一种管材类型识别方法技术

本发明专利技术公开了一种管材类型识别方法。该方法包括以下步骤：1)读取管材的三维图；2)计算包围盒，调整管材的方向和位置；3)建立切平面，获得有用轮廓；4)获得头、尾边线群，并将其投影到XZ平面，然后根据二维图筛选获得母管类型，再提取特征点并保存；5)存储切割路径。本发明专利技术中的一种管材类型识别方法提供了一种高效识别常用管材信息和切割路径的方法，无需遍历每个平面建立拓扑关系，只需要获得头尾边线群在管长方向的投影就可以获取管材截面信息，建立管材数学模型，能够正确高效的识别出切割路径，方便后续加工作业，并且适用于圆管、方管、椭圆管等常见管材。椭圆管等常见管材。椭圆管等常见管材。

【技术实现步骤摘要】
一种管材类型识别方法


[0001]本专利技术涉及激光切割领域，特别涉及一种管材类型识别方法。

技术介绍

[0002]在用于激光管材切割的CAM软件中，往往会遇到对管材三维模型识别，尤其是复杂的管材切割路径的识别的需求，对于该类需求，一般很难做到快速高效地进行回应。
[0003]对于该类需求的通常解决方法是对三维模型中每个平面进行遍历，建立对应的拓扑关系，并进行平面的筛选、合并之后才能找到最外侧轮廓对应的刀路。而这种方法一般会比较耗时，尤其是对于复杂端面、孔的管材，由于其涉及的平面会非常多，因此识别效率往往较低。

