一种基于点云切片的自由曲面喷涂路径规划方法及系统技术方案

本公开公开的一种基于点云切片的自由曲面喷涂路径规划方法及系统，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；将位置关键点进行插补拟合获得喷涂路径。通过自由曲面的点云数据，直接生成喷涂路径轨迹，而不需要对自由曲面模型进行参数化或者网格化曲面辅助造型，降低了喷涂路径规划过程的复杂度，提高了喷涂的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于点云切片的自由曲面喷涂路径规划方法及系统
本专利技术涉及路径规划
，尤其涉及一种基于点云切片的自由曲面喷涂路径规划方法及系统。
技术介绍
本部分的陈述仅仅是提供了与本公开相关的
技术介绍
信息，不必然构成在先技术。喷漆是许多行业中必不可少的一个环节。最初的喷涂方式是人工，这种喷涂方式不仅会对人的健康产生危害，而且喷涂效率不高。喷涂机器人的出现不仅可以帮助人们从这种不健康的工作中解放出来，而且可以通过好的喷涂轨迹规划算法提高喷涂质量以及喷涂效率。喷涂轨迹规划是一项复杂的任务，需要考虑许多参数，如工件的几何形状、喷枪模型、喷枪的速度和约束条件，如周期时间、油漆浪费、所需的油漆厚度、油漆厚度变化等。在过去的研究中，研究者们分别在参数化曲面和网格曲面上进行了大量的喷涂轨迹规划研究，在参数化曲面上最常用的是种子曲线偏移法，通过选择种子曲线并将其沿表面高度最小的方向进行平移来得到各条子路径，在网格曲面上最常用的是包围盒法生成喷涂路径。而在实际的生产过程中，为了减少离线编程的时间，更希望根据工件的点云模型通过喷涂路径生成算法直接得到喷涂路径本文档来自技高网...

【技术保护点】
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：/n获取自由曲面的点云数据；/n根据点云数据确定点云切片方向；/n根据点云切片方向，确定切平面与自由曲面的截交点；/n对截交点进行曲线拟合再均匀采样，获得采样点；/n根据采样点确定喷枪的位置点；/n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；/n将位置关键点进行插补拟合获得喷涂路径。/n

【技术特征摘要】
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；
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...

【专利技术属性】
技术研发人员：马昕，张亚迪，宋锐，荣学文，李贻斌，
申请(专利权)人：山东大学，
类型：发明
国别省市：山东;37