[发明专利]基于平行曲线的曲面匹配方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于平行曲线的曲面匹配方法及系统，包括：连接理论曲面上的两个定位点，创建一条在理论曲面上的测地线，称其为零号测地线；以零号测地线为基准，沿理论曲面做平行线，并对曲线进行编号；在零号测地线上做等弧长分割点；将零号测地线上的基准点投影到一号测地线上，并以该投影点为基准点做等弧长分割点；对每一条曲线进行等间距的分割，完成理论曲面上的匹配点生成；在逆向曲面上重复上述操作，生成逆向曲面上的匹配点；通过点的编号将理论曲面匹配点和逆向面匹配点进行关系映射。本发明通过采用在曲面上直接生成匹配点的方法，解决了采用优化算法求解匹配点速度慢，精度低的问题，达到了快速生成高精度匹配点的效果。

技术领域

本发明涉及平行曲线的技术领域，具体地，涉及基于平行曲线的曲面匹配方法及系统，尤其涉及一种基于平行曲线的曲面匹配算法。

背景技术

由于大型薄壁蒙皮在装夹过程中极易变形，且变形量非常大，因此若不对加工路径进行补偿，则无法切削出合格的零件。

在公告号为CN110480075B的专利文献中公开了一种基于点云数据的工件曲面轮廓补偿系统及方法及介质，包括以下模块：扫描控制模块：对实际曲面形状进行扫描，获取实际曲面形状的点云数据集合；获取实际曲面上预设定位孔对应的实际定位点坐标；理论模型处理模块：在理论曲面模型上获取理论定位点坐标；在理论曲面模型上均匀取得离散点，得到理论曲面的离散点云数据集合；映射补偿模块：根据实际曲面形状的点云数据集合、理论曲面的离散点云数据集合，通过测地线等距原理构建理论曲面和实际曲面的映射关系；根据理论曲面和实际曲面的映射关系，对理论刀路进行补偿计算得到实际加工刀路。这种方法求解匹配点的速度很慢，且算法的时间复杂度和空间复杂度都为n²，另外由于在三角网格面上计算测地线，其精度也有较大损失。

因此，需要提出一种新的技术方案以改善上述技术问题。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明的目的是提供一种基于平行曲线的曲面匹配方法及系统。

根据本发明提供的一种基于平行曲线的曲面匹配方法，所述方法包括如下步骤：

步骤S1：连接理论曲面上的两个定位点，创建一条在理论曲面上的测地线，称其为零号测地线；

步骤S2：以零号测地线为基准，沿理论曲面依次做多条平行线，平行线覆盖整个理论曲面，并对曲线进行编号；

步骤S3：以第一个定位点为基准点，在零号测地线上做等弧长分割点；

步骤S4：将零号测地线上的基准点投影到一号测地线上，在一号测地线上得到投影点，并以该投影点为基准点做等弧长分割点；

步骤S5：其他曲线也按照步骤S4中的操作，对每一条曲线进行等间距的分割，并对每一个点进行二维数组的编号，编号的方式为(线号，点号)，完成理论曲面上的匹配点生成；

步骤S6：在逆向曲面上重复上述操作，生成逆向曲面上的匹配点；

步骤S7：通过点的编号将理论曲面匹配点和逆向面匹配点进行关系映射。

优选地，所述步骤S1中的两个定位点在面的边缘部分，且两个定位点在两条相对的边上。

优选地，所述步骤S1中在CAM软件中通过两个定位点创建一条测地线，此测地线为参数面上的一条直线。

优选地，所述步骤S6中逆向曲面是通过激光扫描零件表面所得到的点云，经过曲面拟合得到。

优选地，理论曲面上的定位点与实际面上的定位点相互对应，为同一个位置点；理论定位点之间的测地线距离与实际定位点之间的测地线距离相等。

本发明还提供一种基于平行曲线的曲面匹配系统，所述系统包括如下模块：