CN107066654A - 面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法和装置 - Google Patents
面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法和装置 Download PDFInfo
- Publication number
- CN107066654A CN107066654A CN201611163619.XA CN201611163619A CN107066654A CN 107066654 A CN107066654 A CN 107066654A CN 201611163619 A CN201611163619 A CN 201611163619A CN 107066654 A CN107066654 A CN 107066654A
- Authority
- CN
- China
- Prior art keywords
- ray
- triangle
- triangular
- cloud model
- point cloud
- Prior art date
- Legal status (The legal status is an assumption and is not a legal conclusion. Google has not performed a legal analysis and makes no representation as to the accuracy of the status listed.)
- Granted
Links
- 238000000034 method Methods 0.000 title claims abstract description 70
- 238000012545 processing Methods 0.000 claims abstract description 27
- 239000013598 vector Substances 0.000 claims description 61
- 238000010276 construction Methods 0.000 claims description 18
- 238000004364 calculation method Methods 0.000 claims description 17
- 230000008569 process Effects 0.000 abstract description 21
- 238000005507 spraying Methods 0.000 description 11
- 238000010586 diagram Methods 0.000 description 7
- 238000013461 design Methods 0.000 description 4
- 230000000694 effects Effects 0.000 description 3
- 239000007921 spray Substances 0.000 description 3
- 239000011248 coating agent Substances 0.000 description 2
- 238000000576 coating method Methods 0.000 description 2
- 238000005516 engineering process Methods 0.000 description 2
- 238000002474 experimental method Methods 0.000 description 2
- 238000004519 manufacturing process Methods 0.000 description 2
- 239000000126 substance Substances 0.000 description 2
- 230000008859 change Effects 0.000 description 1
- 238000006243 chemical reaction Methods 0.000 description 1
- 238000011960 computer-aided design Methods 0.000 description 1
- 238000011161 development Methods 0.000 description 1
- 230000008451 emotion Effects 0.000 description 1
- 230000002996 emotional effect Effects 0.000 description 1
- 239000012530 fluid Substances 0.000 description 1
- 210000000245 forearm Anatomy 0.000 description 1
- 239000007789 gas Substances 0.000 description 1
- 230000036541 health Effects 0.000 description 1
- 238000009776 industrial production Methods 0.000 description 1
- 238000012986 modification Methods 0.000 description 1
- 230000004048 modification Effects 0.000 description 1
- 239000003973 paint Substances 0.000 description 1
- 238000003860 storage Methods 0.000 description 1
Classifications
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/20—Design optimisation, verification or simulation
- G06F30/23—Design optimisation, verification or simulation using finite element methods [FEM] or finite difference methods [FDM]
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06F—ELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
- G06F30/00—Computer-aided design [CAD]
