[发明专利]一种基于点云切片的自由曲面喷涂路径规划方法及系统

权利要求书

1.一种基于点云切片的自由曲面喷涂路径规划方法，其特征在于，包括：

获取自由曲面的点云数据；

根据点云数据确定点云切片方向；

根据点云切片方向，确定切平面与自由曲面的截交点；

对截交点进行曲线拟合再均匀采样，获得采样点；

根据采样点确定喷枪的位置点；

基于单调链的路径顺滑方法，从喷枪的位置点中提取位置关键点；

基于单调链的路径顺滑方法，从喷枪的位置点中提取位置关键点的具体过程为：

S61:通过位置点构建路径点的有序集合，构建的集合中路径点的顺序按照其对应的采样点在轴正方向的排序顺序进行排列；

S62：指针首先指向集合中的第2个元素；

S63：计算指针指向的当前元素与前一个元素在轴方向上坐标值的差值记作，若，则将当前元素的上一元素标记为断点，进入S64，否则进入S65；

S64：将指针前进一个位置，比较指针指向的当前元素与当前断点在轴方向上坐标值的差值记作，若，则重复S64；否则进入S65；

S65：将指针指向的当前元素标记为保留，且指针前进一个位置；

S66：重复S63，直到指针指完集合中所有元素；

提取所有标记为保留的元素即可得到位置关键点，该位置关键点无回转的路径点，将这些路径点进行插值拟合便可得到无回转的喷涂路径；

将位置关键点进行插补拟合获得喷涂路径。

2.如权利要求1所述的一种基于点云切片的自由曲面喷涂路径规划方法，其特征在于，基于主成分分析法对点云数据进行分析，选取点云特征最明显的方向为点云切片方向。

3.如权利要求1所述的一种基于点云切片的自由曲面喷涂路径规划方法，其特征在于，对点云数据进行坐标系转换，将基坐标系下的点云数据转换为以点云质心为原点，点云的三个主特征向量为坐标轴的点云质心坐标系下的点云信息，根据点云质心坐标系下的点云信息确定切平面与自由曲面的截交点。

4.如权利要求1所述的一种基于点云切片的自由曲面喷涂路径规划方法，其特征在于，利用求交法确定切平面与自由曲面的截交点。

5.如权利要求1所述的一种基于点云切片的自由曲面喷涂路径规划方法，其特征在于，采用NURBS曲线对截交点进行曲线拟合，在拟合曲线的节点向量区间的最大值和最小值之间，均匀插值获得采样点。

6.如权利要求1所述的一种基于点云切片的自由曲面喷涂路径规划方法，其特征在于，根据采样点确定喷枪的位置点的过程为：确定各采样点的法向量，将采样点沿各自的法向量偏置设定的喷涂高度，获得喷枪的位置点。