[发明专利]一种基于主成分分析的填充轨迹规划方法

权利要求书

1.一种基于主成分分析的填充轨迹规划方法，其特征在于，该方法包括下列步骤：

S1对于待成形零件的三维模型进行切片，以此获得多个切片层和每个切片层内待成形零件的成形轮廓，采用主成分分析方法获得该成形轮廓的第一主方向和与该第一主方向正交的第二主方向；

在步骤S1中，所述采用主成分分析方法获得该成形轮廓的第一主方向和与该第一主方向正交的第二主方向，按照下列步骤进行：

S11对于成形轮廓上的点，所有的点形成点集P；

S12计算点集P的协方差矩阵；

在步骤S12中，所述协方差矩阵按照下列方式进行：

其中，VarX是点集P中所有点的横坐标的方差，VarY是点集P中所有点的纵坐标的方差，CovXY是点集P中所有点的横坐标和纵坐标的协方差；

S13计算所述协方差矩阵的特征值和特征向量；

S14选取特征向量作为主成分方向的第一主方向和第二主方向；

在步骤S14中，选取所述特征向量对应的特征值的绝对值较大的为第一主方向，另一方面作为第二主方向；

S2对于单个切片层内的填充轨迹，采用下列方式获得填充轨迹：

(a)将所述成形轮廓设定为初始轮廓C0，将该初始轮廓按照设定长度d1和d2等距向外偏移，获得新的轮廓C1和C2，其中，d2d1；

(b)采用多条平行的等距直线与所述新的轮廓C2相交，以此在所述新的轮廓C2内获得多条平行线段，连接每条平行线段的中点获得一条中轴线，以该中轴线为中心，将该中轴线向其两侧进行偏置获得多条平行所述中轴线的曲线，该多条平行所述中轴线的曲线与所述新的轮廓C1相交，在该新的轮廓C1中获得多条曲线线段，该多条曲线线段即为所需的填充轨迹。

2.如权利要求1所述的一种基于主成分分析的填充轨迹规划方法，其特征在于，在步骤(b)中，所述多条平行的等距直线均平行于所述第二主方向。

3.如权利要求1所述的一种基于主成分分析的填充轨迹规划方法，其特征在于，在步骤(b)中获得填充轨迹后，还包括下列步骤：返回步骤(a)调整所述设定长度d1和d2，直至所述步骤(b)中获得的填充轨迹上不存在曲率突变的点。

4.如权利要求1所述的一种基于主成分分析的填充轨迹规划方法，其特征在于，在步骤S2中，所述获得填充轨迹还可以采用下列方式：

在所述成形轮廓内获得多条平行线段，将该多条平行线段的首尾相连，以此获得一条连续的Z型曲线，该Z型曲线即为所需的填充轨迹。

5.如权利要求1所述的一种基于主成分分析的填充轨迹规划方法，其特征在于，在步骤S2中，所述获得填充轨迹还可以采用下列方式：

在所述成形轮廓内获得多条平行线段，连接每条平行线段的中点获得一条中轴线，以该中轴线为中心，将该中轴线向其两侧进行偏置获得多条平行所述中轴线的曲线，该曲线与所述成形轮廓相交获得多条与所述中轴线平行的曲线线段，该多条与中轴线平行的曲线线段即为所需的填充轨迹。