- G06F30/10—Geometric CAD
- G06F30/18—Network design, e.g. design based on topological or interconnect aspects of utility systems, piping, heating ventilation air conditioning [HVAC] or cabling
-
- G—PHYSICS
- G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
- G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
- G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
- G06T17/20—Finite element generation, e.g. wire-frame surface description, tesselation
Landscapes
- Engineering & Computer Science (AREA)
- Physics & Mathematics (AREA)
- Theoretical Computer Science (AREA)
- Geometry (AREA)
- General Physics & Mathematics (AREA)
- Evolutionary Computation (AREA)
- General Engineering & Computer Science (AREA)
- Computer Hardware Design (AREA)
- Software Systems (AREA)
- Computer Graphics (AREA)
- Computer Networks & Wireless Communication (AREA)
- Computational Mathematics (AREA)
- Mathematical Analysis (AREA)
- Mathematical Optimization (AREA)
- Pure & Applied Mathematics (AREA)
- Processing Or Creating Images (AREA)
Abstract
本发明公开了一种面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法，包括步骤：给定点云模型表面的全部三角片并构建为三角片数组；构造最小包容盒；选择1个包容面作为工作面；在工作面上设定一点作为目标点并构造射线；查找被所述射线穿过的三角片并构建为三角片链表；在三角片链表之中查找距离工作面最近的三角片，并将该三角片内与射线的交点作为投射点，并将工作面上的目标点作为轨迹控制点。可以实现在固定的视角内，并且在固定的操作平面内选点，使操作简便直观，同时简化了数据处理流程，并且还可以参照CAD草图操作各种对齐，提高轨迹控制点的规范性，进而提高对应的加工质量。
Description
技术领域
本发明涉及三维工件的特定加工路径的计算机辅助设计领域，特别涉及一种面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法和装置。
背景技术
为了满足用户对产品的外观质量越来越苛刻的要求，需要在制造环节对产品外观质量起关键作用的表面涂装作业提出了更高要求。传统的表面喷涂技术都是以手工方式进行产品表面的喷涂作业，在此过程中产生的大量有害物质及气体严重影响到操作工人的身体健康及劳动情绪，并且喷涂质量受员工的技术水平、情绪等因素影响较大，因此严重制约了生产能力和产品质量。随着自动控制以及机器人技术的发展，采用喷涂机器人方式的自动喷涂工艺在工业生产领域逐渐获得了普及，并克服了上述手工方式所存在的缺点。在自动喷涂操作中，由于喷涂在产品表面的物质通常属于黏性流体介质，因此需要干燥后才能固化，并且在喷涂过程中，不得接触己喷涂的工件表面。因此适当的喷涂作业路径以及参数对喷涂料的消耗，喷涂时间以及工件表面的涂层厚度具有决定性的影响，并且适当的路径和其参数的选择能够节约成本并缩短作业时间。现有用于规划喷涂作业路径的一种典型的方法是人工示教方法，即由经验丰富的工人握住安装有固定喷枪的机器人前臂进行喷涂实验，同时由控制机器人的计算机记录下机器人各关节参数的变化，使得机器人随后能独立的重复沿原先的轨迹运动。采用这种方法而形成的喷枪轨迹是凭人工经验和实验方法获得的，每一次的工件外形的修改都需要重新由工人进行示范操作，并且所获得的轨迹并非最优工作路径。因此在产品设计阶段，根据产品的外观以及工艺的要求，自动设计最优工作路径是一件必不可缺的任务。因此根据产品外观来选择恰当的路径控制点十分重要。由于许多产品的外观设计十分复杂，只能选用三维点云模型来进行产品设计。而直接在三维点云模型上选择恰当的路径控制点过程中，由于三维点云模型无法保持固定姿态，并且也难以维护多个被选择的路径控制点之间的关系，因此这项工作非常不容易完成。
发明内容
本发明的主要目的在于提供一种面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法和装置，旨在解决直接在三维点云模型上选择恰当的路径控制点过程中，由于三维点云模型无法保持固定姿态，并且也难以维护多个被选择的路径控制点之间的关系，非常不容易完成的这一技术问题。
为实现上述目的，本发明提供的面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法，包括步骤：
使用三角形网格化处理算法确定生成给定点云模型表面的全部三角片，并将所述全部三角片构建为三角片数组；
根据所述给定点云模型在三维坐标系的最大坐标值和最小坐标值构造最小包容盒；
从所述最小包容盒的6个包容面之中选择1个包容面作为工作面；
在所述工作面上设定一点作为目标点，构造沿所述工作面的法矢方向穿过所述目标点的射线；
查找被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片，并将所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片构建为三角片链表；
在所述三角片链表之中查找距离所述工作面最近的所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片，并将所述距离所述工作面最近的所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片内与所述射线的交点作为投射点，并将所述工作面上的所述目标点作为轨迹控制点。
优选地，所述查找被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片，并将所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片构建为三角片链表的步骤包括：
