[发明专利]三维缺陷模型自动建模和自适应分层方法

说明书

本发明公开了一种三维缺陷模型自动建模和自适应分层方法，包括以下步骤：1)获取缺陷区域的点云数据；2)建立缺陷区域模型；3)获取最优分层方向；4)根据建立的缺陷区域模型的形状及表面凹凸状况进行自适应变高分层。本发明的三维缺陷模型自动建模和自适应分层方法，能根据提取待修复模型的集合特性，对使用待修复区域模型进行“个性化”分层方法，能根据物体形状及表面凹凸状况进行自适应变高分层，能降低分层所带来的表面精度误差，提高了构建的模型的整体精度。

技术领域

本发明涉及图形处理技术领域，特别涉及一种三维缺陷模型自动建模和自适应分层方法。

背景技术

几何模型分层是制约三维打印精度的重要因素。现有方法对模型采用相同的分层方案，而非针对模型的几何特性和拓扑特性进行针对性处理，难以满足精密零件的修复要求。

发明内容

本发明所要解决的技术问题在于针对上述现有技术中的不足，提供一种三维缺陷模型自动建模和自适应分层方法。本发明提供的三维缺陷区域的三维模型自动构建方法和模型自适应的分层方案，能根据提取待修复模型的集合特性，对使用待修复区域模型进行“个性化”分层方法，以降低分层所带来的表面精度误差。

为解决上述技术问题，本发明采用的技术方案是：一种三维缺陷模型自动建模和自适应分层方法，包括以下步骤：

1)获取缺陷区域的点云数据；

2)建立缺陷区域模型；

3)获取最优分层方向；

4)根据建立的缺陷区域模型的形状及表面凹凸状况进行自适应变高分层。

优选的是，所述步骤1)具体包括：通过图像扫描仪扫描待修复的缺陷区域，获取其在扫描仪坐标系下的点云数据。

优选的是，所述步骤2)具体包括以下步骤：

2-1)获取图像扫描仪得到的点云数据，该点云数据都已在扫描仪坐标系下被描述，由该点云数据生成包含缺陷区域在内的曲面模型S_ori；

2-2)对Sori进行空洞填补、平滑，得到S_mod；

2-3)使用半自动方式，在S_mod上沿着表面缺陷区域的边缘放置控制点，同时使用Dijkstra算法自动计算前后两个控制点之间的最短路径曲线，直至所有最短路径曲线形成一个封闭曲线C；

2-4)封闭曲线C将S_mod切分为两部分，一部分是不存在表面缺陷的曲面S_mar，另一部分是仅包含了表面缺陷部分的曲面，记作S_def；

2-5)根据S_mar的平均曲率，对S_mar进行空洞填充，得到不存在空洞的零部件表面S_ide；封闭曲线C切割S_ide，将封闭曲线C内部的曲面和S_def进行布尔运算，得到一个封闭曲面模型S_fin，S_fin即为后续待修复的缺陷区域模型。

优选的是，所述步骤2-3)具体为：

F.在缺陷边缘通过人机交互方式放置第一个控制点p₁，然后放置第二个p₂；

G.计算S_mod上p₁到p₂的测地线，记作c₁；测地线计算采用Dijkstra算法；

H.放置第三个控制点p₃，计算S_mod上p₂到p₃的测地线，记作c₂；