一种基于三维数据驱动的沙盘成形动态切片方法与流程

技术特征：
1.一种基于三维数据驱动的沙盘成形动态切片方法，其特征在于，包括以下步骤：s1、获取沙盘的数据原文件，将所述原文件格式转换为stl文件，读取所述stl文件中的数据构建stl模型；s2、对所述stl模型进行训练，得到最优切片处理方案；s3、根据最优切片处理方案，对待打印沙盘的stl模型进行分层切片处理，得到各层切片的第一轮廓数据，对所述第一轮廓数据进行预处理，保留微小特征点、剔除冗余点，得到第二轮廓数据；s4、对所述第二轮廓数据进行优化，得到曲线拟合后的第三轮廓数据，将所述第三轮廓数据转化为三维打印机器能够识别g代码，指导打印机进行逐层打印。2.如权利要求1所述的基于三维数据驱动的沙盘成形动态切片方法，其特征在于，所述s2中需要寻找最优切片处理方案包括：通过对stl模型的三角面片进行训练，得到多个方案，对多个方案进行误差与精度评测，并将评测结果按照顺序排序，选取最优切片处理方案，并将最优切片处理方案存储在切片方案数据库中，用于更新切片方案数据库。3.如权利要求2所述的基于三维数据驱动的沙盘成形动态切片方法，其特征在于，对stl模型进行训练前，需要对stl模型的所有三角面片进行分组排序。4.如权利要求3所述的基于三维数据驱动的沙盘成形动态切片方法，其特征在于，所述分组排序的依据包括沙盘成型精度、切割速度及生产成本：根据三角面片中的几何特征，对所有三角面片进行分组排序，建立第一分组关系；根据沙盘模型的高度，对所有三角面片进行分组排序，建立第二分组关系；根据沙盘模型的特点，选取待打印沙盘所需的材料，建立第三分组关系；判断第一分组关系、第二分组关系、第三分组关系的优先级，当对沙盘成型精度要求高时，第二分组关系的优先级最高；当对切割速度要求高时，第一分组关系的优先级最高；当对生产成本要求高时，第三分组关系的优先级最高。5.如权利要求4所述的基于三维数据驱动的沙盘成形动态切片方法，其特征在于，所述几何特征通过计算三角面片中顶点坐标沿切片方向投影的大小，根据投影的大小进行排序，即为第一分组关系；依据换算比例尺后沙盘模型的高度，对每个三角面片进行分组，将不同高度三角面片进行标注后排序，即为第二分组关系；根据预算及实际作用需求，选取材料中的一种或多种，形成多个方案，并对方案的预算进行排序，即为第三分组关系；依据优先级的不同，对对三角面片进行训练，得到第一轮廓数据。6.如权利要求5所述的基于三维数据驱动的沙盘成形动态切片方法，其特征在于，计算所述沙盘成型精度前需要先判断：是直线边切片还是曲线边切片，用于控制沙盘模型的表面粗糙度，根据以下公式计算表面粗糙度与切片厚度的关系：h＝2ra/|－cosα|，其中h为切片厚度，ra为沙盘表面粗糙度，当为直线边切片时：α为直线边界线的斜率，当为曲线边切片时：α为某点切线斜率。7.如权利要求1所述的基于三维数据驱动的沙盘成形动态切片方法，其特征在于，所述
s3中预处理包括：采用弦高角度法对所述第一轮廓数据种的数据点进行两次判断，先进行粗判断，若数据点的弦高小于等于第一阈值，则进行精判断，否则保留数据点，当进行精判断时，若数据点的偏角小于等于第二阈值，则删除所述数据点，否则保留数据点。8.如权利要求7所述的基于三维数据驱动的沙盘成形动态切片方法，其特征在于，对所述第二轮廓数据进行优化包括，通过简化多边形顶点，去除对切片轮廓多边形中无用的点。

技术总结
本发明公开了一种基于三维数据驱动的沙盘成形动态切片方法，包括构建STL模型，从STL模型中获取待打印沙盘的特征数据，对特征数据进行训练，得到最优切片处理方案；根据最优切片处理方案，对STL模型进行分层切片处理，得到各层切片的第一轮廓数据，对第一轮廓数据进行预处理，得到第二轮廓数据；分层切片过程中需要按照不同的分层高度自动调整各类面片中与分层高度相对应的三角面片；对第二轮廓数据进行优化，得到曲线拟合后的第三轮廓数据，将第三轮廓数据转化为三维打印机器能够识别G代码，指导打印机进行逐层打印。相比传统方法制作精准度更高，同时还可以任意放大缩小比例，同时减少了沙盘因拼接带来的误差。同时减少了沙盘因拼接带来的误差。同时减少了沙盘因拼接带来的误差。


技术研发人员：金伟余 唐晓轲 周士永 孟令金 唐德康 宋立炜 王锋 东宏兴 吴晓婷 郭瑞瑞 邓胜超 沈健 来旭辉
受保护的技术使用者：中国人民解放军陆军边海防学院
技术研发日：2021.09.07
技术公布日：2021/11/24