[发明专利]基于增材再制造点云模型的梯度曲面分层方法

摘要

本发明涉及一种基于增材再制造点云模型的梯度曲面分层方法，包括如下步骤：①成形距离计算；计算对应网格的质心点的欧式距离d：距离d反映了缺损点云在该点处的缺损程度，也就是需要进行增材再制造的成形距离；②梯度距离确定；③分层数据的生成；梯度分层时，真实存在的分层曲面族不需要被确切的描述出来，而只是以各曲面上的分层数据来插值表示就足够了；分层数据包括两部分：轮廓数据和轮廓内部数据；对于第i层的分层数据，其轮廓数据直接记录为分层区间号num=i的数据点；轮廓内部数据P’(x’,y’,z’)则可由低于切层曲面(numi)的点云采用梯度距离增长得到。

主权项

1.一种基于增材再制造点云模型的梯度曲面分层方法，其特征在于包括如下步骤：①成形距离计算；首先认定增材再制造模型是完整的，由缺损点云和标准点云组成；将增材再制造模型进行空间网格划分，对于任意点P(x,y,z)，计算出它的网格号(m,n,q)：其中，box_size指网格宽度，xmin，ymin，zmin分别为空间点云在x,y,z方向距离基准点的最小值；计算网格(m,n,q)的质心点Pp(xx,yy,zz)，假设网格中点的个数为sum，则：建立缺损点云所处的网格(m,n,q)与标准点云所处的网格(m’,n’,q’)的对应关系，对应原则是网格号满足：m＝m’且n＝n’；并计算对应网格的质心点的欧式距离：距离d反映了缺损点云在该点处的缺损程度，也就是需要进行增材再制造的成形距离；选择dmax作为曲面分层的高度范围值；②梯度距离确定；2.1)首先确定分层数目n；考虑兼顾到增材再制造的快速性的要求，n值由下式进行估算：n＝int(dmax/hmax)+1；其中hmax为曲面分层梯度距离的最大值；2.2)然后，按照如下算法确定出点云的分层区间号num和梯度距离hλ：2.2.1)读入网格划分后的增材再制造模型，提取出缺损点云所在网格的质心数据P以及其对应的成形距离d，构建数据结构D＝[P；d；num＝NULL；hλ]；2.2.2)令i＝0，dimax＝dmax+1，输入分层数目n；2.2.3)令dimin＝(n-i)hmin，hmin为曲面分层梯度距离的最小值，遍历num值为NULL的成形距离d，如果dimin≤d<dimax，记录所对应的点P所属的分层区间号num＝i，令其分层的梯度距离为：2.2.4)令i＝i+1，dimax＝dimin，若i<n-1，返回2.2.3)；2.2.5)记录点云中num值为NULL的点，令num＝i-1，hλ＝d；③分层数据的生成；梯度分层时，真实存在的分层曲面族不需要被确切的描述出来，而只是以各曲面上的分层数据来插值表示就足够了；分层数据包括两部分：轮廓数据和轮廓内部数据；对于第i层的分层数据，其轮廓数据直接记录为分层区间号num＝i的数据点；轮廓内部数据P’(x’,y’,z’)则可由低于切层曲面(num<i)的点云采用梯度距离增长得到。