[发明专利]一种基于组合平面切片的轨迹规划方法及产品

权利要求书

1.一种基于组合平面切片的轨迹规划方法，其特征在于，该方法包括如下步骤：

S1输入三维模型并定义组合平面，其中所述组合平面由两个以上平面组合而成，并且任意两个平面的交线相互平行，然后将所述三维模型和组合平面同时进行空间变换；

S2沿所述组合平面的法向方向以预设间距偏移所述组合平面预设次数，以此获得组合平面簇；

S3利用所述组合平面簇对所述三维模型进行切片，得到位于所述组合平面簇上的三维切片轮廓；

S4将所述三维切片轮廓映射至水平面，得到二维切片轮廓，具体包括如下子步骤：

S41将所述组合平面与该组合平面垂直面的交点依次记为C₁，C₂，...C_n-1，同时将所述组合平面与该组合平面垂直面的交线依次记为L₁，L₂，...L_n，并且所述交线对应的函数依次为Z₁＝a₁y+b₁，Z₂＝a₂y+b₂，...Z_n＝a_ny+b_n；

S42以交点C₁为中心，旋转交线L₁至Y轴负方向，以此获得第一旋转角θ₁，第一变换矩阵M₁，

θ₁＝-atan2(a₁，1)

式中，a₁为交线L₁的斜率，b₁为交线L₁的截距，y₁为交点C₁在Y轴的坐标，z₁为交点C₁在Z轴的坐标；

S43以交点C₁为中心，旋转交线L₂，L₃，...L_n，使得交线L₂位于Y轴正方向，以此获得第二旋转角θ₂，第二变换矩阵M₂，

θ₂＝-atan2(a₂，1)

式中，a₂为交线L₂的斜率，b₂为交线L₂的截距；

S44以交点C₂为中心，旋转交线L₃，L₄，...L_n，使得交线L₃位于Y轴正方向，以此获得第三旋转角θ₃，第三变换矩阵M₃，

θ₃＝-atan2(a₃，1)-θ₂

式中，a₃为交线L₃的斜率，b₃为交线L₃的截距，y₂为交点C₂在Y轴的坐标，z₂为交点C₂在Z轴的坐标；

S45以此类推，直至将交线L_n旋转至Y轴正方向，以此获得第n旋转角θ_n，第n变换矩阵M_n，

θ_n＝-atann2(a_n，1)-θ_n-1

式中，a_n为交线L_n的斜率，b_n为交线L_n的截距，y_n-1为交点C_n-1在Y轴的坐标，z_n-1为交点C_n-1在Z轴的坐标；

S46将所述三维切片轮廓上的点P(x_p，y_p，z_p)映射至水平面获得映射点P′，若y_p≤y₁，则利用下式计算映射点P′的坐标，

P′＝M₁P

若y_k-1＜y_p≤y_k，则利用下式计算映射点P′的坐标，

式中，k为交点的编号，

若y_p＞y_n-1，则利用下式计算映射点P′的坐标，

S5在所述水平面上对所述二维切片轮廓进行轨迹填充，得到二维填充轨迹；

S6将所述二维填充轨迹逆映射至所述组合平面，得到三维填充轨迹，具体包括如下子步骤：S61将所述二维填充轨迹上的一点Q′(x_q′，y_q′，z_q′)逆映射至所述组合平面上的点获得逆映射点Q，若y_q′≤y₁′，则利用下式计算逆映射点Q的坐标，

若y_k-1＜y_q′≤y_k，则利用下式计算逆映射点Q的坐标，

若y_q′＞y_n-1，则利用下式计算映射点Q的坐标，