[发明专利]一种在自由曲面表面共形打印多尺度电路的路径规划方法

权利要求书

1.一种在自由曲面表面共形打印多尺度电路的路径规划方法，其特征在于：以三维测量得到的曲面点云数据、电路导电布线结构上的二维点和打印参数为输入，基于k近邻法在曲面上的任意区域打印输入的电路结构，设置阈值控制打印精度，得到三维路径点集构成的打印路径，直接在自由曲面表面共形打印多尺度电路。

2.一种在自由曲面表面共形打印多尺度电路的路径规划方法，其特征在于，包括以下步骤：

步骤S1，输入点云数据、二维点及打印参数：提取三维测量得到的曲面点云数据，规划电路导电布线结构，顺序提取电路导电布线结构中的二维点，设置起点坐标、阈值、接收距离的打印参数；

步骤S2，选择打印起点并转换坐标系：选择打印起点，根据起点坐标偏移打印的二维点，移动二维点到指定区域；

步骤S3，基于k近邻法求二维点对应在曲面上的z坐标，得到三维路径点；

步骤S4，删减三维路径点：设定阈值对三维路径点进行删减操作，保留特殊点；

步骤S5，三维路径点偏置：根据曲面打印的接收距离对三维路径点进行偏置；

步骤S6，输出三维路径点集构成的打印路径：根据三维路径点集生成G代码，使用挤出打印工艺和静电打印工艺，直接在自由曲面表面共形打印多尺度电路。

3.根据权利要求2所述的一种在自由曲面表面共形打印多尺度电路的路径规划方法，其特征在于，所述的步骤S3的具体实现方法为：基于k近邻法，采用交叉验证法选择最优k值、距离度量和分类决策方法，将扫描得到的曲面点云数据作为样本数据集合，打印电路结构的平面坐标作为待测样本点，求出待测样本点最近邻的k个训练样本点的平均值，该平均值就是待测样本点投影到曲面上的z坐标，求得二维点对应的三维坐标，得到三维路径点。

4.根据权利要求2所述的一种在自由曲面表面共形打印多尺度电路的路径规划方法，其特征在于，所述的步骤S4的具体实现方法为：

4.1)从三维路径点中取出相邻的三个点k_i，k_i+1，k_i+2，判断k_i+1是否为特殊点，若k_i+1是非特殊点，则进行步骤4.2)；若k_i+1是特殊点，则保留保留k_i+1，令i=i+1，清空temp_point，重复步骤4.1)；

4.2)将k_i+1存入temp_point，设置阈值z_th，计算temp_point中的点到的最大距离z_max，当z_max≤z_th时，删除点k_i+1；当z_max＞z_th时，保留k_i+1，令i=i+1，清空temp_point；

4.3)重复步骤4.1)、4.2)，遍历所有路径点。

5.根据权利要求4所述的一种在自由曲面表面共形打印多尺度电路的路径规划方法，其特征在于，判断点k_i+1是否为特殊点的方法如下：如果点k_i，k_i+1，k_i+2在XY平面上的投影点共线，则k_i+1为图案的非特殊点；如果点k_i，k_i+1，k_i+2在XY平面上的投影点不共线，则k_i+1为图案的特殊点，令i＝i+1，清空temp_point，重新判断k_i，k_i+1，k_i+2，直至找到非特殊点。