系。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的適用于雙光束激光直寫的三維模型解析規(guī)劃方法，其特征在于，所述步驟(4)中，所述輪廓合成通過查找s_n與s_n+1的拓撲聯(lián)系來進行輪廓合成，過小輪廓的剔除采用周長來進行判定。