[发明专利]一种基于点串拟合的曲线雕刻路径生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及个性化工艺品加工领域，具体为一种基于点串拟合的曲线雕刻路径生成方法。

背景技术

在工艺品中融入个性化的元素已经逐渐成为消费者倾向的模式，比如在工艺品上雕刻个人的手写体签名等。这种个性化元素的雕刻加工，主要采用的技术包括图像处理技术以及数控加工技术。图像处理软件主要将个性化元素转化为加工所需的曲线数据，而数控加工过程则主要利用CAD/CAM软件生成加工路径。目前常用的图像处理软件有PhotoShop、3DMax、犀牛软件等，主流的CAD/CAM软件有法国的Catia、德国的Siemense NX等。

传统的个性化工艺品加工方案首先通过拍照获取签名图像，再导入图像处理软件中处理，得到DXF图形曲线，最后将DXF曲线导入CAD/CAM软件中生成雕刻路径进行加工。传统方案采用图像处理软件生成DXF曲线时，基于矢量化提取图像的中心线，根据voronoi图原理将图形边界往中心“腐蚀”来得到图像骨架，该方法严重依赖于图像的质量，在图像比较模糊时得到的骨架线不够光顺，且容易出现丢线现象，无法满足工艺品高观赏性的要求。传统的技术方案需要操作人员在多个软件中相互切换，时间利用率低，对操作人员的要求较高。

发明内容

本发明的目的在于针对上述现有技术中的问题，提供一种基于点串拟合的曲线雕刻路径生成方法，能够避免丢线或曲线不够光顺的现象，从而改善雕刻曲线质量，此外能够减少人工操作，使曲线雕刻路径的生成模板化，进而提高雕刻路径生成效率。

为了实现上述目的，本发明采用的技术方案包括以下步骤：

1)通过获取二维输入点串数据，进而构建雕刻曲线图形；

2)对点串数据进行去噪处理并重新进行样条拟合，生成光滑的雕刻曲线图形；

3)分别进行以下处理生成加工图形：

3.1)对图形进行聚中处理，使雕刻曲线图形重合雕刻区域坐标系的中心；

3.2)对图形进行缩放处理，使雕刻曲线图形最大程度的充满雕刻区域；

3.3)对图形进行定位处理，保持雕刻曲线图形原状，将雕刻曲线图形定位到指定区域；

4)根据加工图形生成相应的CAD或CAM模板。

通过数位板获取二维输入点串数据，步骤2)进行去噪处理之前将点串数据屏幕坐标转换为物理坐标。所述的步骤2)通过点云去噪算法完成去噪处理。

所述的步骤4)生成CAD模板的方法为：根据点串数据及雕刻曲线图形的处理规则，在CAD模块中建立对应的图层，生成CAD模板，使加工图形的生成模板化。

所述的步骤4)生成CAM模板的方法为：根据具体曲线雕刻的加工过程确定加工方案，针对特定的加工方案确定加工参数与加工刀具，加工图形采用CAD模板中对应的图层进行过滤，在CAM模块中创建对应的路径，进而生成CAM模板，使曲线雕刻路径的生成模板化。

所述的步骤3.3)将二维输入点串数据采用包裹原理映射到曲面上。

与现有技术相比，本发明通过获取二维输入点串数据，进而构建雕刻曲线图形，对得到的点串数据进行光顺优化，将去噪优化后的点串拟合成光顺的样条线，避免了丢线以及曲线不够光顺的现象，提高了个性化雕刻的观赏性。本发明将图形处理及路径生成过程按制定的规则生成相应的CAD或CAM模板，之后仅根据需要调用对应的模板进行路径重算就能够生成路径，使加工图形的生成以及曲线雕刻路径的生成模板化，简化了后续人工操作，节省了时间，提高了效率。采用模板的构造方式，能够根据不同的加工要求制定不同的规则，进而生成相应的模板，在简化操作的同时又不失功能的灵活性，能够满足不同要求的加工方案。

附图说明

图1本发明雕刻路径生成流程图；

图2本发明点串去噪处理示意图；

图3本发明点串样条拟合示意图；

图4本发明图形聚中处理示意图；

图5本发明图形缩放处理示意图；

图6本发明图形定位处理示意图；

图7本发明生成的CAD模板示意图；

图8本发明生成的CAM模板示意图；

具体实施方式

下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。

参见图1，本发明基于点串拟合的曲线雕刻路径生成方法包括以下步骤：

1、通过数位板获取输入点串进而构建雕刻曲线图形。可以采用个性化输入设备如数位板，直接得到如电子签名的二维点串数据，进而构建雕刻图形。

2、处理点串数据，生成光滑的雕刻曲线图形。