技术实现思路

[0004]为解决上述问题，本专利技术提供了一种管材类型识别方法。
[0005]根据本专利技术的一个方面，提供了一种管材类型识别方法，包括以下步骤：
[0006]1)读取管材的三维图；
[0007]2)计算包围盒，调整管材的方向和位置；
[0008]3)建立切平面，获得有用轮廓；
[0009]4)获得头、尾边线群，并将其投影到XZ平面，然后根据二维图筛选获得母管类型，再提取特征点并保存；
[0010]5)存储切割路径。
[0011]在一些实施方式中，在步骤1)中，获得管材的三维模型中的所有平面的信息，包括管头、管尾、孔侧壁面、管内表面和管外表面的信息。其有益之处在于，描述了该步骤中所获得的三维模型中的平面的信息的范围和种类。
[0012]在一些实施方式中，在步骤2)中，包围盒为包含所有平面的最小边界盒，其中，默认包围盒的最长方向为管材拉伸方向。其有益之处在于，描述了包围盒的含义。
[0013]在一些实施方式中，在步骤2)中，在调整管材的方向和位置时，将最小包围盒管长方向的端面中心移动到零点位置，并将管长方向旋转到Y轴方向。其有益之处在于，描述了调整管材的方向和位置的具体步骤。
[0014]在一些实施方式中，在步骤3)中，建立四个切平面，使其与所有平面的轮廓相交。其有益之处在于，描述了建立切平面的具体方法。
[0015]在一些实施方式中，在步骤3)中，通过与切平面相交、交线平行Y轴以及与切平面不平行三个特征筛选各轮廓，并且选择距离Y轴较远的面为有用轮廓。其有益之处在于，描述了有用轮廓的具体特征以及获得有用轮廓的方式。
[0016]在一些实施方式中，在步骤4)中，将平面的所有边线群进行头尾相邻，并根据包围盒的Y值进行排序，Y值最大和最小的边线群即为头、尾边线群。其有益之处在于，描述了获得头、尾边线群的具体方法。
[0017]在一些实施方式中，在步骤4)中，在获得母管类型时，先筛选圆管和椭圆管，然后筛选矩形管。其有益之处在于，描述了获得母管类型的步骤。
[0018]在一些实施方式中，以二维图形的包围矩形构建一个内切椭圆，如果所有图形都包含在此内切椭圆内，则为圆管或者椭圆管，然后根据包围盒的长宽是否相等判断为圆管还是椭圆管。其有益之处在于，描述了筛选圆管和椭圆管的具体方式。
[0019]在一些实施方式中，再过原点向包围盒的四个角落均画一条射线，求出各射线和二维图形交点，如果四个交点到原点的距离都相同，则为矩形管。其有益之处在于，描述了矩形管的具体方式。
附图说明
[0020]图1为本专利技术一种实施方式的一种管材类型识别方法的流程图；
[0021]图2为图1所示一种管材类型识别方法的建立切平面的示意图；
[0022]图3为图1所示一种管材类型识别方法的获得有用轮廓的示意图；
[0023]图4为图1所示一种管材类型识别方法的筛选圆管和椭圆管的示意图；
[0024]图5为图1所示一种管材类型识别方法的筛选矩形管的示意图；
[0025]图6为图1所示一种管材类型识别方法的提取特征点的示意图。
具体实施方式
[0026]下面结合附图对本专利技术作进一步详细的说明。
[0027]如图1所示，该管材类型识别方法包括用于获取管材截面信息、建立管材数学模型并识别出切割路径，其中主要包括以下几个步骤，分别如下所述。
[0028]第一步，读取管材的三维图，从而获得管材的三维模型中的所有平面的信息，其中主要包括管头面、管尾面、孔侧壁面、管内表面和管外表面的信息等。
[0029]第二步，计算包围盒，调整管材的方向和位置。
[0030]包围盒为包含所有平面的最小边界盒，其中，默认包围盒的最长方向为管材拉伸方向。而在调整管材的方向和位置时，将最小包围盒管长方向的端面中心移动到零点位置，并将管长方向旋转到其中一个轴(取Y轴)方向，以方便提取后续的加工路径。
[0031]第三步，建立切平面，获得有用轮廓。
[0032]如图2所示，建立四个切平面，分别如下：
[0033]法向量为(0,0,BX)，过(0,0,0)的平面；
[0034]法向量为(BZ,0,BX)，过(0,0,0)的平面；
[0035]法向量为(BZ,0,0)，过(0,0,0)的平面；
[0036]法向量为(BZ,0,
‑
BX)，过(0,0,0)的平面。
[0037]其中，BX即为包围盒的X轴方向长度，BZ即为包围盒的Z轴方向长度。
[0038]而有用轮廓即为识别管材外表面时需要用到的轮廓。其中，使各个切平面与所有平面的轮廓相交，可以得到有用轮廓的三个特征，即：与切平面相交(反之则为大部分孔侧壁面)、交线平行Y轴(反之则为小部分孔侧壁面、管头面和管尾面)、与切平面不平行。
[0039]经过上述特征的筛选后，剩余的平面只有管内表面和管外表面。如图3所示，此时选择距离Y轴较远的面，即在轮廓1和轮廓2中，选择轮廓1为有用轮廓，
[0040]第四步，获得头、尾边线群，并将其投影到XZ平面，然后根据二维图筛选获得母管类型，再提取特征点并保存。
[0041]其中，将平面的所有边线群进行头尾相邻，并根据包围盒的Y值进行排序，Y值最大和最小的边线群即为头、尾边线群。
[0042]而在将头、尾边线群影到XZ平面成为二维图后，可以二维图根据二维图判断管材界面信息，从而筛选获得母管类型。其中，先筛选圆管和椭圆管，然后筛选矩形管。
[0043]在筛选圆管和椭圆管时，以二维图形的包围矩形构建一个内切椭圆，如果所有图形都包含在此内切椭圆内，则为圆管或者椭圆管，然后根据包围盒的长宽是否相等判断为圆管还是椭圆管。
[0044]如图4所示，图中外层矩形为包围矩形，中层虚线部分为内切椭圆，内层为二维图形。其中，(a)中的二维图形均在内切椭圆内并且包围盒的长宽不等，因此为椭圆管；(b)中的二维图形均在内切椭圆内并且包围盒的长宽相等，因此为圆管；而(c)和(d)中的二维图形不在内切椭圆，因此不为圆管或椭圆管。
[0045]然后，再过原点向包围盒的四个角落均画一条射线，求出各射线和二维图形交点，如果四个交点到原点的距离都相同，则为矩形管，否则为其他管型，比如U形管等。
[0046本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种管材类型识别方法，其特征在于：包括以下步骤1)读取管材的三维图；2)计算包围盒，调整管材的方向和位置；3)建立切平面，获得有用轮廓；4)获得头、尾边线群，并将其投影到XZ平面，然后根据二维图筛选获得母管类型，再提取特征点并保存；5)存储切割路径。2.根据权利要求1所述的一种管材类型识别方法，其特征在于：在步骤1)中，获得管材的三维模型中的所有平面的信息，包括管头、管尾、孔侧壁面、管内表面和管外表面的信息。3.根据权利要求2所述的一种管材类型识别方法，其特征在于：在步骤2)中，包围盒为包含所有平面的最小边界盒，其中，默认包围盒的最长方向为管材拉伸方向。4.根据权利要求3所述的一种管材类型识别方法，其特征在于：在步骤2)中，在调整管材的方向和位置时，将最小包围盒管长方向的端面中心移动到零点位置，并将管长方向旋转到Y轴方向。5.根据权利要求1所述的一种管材类型识别方法，其特征在于：在步骤3)中，建立四个切平面，使其与所有平面的轮廓相交。6....

【专利技术属性】
技术研发人员：王宇峰，贾帅，李永俊，李鹏举，
申请(专利权)人：新代科技苏州有限公司，
类型：发明
国别省市：