判断是否遍历完所述三角片数组；
若判定还未遍历完所述三角片数组，判断所述射线是否穿过所述当前三角片；
若判定所述射线穿过所述当前三角片，将所述当前三角片加入所述三角片链表。
优选地，所述判断所述射线是否穿过所述当前三角片的步骤包括：
获取所述当前三角片的法矢；
判断所述工作面的法矢与所述当前三角片的法矢之间的夹角是否大于90度；
若所述夹角大于90度，判定所述射线没有穿过所述当前三角片；
若所述夹角小于或等于90度，继续判断所述射线是否穿过所述当前三角片。
优选地，所述继续判断所述射线是否穿过所述当前三角片的步骤包括：
沿所述工作面的法矢方向将所述当前三角片的三个顶点向所述工作面投射，获得所述三个顶点在所述工作面上一一对应的三个投影点；
将所述工作面上的所述目标点依次与三个所述投影点构造为三个矢量；
计算所述三个矢量两两之间的夹角；
判断所述夹角之和是否等于360度；
若所述夹角之和等于360度，判定所述射线穿过所述当前三角片；
若所述夹角之和不等于360度，判定所述射线没有穿过所述当前三角片。
优选地，所述三角片的链表的长度最长为20。
本发明进一步提供面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置，包括：
三角片数组构建模块，用于使用三角形网格化处理算法确定生成给定点云模型表面的全部三角片，并将所述全部三角片构建为三角片数组；
最小包容盒构造模块，用于根据所述给定点云模型在三维坐标系的最大坐标值和最小坐标值构造最小包容盒；
工作面选择模块，用于从所述最小包容盒的6个包容面之中选择1个包容面作为工作面；
射线构造模块、用于在所述工作面上设定一点作为目标点，构造沿所述工作面的法矢方向穿过所述目标点的射线；
三角片链表构建模块，用于查找被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片，并将所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片构建为三角片链表；
轨迹控制点模块、用于在所述三角片链表之中查找距离所述工作面最近的所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片，并将所述距离所述工作面最近的所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片内与所述射线的交点作为投射点，并将所述工作面上的所述目标点作为轨迹控制点。
优选地，所述三角片链表构建模块包括：
三角片数组遍历判断子模块，用于判断是否遍历完所述三角片数组；
射线穿过三角片判断子模块，用于若判定还未遍历完所述三角片数组，判断所述射线是否穿过所述当前三角片；
三角片链表追加三角片子模块，用于若判定所述射线穿过所述当前三角片，将所述当前三角片加入所述三角片链表。
优选地，所述射线穿过三角片判断子模块包括：
三角片法矢获取单元，用于获取所述当前三角片的法矢；
法矢夹角判断单元，用于判断所述工作面的法矢与所述当前三角片形的法矢之间的夹角是否大于90度；
射线未穿过三角片判定单元，用于若所述夹角大于90度，判定所述射线没有穿过所述当前三角片；
射线穿过三角片继续判断单元，用于若所述夹角小于或等于90度，继续判断所述射线是否穿过所述当前三角片。
优选地，所述射线穿过三角片继续判断单元包括：
投影点获取子单元，用于沿所述工作面的法矢方向将所述当前三角片的三个顶点向所述工作面投射，获得所述三个顶点在所述工作面上一一对应的三个投影点；
矢量构造子单元，用于将所述工作面上的所述目标点依次与三个所述投影点构造为三个矢量；
矢量夹角计算子单元，用于计算所述三个矢量两两之间的夹角；
夹角之和判断子单元，用于判断所述夹角之和是否等于360度；
射线穿过三角片判定子单元，用于若所述夹角之和等于360度，判定所述射线穿过所述当前三角片；
射线未穿过三角片判定子单元，用于若所述夹角之和不等于360度，判定所述射线没有穿过所述当前三角片。
优选地，所述三角片链表构建模块之中所构建的所述三角片的链表的长度最长为20。
本发明通过上述步骤，可以根据给定点云模型在三维坐标系的最大坐标值和最小坐标值构造的唯一的最小包容盒，并选择所述最小包容盒的一个包容面作为工作面，可以实现在固定的视角内，并且在固定的操作平面内选点，使操作简便直观，同时简化了数据处理流程，并且还可以参照CAD草图操作各种对齐，提高轨迹控制点的规范性，进而提高对应的加工质量。
并且克服了现有的传统方法的两个缺点：在2D图纸上规划轨迹点不具操作性；而在3D模型曲面上选点虽然直观,但在选点过程中无法保持固定姿态，或者无法保持姿态，并且在三维空间中难以维护多点之间的关系。采用在最小包容盒的包容面上选点的方法还达到了处理效果较好，与实际工作场景一致性更好的优点。
附图说明
图1为本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法第一实施例的流程示意图；
图2为本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法第二实施例的流程示意图；
图3为本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法第三实施例的流程示意图；
图4为本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法第四实施例的流程示意图；
图5为本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置第一实施例的的功能模块示意图；
图6为本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置第二实施例的功能模块示意图；
图7为本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置第三实施例的功能模块示意图；
图8为本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置第四实施例的功能模块示意图。
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
参照图1，图1为本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法的第一实施例的流程示意图。
步骤S1、构建三角片数组。
即使用三角形网格化处理算法确定生成给定点云模型表面的全部三角片，并将所述全部三角片构建为三角片数组。
步骤S2、构造最小包容盒。
即根据所述给定点云模型在三维坐标系的最大坐标值和最小坐标值构造最小包容盒。
步骤S3、选择工作面。
即从所述最小包容盒的6个包容面之中选择1个包容面作为工作面。
