[发明专利]三维模型的自适应补偿方法及系统

权利要求书

1.一种三维模型的自适应补偿方法，其特征在于，包括：

步骤S1：使用CAD软件创建理论模型，将理论模型离散成理论STL模型；

步骤S2：提取理论模型的型面曲面，计算理论STL模型中每个点到理论型面的法向距离；

步骤S3：扫描实际工件，获得工件实际型面和定位点；

步骤S4：将理论STL模型中每个点补偿到实际型面上；

步骤S5：计算补偿后每个点在实际型面上的法向；

步骤S6：将补偿后的每个点按法向偏置一定距离得到实际点，该距离等于步骤S2计算的距离；

步骤S7：组合实际点，生成实际STL模型。

2.根据权利要求1所述的三维模型的自适应补偿方法，其特征在于，所述步骤S1具体包括：

理论模型由若干个参数曲面组合而成，对于每个参数曲面，设其从参数域到空间域的映射函数为f(u,v)，则参数域定义域内一点P(up,vp)通过映射函数变换得到曲面上的三维点P(xp,yp,zp)＝f(up,vp)；

针对每个参数曲面，在f(u,v)域内，取得一组点集，通过Delaunay算法划分为平面三角网格，再通过映射函数变换得到三维三角网格，组合一组三角网格生成理论STL模型。

3.根据权利要求1所述的三维模型的自适应补偿方法，其特征在于，所述步骤S2包括：生成STL模型后，一级一级循环遍历该STL模型里的facet、loop，拿到所有vertex；

其中，型面指的蒙皮零件的加工面或背板面，也是参数曲面，用CAD软件中的功能提出来。

4.根据权利要求1所述的三维模型的自适应补偿方法，其特征在于，所述步骤S3包括：通过在工件上打孔，然后用线激光扫描该孔，计算出孔中心，就得到了实际定位点坐标，相应的在理论模型的相同位置也标识出两个点，该两点就是理论定位点。

5.根据权利要求1所述的三维模型的自适应补偿方法，其特征在于，所述步骤S5包括：实际型面也是参数曲面，由线激光扫描出的点云在CAD软件中生成，参数曲面的法向计算方法如下：

设参数曲面Σ方程：

x＝x(u,v),y＝y(u,v),z＝z(u,v)

求(u,v)对应点p(x,y,z)处的法向量T(i,j,k)；

固定v，得到一条关于u的曲线，它在p处的切向量为：

固定u，得到一条关于v的曲线，它在p处的切向量为：

则点p在曲面Σ处的法向量为两切向量叉乘：

T_p＝T_u×T_v

其中，x、y、z表示点p的坐标；u、v表示p点在参数曲面Σ上的坐标；T_u、T_v分别表示p在u、v方向上的切向量，T_p表示点P在参数曲面Σ上的法向量，i、j、k分别表示T_p的向量值。

6.一种三维模型的自适应补偿系统，其特征在于，包括：

模块M1：使用CAD软件创建理论模型，将理论模型离散成理论STL模型；

模块M2：提取理论模型的型面曲面，计算理论STL模型中每个点到理论型面的法向距离；

模块M3：扫描实际工件，获得工件实际型面和定位点；

模块M4：将理论STL模型中每个点补偿到实际型面上；

模块M5：计算补偿后每个点在实际型面上的法向；

模块M6：将补偿后的每个点按法向偏置一定距离得到实际点，该距离等于步骤S2计算的距离；

模块M7：组合实际点，生成实际STL模型。