[发明专利]一种选区激光熔化制备的圆柱杆三维轮廓几何重建方法

权利要求书

1.一种选区激光熔化制备的圆柱杆三维轮廓几何重建方法，其特征在于，其包括以下步骤：

步骤1：根据选区激光熔化制造的圆柱点云数据，得到具有真实轮廓的圆柱杆三维模型，具体步骤包括：

步骤11：获得选区激光熔化制造的圆柱点云数据；

步骤12：将点云数据中过度离散的点去除，将圆柱两端剖去，提高横截面数据精度；

步骤13：进行逆向建模，获得逆向模型，即具有真实轮廓的圆柱三维模型；

步骤2：将所述三维模型进行剖切处理，获得m个横截面图片，根据图片模拟横截面轮廓的椭圆图形，得到拟合的椭圆横截面数据；

所述拟合的椭圆横截面数据包括：实际圆心o’、实际圆心o’与理想圆心o的偏移量(dx，dy)、实际坐标系x′-y′和理想坐标系x-y偏角θ、椭圆长轴长度a和椭圆短轴长度b；

具体表达式为：

令横截面轮廓上的点(x_i，y_i)(i＝1，2，...，n)，根据任意的椭圆方程为：

x²+Axy+By²+Cx+Dy+E＝0

其中，A、B、C、D、E为任意实数；

由最小二乘法原理，得到：

dx＝x₀-x

dy＝y₀-y

其中，x，y为理想圆柱横截面的圆心坐标，x₀，y₀为拟合的椭圆圆心坐标，a为椭圆长轴长度，b为椭圆短轴长度；θ为实际坐标系x′-y′和理想坐标系x-y偏角，令逆时针方向为正，dx为实际圆心o’与理想圆心o的x轴偏移量，dy为实际圆心o’与理想圆心o的y轴偏移量；

步骤3：根据拟合的椭圆横截面数据得到圆柱真实轮廓几何表征的三维实体模型，具体步骤包括：

步骤31：根据拟合的椭圆横截面数据，在坐标系0高度绘制椭圆曲线；

步骤32：根据所需重建模型横截面之间间隔，确定下一个横截面的高度并绘制椭圆曲线；

步骤33：重复步骤32，在不同高度上，圆心偏移量(dx，dy)和偏角θ确定一个实际坐标系x′-y′，根据椭圆长轴a和短轴b绘制一个椭圆曲线，直至绘制高度大于或等于模型圆柱高度；

步骤34：从下到上依次选中各个椭圆曲线，将绘制的各椭圆曲线之间平滑过渡，连接为圆柱实体，得到圆柱真实轮廓几何表征的三维实体模型。

2.根据权利要求1所述的选区激光熔化制备的圆柱杆三维轮廓几何重建方法，其特征在于：所述步骤2中横截面图片数量m根据重构精度确定。

3.根据权利要求1所述的选区激光熔化制备的圆柱杆三维轮廓几何重建方法，其特征在于：所述步骤31具体为根据拟合的椭圆横截面数据，随机选取数据，在CAD软件中从0高度开始，以世界坐标系为0高度的理想坐标系x-y，将圆心偏移量(dx，dy)作为实际坐标原点o’，同时改变坐标系x-y偏角θ，从而确定了实际坐标系x′-y′；在实际的坐标系x′-y′下，根据长短轴长度a，b绘制椭圆。

4.根据权利要求1所述的选区激光熔化制备的圆柱杆三维轮廓几何重建方法，其特征在于：所述步骤32具体为：将坐标系回归到世界坐标系，根据所需重建模型的横截面之间的间隔，确定下一个横截面的高度，将世界坐标移动到该高度，从而确定该高度上的理想坐标系x-y，用圆心偏移量(dx，dy)和偏角θ来确定某个高度的实际坐标系x′-y′，用椭圆长短轴a，b确定某个高度的椭圆曲线。

5.根据权利要求1所述的选区激光熔化制备的圆柱杆三维轮廓几何重建方法，其特征在于：所述步骤32中重建模型的横截面之间的间隔根据表征精度要求确定。

6.根据权利要求1所述的选区激光熔化制备的圆柱杆三维轮廓几何重建方法，其特征在于，所述步骤34通过CAD软件中的放样操作选中各个椭圆曲线。