步骤S4、设定目标点并构造射线。
即在所述工作面上设定一点作为目标点，构造沿所述工作面的法矢方向穿过所述目标点的射线。
步骤S5、构造三角片链表。
即查找被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片，并将所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片构建为三角片链表。
步骤S6、查找距离工作面最近的三角片，将工作面上的所述目标点作为轨迹控制点。
即在所述三角片链表之中查找距离所述工作面最近的所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片，并将所述距离所述工作面最近的所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片内与所述射线的交点作为投射点，并将所述工作面上的所述目标点作为轨迹控制点
通过上述步骤，可以根据给定点云模型在三维坐标系的最大坐标值和最小坐标值构造的唯一的最小包容盒，并选择所述最小包容盒的一个包容面作为工作面，可以实现在固定的视角内，并且在固定的操作平面内选点，使操作简便直观，同时简化了数据处理流程，并且还可以参照CAD草图操作各种对齐，提高轨迹控制点的规范性，进而提高对应的加工质量。
并且克服了现有的传统方法的两个缺点：在2D图纸上规划轨迹点不具操作性；而在3D模型曲面上选点虽然直观,但在选点过程中无法保持固定姿态，或者无法保持姿态，并且在三维空间中难以维护多点之间的关系。采用在最小包容盒的包容面上选点的方法还达到了处理效果较好，与实际工作场景一致性更好的优点。
参照图2，图2为本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法的第二实施例的流程示意图。如图2所示，基于上述图1的实施例，所述步骤S5、构造三角片链表包括：
步骤S51、是否遍历完三角片数组。
即判断是否遍历完所述三角片数组。如果判定遍历完所述三角片数组，则执行步骤S6，否则更新当前三角片并执行步骤S52。
步骤S52、射线是否穿过当前三角片。
即若判定还未遍历完所述三角片数组，判断所述射线是否穿过所述当前三角片。如果判定所述射线穿过所述当前三角片，则执行步骤S53；如果判定所述射线未穿过所述当前三角片，则执行步骤S51。
步骤S53、将当前三角片加入三角片链表。
即若判定所述射线穿过所述当前三角片，将所述当前三角片加入所述三角片链表。
通过上述步骤所采用的遍历三维点云模型表面的所有三角片的方法，将容易查找处被所述射线穿过的所有三角片，而且不会有遗漏。并且该方法容易用算法程序实现，使处理过程简便直观，同时简化了数据处理流程，具有较好的可操作性。
参照图3，图3为本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法的第三实施例的流程示意图。如图3所示，基于上述图2的实施例，在所述步骤S52、包括：
S521、获取当前三角片的法矢。
即获取所述当前三角片的法矢。
S522、判断工作面与当前三角片之间的法矢夹角是否大于90度。
即判断所述工作面的法矢与所述当前三角片的法矢之间的夹角是否大于90度。若判定所述夹角大于90度，则执行步骤S523；若判定所述夹角小于或等于90度，则执行步骤S524。
S523、判定射线没有穿过当前三角片。
即若所述夹角大于90度，判定所述射线没有穿过所述当前三角片，然后执行步骤S51。
S524、继续判断射线是否穿过当前三角片。
即若所述夹角小于或等于90度，继续判断所述射线是否穿过所述当前三角片。若判定所述射线穿过所述当前三角片，则执行步骤S53；若判定所述射线没有穿过所述当前三角片，则执行步骤S51。
通过判断所述工作面的法矢与所述当前三角片的法矢之间的夹角是否大于90度，可以将所述夹角大于90度的的三角片从候选三角片之中过滤掉，避免了这些被过滤掉的三角片在后续的判定射线是否穿过三角片的计算，节省了计算时间和计算资源，降低了计算复杂度，提高了处理的效率。并且法矢的计算方法相对简单，容易用算法程序实现，其结果准确可靠，因此简化了数据处理流程，具有较好的可操作性。
参照图4，图4为本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法的第四实施例的流程示意图。如图4所示，基于上述图3的实施例，所述步骤S524、继续判断射线是否穿过当前三角片包括：
S5241、获得当前三角片的三个顶点在工作面上对应的三个投影点。
即沿所述工作面的法矢方向将所述当前三角片的三个顶点向所述工作面投射，获得所述三个顶点在所述工作面上一一对应的三个投影点。
S5242、构造三个矢量。
即将所述工作面上的所述目标点依次与三个所述投影点构造为三个矢量。
S5243、计算三个矢量两两之间的夹角。
即计算所述三个矢量两两之间的夹角。
S5244、判断夹角之和是否等于360度。
即判断所述夹角之和是否等于360度。若判定夹角之和等于360度，则可以判定所述射线穿过所述当前三角片，执行步骤S5245；若判定夹角之和不等于360度，则可以判定所述射线没有穿过所述当前三角片，执行步骤S5246。
S5245、判定射线穿过当前三角片。
即若所述夹角之和等于360度，判定所述射线穿过所述当前三角片，接着执行步骤S53。
S5246、判定射线没有穿过当前三角片。
即若所述夹角之和不等于360度，判定所述射线没有穿过所述当前三角片，接着执行步骤S51。
通过上述步骤可以将判定射线是否穿过三角片的计算从三角片的平面映射到操作面，降低了计算的复杂度，使算法程序更加简洁，其计算结果准确可靠，因此具有较好的可操作性。
进一步，基于上述图1至图4的实施例，所述三角片的链表的长度最长为20。。
通过设定三角片的链表的长度，使计算所述射线穿过所述当前三角片的数目限制在20，确保了算法程序的可执行性。
上述本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法的第一实施例中的面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法可以由本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置的第一实施例所提供的面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置来实现。
参照图5，图5为本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置的第一实施例提供一种面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置，所述装置包括：
三角片数组构建模块10，用于使用三角形网格化处理算法确定生成给定点云模型表面的全部三角片，并将所述全部三角片构建为三角片数组。
最小包容盒构造模块20，用于根据所述给定点云模型在三维坐标系的最大坐标值和最小坐标值构造最小包容盒。
工作面选择模块30，用于从所述最小包容盒的6个包容面之中选择1个包容面作为工作面。
射线构造模块40、用于在所述工作面上设定一点作为目标点，构造沿所述工作面的法矢方向穿过所述目标点的射线。
三角片链表构建模块50，用于查找被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片，并将所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片构建为三角片链表。
轨迹控制点模块60、用于在所述三角片链表之中查找距离所述工作面最近的所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片，并将所述距离所述工作面最近的所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片内与所述射线的交点作为投射点，并将所述工作面上的所述目标点作为轨迹控制点。
通过上述模块，可以根据给定点云模型在三维坐标系的最大坐标值和最小坐标值构造的唯一的最小包容盒，并选择所述最小包容盒的一个包容面作为工作面，可以实现在固定的视角内，并且在固定的操作平面内选点，使操作简便直观，同时简化了数据处理流程，并且还可以参照CAD草图操作各种对齐，提高轨迹控制点的规范性，进而提高对应的加工质量。
并且克服了现有的传统方法的两个缺点：在2D图纸上规划轨迹点不具操作性；而在3D模型曲面上选点虽然直观,但在选点过程中无法保持固定姿态，或者无法保持姿态，并且在三维空间中难以维护多点之间的关系。采用在最小包容盒的包容面上选点的方法还达到了处理效果较好，与实际工作场景一致性更好的优点。
上述本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法的第二实施例中的面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法可以由本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置的第二实施例所提供的面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置来实现。
参照图6，本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置的第二实施例提供一种面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置，基于上述图5所示的实施例，所述三角片链表构建模块50包括：
三角片数组遍历判断子模块510，用于判断是否遍历完所述三角片数组。
即三角片数组遍历判断子模块510判断是否遍历完所述三角片数组。如果判定遍历完所述三角片数组，则射线穿过三角片判断子模块520判断所述射线是否穿过所述当前三角片，否则三角片链表追加三角片子模块530将所述当前三角片加入所述三角片链表。
射线穿过三角片判断子模块520，用于若判定还未遍历完所述三角片数组，判断所述射线是否穿过所述当前三角片。
三角片链表追加三角片子模块530，用于若判定所述射线穿过所述当前三角片，将所述当前三角片加入所述三角片链表。
通过上述模块所采用的遍历三维点云模型表面的所有三角片的方法，将容易查找处被所述射线穿过的所有三角片，而且不会有遗漏。并且容易用算法程序实现，使处理过程简便直观，同时简化了数据处理流程，具有较好的可操作性。
上述本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法的第三实施例中的面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法可以由本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置的第三实施例所提供的面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置来实现。
参照图7，本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置的第三实施例提供一种面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置，基于上述图6所示的实施例，所述射线穿过三角片判断子模块520包括：
三角片法矢获取单元521，用于获取所述当前三角片的法矢。
法矢夹角判断单元522，用于判断所述工作面的法矢与所述当前三角片的法矢之间的夹角是否大于90度。
即判断所述工作面的法矢与所述当前三角片的法矢之间的夹角是否大于90度。若判定所述夹角大于90度，则射线未穿过三角片判定单元523判定所述射线没有穿过所述当前三角片；若判定所述夹角小于或等于90度，则射线穿过三角片继续判断单元524继续判断所述射线是否穿过所述当前三角片。
射线未穿过三角片判定单元523，用于若所述夹角大于90度，判定所述射线没有穿过所述当前三角片。
射线穿过三角片继续判断单元524，用于若所述夹角小于或等于90度，继续判断所述射线是否穿过所述当前三角片。
通过判断所述工作面的法矢与所述当前三角片的法矢之间的夹角是否大于90度，可以将所述夹角大于90度的的三角片从候选三角片之中过滤掉，避免了这些被过滤掉的三角片在后续的判定射线是否穿过三角片的计算，节省了计算时间和计算资源，降低了计算复杂度，提高了处理的效率。并且法矢的计算方法相对简单，容易用算法程序实现，其结果准确可靠，因此简化了数据处理流程，具有较好的可操作性。
上述本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法的第四实施例中的面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法可以由本发明面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置的第四实施例所提供的面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置来实现。
参照图8，本发明报价单处理装置的第三实施例提供一种报价单处理装置，基于上述图7所示的实施例，所述射线穿过三角片继续判断单元524包括：
投影点获取子单元5241，用于沿所述工作面的法矢方向将所述当前三角片的三个顶点向所述工作面投射，获得所述三个顶点在所述工作面上一一对应的三个投影点。
矢量构造子单元5242，用于将所述工作面上的所述目标点依次与三个所述投影点构造为三个矢量。
矢量夹角计算子单元5243，用于计算所述三个矢量两两之间的夹角。
夹角之和判断子单元5244，用于判断所述夹角之和是否等于360度。
即判断所述夹角之和是否等于360度。若判定夹角之和等于360度，可以判定所述射线穿过所述当前三角片，射线穿过三角片判定子单元5245判定所述射线穿过所述当前三角片；若判定夹角之和不等于360度，则可以判定所述射线没有穿过所述当前三角片，射线未穿过三角片判定子单元5246判定所述射线没有穿过所述当前三角片。
射线穿过三角片判定子单元5245，用于若所述夹角之和等于360度，判定所述射线穿过所述当前三角片。
射线未穿过三角片判定子单元5246，用于若所述夹角之和不等于360度，判定所述射线没有穿过所述当前三角片。
因此可以实现将判定射线是否穿过三角片的计算从三角片的平面映射到操作面，降低了计算的复杂度，使算法程序更加简洁，其计算结果准确可靠，因此具有较好的可操作性。
进一步，基于上述图5至图8的实施例，所述三角片链表构建模块50之中所构建的所述三角片的链表的长度最长为20。
通过设定三角片的链表的长度，使计算所述射线穿过所述当前三角片的数目限制在20，确保了算法程序的可执行性。
需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
显然，本领域的技术人员应该明白，上述的本发明的各模块单元或各步骤可以用通用的计算装置来实现，可选地，它们可以用计算装置可执行的程序代码来实现，从而，可以将它们存储在存储装置中由计算装置来执行，并且在某些情况下，可以以不同于此处的顺序执行所示出或描述的步骤，或者将它们分别制作成各个集成电路模块，或者将它们中的多个模块或步骤制作成单个集成电路模块来实现。这样，本发明不限制于任何特定的硬件和软件结合。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端设备(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (10)
1.面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法，其特征在于，包括步骤：
使用三角形网格化处理算法确定生成给定点云模型表面的全部三角片，并将所述全部三角片构建为三角片数组；
根据所述给定点云模型在三维坐标系的最大坐标值和最小坐标值构造最小包容盒；
从所述最小包容盒的6个包容面之中选择1个包容面作为工作面；
在所述工作面上设定一点作为目标点，构造沿所述工作面的法矢方向穿过所述目标点的射线；
查找被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片，并将所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片构建为三角片链表；
在所述三角片链表之中查找距离所述工作面最近的所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片，并将所述距离所述工作面最近的所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片内与所述射线的交点作为投射点，并将所述工作面上的所述目标点作为轨迹控制点。
2.如权利要求1所述的面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法，其特征在于，所述查找被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片，并将所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片构建为三角片链表的步骤包括：
判断是否遍历完所述三角片数组；
若判定还未遍历完所述三角片数组，判断所述射线是否穿过所述当前三角片；
若判定所述射线穿过所述当前三角片，将所述当前三角片加入所述三角片链表。
3.如权利要求2所述的面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法，其特征在于，所述判断所述射线是否穿过所述当前三角片的步骤包括：
获取所述当前三角片的法矢；
判断所述工作面的法矢与所述当前三角片的法矢之间的夹角是否大于90度；
若所述夹角大于90度，判定所述射线没有穿过所述当前三角片；
若所述夹角小于或等于90度，继续判断所述射线是否穿过所述当前三角片。
4.如权利要求3所述的面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法，其特征在于，所述继续判断所述射线是否穿过所述当前三角片的步骤包括：
沿所述工作面的法矢方向将所述当前三角片的三个顶点向所述工作面投射，获得所述三个顶点在所述工作面上一一对应的三个投影点；
将所述工作面上的所述目标点依次与三个所述投影点构造为三个矢量；
计算所述三个矢量两两之间的夹角；
判断所述夹角之和是否等于360度；
若所述夹角之和等于360度，判定所述射线穿过所述当前三角片；
若所述夹角之和不等于360度，判定所述射线没有穿过所述当前三角片。
5.如权利要求1至4所述的面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法，其特征在于，所述三角片的链表的长度最长为20。
6.面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置，其特征在于，包括：
三角片数组构建模块，用于使用三角形网格化处理算法确定生成给定点云模型表面的全部三角片，并将所述全部三角片构建为三角片数组；
最小包容盒构造模块，用于根据所述给定点云模型在三维坐标系的最大坐标值和最小坐标值构造最小包容盒；
工作面选择模块，用于从所述最小包容盒的6个包容面之中选择1个包容面作为工作面；
射线构造模块、用于在所述工作面上设定一点作为目标点，构造沿所述工作面的法矢方向穿过所述目标点的射线；
三角片链表构建模块，用于查找被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片，并将所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片构建为三角片链表；
轨迹控制点模块、用于在所述三角片链表之中查找距离所述工作面最近的所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片，并将所述距离所述工作面最近的所述被所述射线穿过的所述给定点云模型表面的三角片内与所述射线的交点作为投射点，并将所述工作面上的所述目标点作为轨迹控制点。
7.如权利要求6所述的面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置，其特征在于，所述三角片链表构建模块包括：
三角片数组遍历判断子模块，用于判断是否遍历完所述三角片数组；
射线穿过三角片判断子模块，用于若判定还未遍历完所述三角片数组，判断所述射线是否穿过所述当前三角片；
三角片链表追加三角片子模块，用于若判定所述射线穿过所述当前三角片，将所述当前三角片加入所述三角片链表。
8.如权利要求7所述的面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置，其特征在于，所述射线穿过三角片判断子模块包括：
三角片法矢获取单元，用于获取所述当前三角片的法矢；
法矢夹角判断单元，用于判断所述工作面的法矢与所述当前三角片的法矢之间的夹角是否大于90度；
射线未穿过三角片判定单元，用于若所述夹角大于90度，判定所述射线没有穿过所述当前三角片；
射线穿过三角片继续判断单元，用于若所述夹角小于或等于90度，继续判断所述射线是否穿过所述当前三角片。
9.如权利要求8所述的面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置，其特征在于，所述射线穿过三角片继续判断单元包括：
投影点获取子单元，用于沿所述工作面的法矢方向将所述当前三角片的三个顶点向所述工作面投射，获得所述三个顶点在所述工作面上一一对应的三个投影点；
矢量构造子单元，用于将所述工作面上的所述目标点依次与三个所述投影点构造为三个矢量；
矢量夹角计算子单元，用于计算所述三个矢量两两之间的夹角；
夹角之和判断子单元，用于判断所述夹角之和是否等于360度；
射线穿过三角片判定子单元，用于若所述夹角之和等于360度，判定所述射线穿过所述当前三角片；
射线未穿过三角片判定子单元，用于若所述夹角之和不等于360度，判定所述射线没有穿过所述当前三角片。
10.如权利要求6至9所述的面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取装置，其特征在于，所述三角片链表构建模块之中所构建的所述三角片的链表的长度最长为20。
Priority Applications (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611163619.XA CN107066654B (zh) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | 面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法和装置 |
Applications Claiming Priority (1)
| Application Number | Priority Date | Filing Date | Title |
|---|---|---|---|
| CN201611163619.XA CN107066654B (zh) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | 面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法和装置 |
Publications (2)
| Publication Number | Publication Date |
|---|---|
| CN107066654A true CN107066654A (zh) | 2017-08-18 |
| CN107066654B CN107066654B (zh) | 2020-03-10 |
Family
ID=59618904
Family Applications (1)
| Application Number | Title | Priority Date | Filing Date |
|---|---|---|---|
| CN201611163619.XA Expired - Fee Related CN107066654B (zh) | 2016-12-15 | 2016-12-15 | 面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法和装置 |
Country Status (1)
| Country | Link |
|---|---|
| CN (1) | CN107066654B (zh) |
Cited By (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108153244A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-06-12 | 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司 | 一种基于ros平台的机器人喷涂轨迹生成方法 |
| CN113378324A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-10 | 广东科学技术职业学院 | 基于夹角法的面向曲面零件测量点的网格面片检索方法 |
| CN115908425A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-04-04 | 四川大学 | 一种基于边缘检测的堆石级配信息检测方法 |
Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102490081A (zh) * | 2011-11-14 | 2012-06-13 | 华中科技大学 | 基于球头铣削加工的工件三维表面形貌的仿真方法 |
| CN103279980A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-09-04 | 西安理工大学 | 基于点云数据的树叶建模方法 |
| CN105354880A (zh) * | 2015-10-15 | 2016-02-24 | 东南大学 | 一种基于线激光扫描的喷砂机器人自动路径生成方法 |
-
2016
- 2016-12-15 CN CN201611163619.XA patent/CN107066654B/zh not_active Expired - Fee Related
Patent Citations (3)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN102490081A (zh) * | 2011-11-14 | 2012-06-13 | 华中科技大学 | 基于球头铣削加工的工件三维表面形貌的仿真方法 |
| CN103279980A (zh) * | 2013-05-08 | 2013-09-04 | 西安理工大学 | 基于点云数据的树叶建模方法 |
| CN105354880A (zh) * | 2015-10-15 | 2016-02-24 | 东南大学 | 一种基于线激光扫描的喷砂机器人自动路径生成方法 |
Non-Patent Citations (3)
| Title |
|---|
| GUOLEI WANG等: "《A new point cloud slicing based path planning algorithm for robotic spray painting》", 《2015 IEEE INTERNATIONAL CONFERENCE ON ROBOTICS AND BIOMIMETICS (ROBIO)》 * |
| 刘铁成: "《喷涂机器人轨迹规划研究》", 《中国优秀硕士学位论文全文数据库 信息科技辑》 * |
| 孙国朋等: "《基于点云处理技术的喷涂机器人喷枪轨迹生成研究》", 《机械设计与制造》 * |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108153244A (zh) * | 2017-12-31 | 2018-06-12 | 芜湖哈特机器人产业技术研究院有限公司 | 一种基于ros平台的机器人喷涂轨迹生成方法 |
| CN113378324A (zh) * | 2021-06-30 | 2021-09-10 | 广东科学技术职业学院 | 基于夹角法的面向曲面零件测量点的网格面片检索方法 |
| CN115908425A (zh) * | 2023-02-14 | 2023-04-04 | 四川大学 | 一种基于边缘检测的堆石级配信息检测方法 |
| CN115908425B (zh) * | 2023-02-14 | 2023-06-30 | 四川大学 | 一种基于边缘检测的堆石级配信息检测方法 |
Also Published As
| Publication number | Publication date |
|---|---|
| CN107066654B (zh) | 2020-03-10 |
Similar Documents
| Publication | Publication Date | Title |
|---|---|---|
| US11059174B2 (en) | System and method of controlling obstacle avoidance of robot, robot and storage medium | |
| CN101791801B (zh) | 工业机器人运动规划与性能测试系统及其实现方法 | |
| CN107972034A (zh) | 一种基于ros平台的复杂工件轨迹规划仿真系统 | |
| Mark et al. | Optimisation of robotised sealing stations in paint shops by process simulation and automatic path planning | |
| CN107066654A (zh) | 面向点云模型的包容盒面的轨迹控制点拾取方法和装置 | |
| Wang et al. | A new point cloud slicing based path planning algorithm for robotic spray painting | |
| CN116604212A (zh) | 一种基于面阵结构光的机器人焊缝识别方法和系统 | |
| CN110142748A (zh) | 一种适用于喷涂焊接行业的机器人快速示教系统及方法 | |
| Fang et al. | A novel model-based welding trajectory planning method for identical structural workpieces | |
| Sheng et al. | A rapid virtual assembly approach for 3D models of production line equipment based on the smart recognition of assembly features | |
| CN110955859A (zh) | 一种基于预定飞行轨的实际飞行轨道气动参数的计算方法 | |
| Tang et al. | Quasi-developable mesh surface interpolation via mesh deformation | |
| Lettori et al. | Implementation and virtual assessment of a non-uniform cylindrical slicing algorithm for robot-based additive manufacturing | |
| CN114474741A (zh) | 一种多轴无支撑3d打印曲面切片方法、装置和服务器 | |
| Lyu et al. | Tool-path generation for industrial robotic surface-based application | |
| CN108920785A (zh) | 一种复杂单体模型规则化建模方法及系统 | |
| CN116206026B (zh) | 轨迹信息处理方法、装置、计算机设备和可读存储介质 | |
| CN113359693A (zh) | 机器人作业方法、装置、设备和存储介质 | |
| KR101845079B1 (ko) | 대상물의 cad 형상을 이용한 로봇의 위치 및 트래킹 경로 생성 방법 | |
| Zhu et al. | An integrated simulation method for product design based on part semantic model | |
| CN115481489A (zh) | 基于增强现实的白车身与生产线适配性验证系统及方法 | |
| Wu et al. | Tools and equipment modelling for interactive assembling operating in a virtual environment | |
| Zhong et al. | Solid modelling in a virtual reality environment | |
| CN111968209A (zh) | 一种模型的渲染方法、装置、设备及存储介质 | |
| TWI856570B (zh) | 加工路徑規劃模擬裝置以及方法 |
Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| PB01 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee | ||
| CF01 | Termination of patent right due to non-payment of annual fee |
Granted publication date: 20200310 |