CN112036041A - 一种3dp工艺中stl模型渗透误差综合补偿方法 - Google Patents
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Abstract
本发明为一种3DP工艺中STL模型渗透误差综合补偿方法，该方法的过程是：拿到打印的STL模型后首先进行渗透误差相关参数设定，再进行Z方向渗透误差计算补偿，获得Z方向渗透误差补偿量，利用Z方向渗透误差补偿量对模型进行补偿，得到Z向补偿后的STL模型；在Z向补偿后的STL模型的基础上进行预分层处理得到当前STL模型分层面数据信息的线框模型；对分层处理后的线框模型进行XY方向渗透误差计算补偿获得XY方向渗透误差分层补偿量，利用该分层补偿量进行XY方向渗透误差补偿，得到XY向补偿后的线框模型；之后对XY向补偿后的线框模型进行插值补偿得到最终的线框模型。减少了渗透误差对打印模型质量的影响。
Description
技术领域
本发明涉及一种3DP工艺中STL模型渗透误差综合补偿方法。
背景技术
3DP工艺首先通过离散的方式将要进行打印的模型切片化，然后将每一层中需要打印的路径输入到计算机中，通过计算机控制打印机的逐层打印。由于成型工艺的不同，所以相对于传统的制造工艺，3DP工艺包括了三维模型建造、切片化、逐层打印、后处理等工艺。但是受打印工艺的限制，3DP工艺的质量会受到多方面因素的影响，其打印精度不高，打印制件的误差较大。为了减小打印误差，提高制件精度，国内外学者进行了大量相关研究。
目前大部分3DP工艺使用STL格式的文件进行样件制造。STL文件格式是CAD模型的离散表示，该模型使用三角面片来拟合模型曲面，但是STL文件并没有保留完整的CAD模型的几何信息，这就导致在三角面片贴合模型曲面时会产生近似误差，模型曲面曲率越高，STL模型误差越大。为了消除STL模型自身性质带来的近似误差，国内外研究大致可分为两个方向：一、不采用STL模型，直接使用CAD几何图形加工模型；二、根据模型的不同特征，对STL模型进行自适应分层。这两类打印模型的处理办法可以很大程度上减少STL拟合CAD模型过程中带来的误差。
基于微滴喷射的3DP工艺过程中粘结剂渗透误差是影响打印精度的一个非常重要的因素。但是现有补偿技术均未考虑渗透误差的影响及补偿。
对STL模型自身性质带来的近似误差，国内外学者的研究已经比较成熟，但针对微滴喷射3DP工艺粘结剂渗透误差的补偿处理，国内相关研究相对比较欠缺。本发明将从微滴喷射3DP工艺的渗透误差方面入手，在打印前对渗透误差进行预测，并对STL模型进行处理，事先补偿渗透误差。
发明内容
针对现有技术的不足，本发明拟解决的技术问题是，提供一种3DP工艺中STL模型渗透误差综合补偿方法。针对渗透误差进行补偿计算时，首先对Z方向渗透误差分量提出了基于点偏移的Z方向渗透误差分量补偿方式，可以补偿大部分Z向误差分量；之后再对XY方向误差分量提出了基于分层采样点偏移的XY方向渗透误差分量补偿方式。经过两次补偿计算，实现了在打印前对渗透误差做出相应的预测并对STL模型进行相应的补偿，减少了渗透误差对于打印模型的质量影响，提高了模型的打印精度。
本发明解决所述技术问题采用的技术方案是：
一种3DP工艺中STL模型渗透误差综合补偿方法，其特征在于，该方法包括Z方向渗透误差计算补偿、XY方向渗透误差计算补偿、线框插值补偿过程；
拿到打印的STL模型后首先进行渗透误差相关参数设定，再进行Z方向渗透误差计算补偿，获得Z方向渗透误差补偿量，利用Z方向渗透误差补偿量对模型进行补偿，得到Z向补偿后的STL模型；
在Z向补偿后的STL模型的基础上进行预分层处理得到当前STL模型分层面数据信息的线框模型；
对分层处理后的线框模型进行XY方向渗透误差计算补偿获得XY方向渗透误差分层补偿量，利用该分层补偿量进行XY方向渗透误差补偿，得到XY向补偿后的线框模型；
之后对XY向补偿后的线框模型进行插值补偿得到最终的线框模型。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：
本发明的实质性特点是：本发明针对渗透误差进行补偿，先后进行的三种补偿技术(Z方向补偿、XY方向补偿、插值补偿)进行误差补偿，减少了渗透误差对打印模型质量的影响，提高了打印精度。
目前大多数针对渗透误差的补偿办法为抽壳或者线框收缩等方法，对于全部三角面片采用相同的补偿办法，补偿效果较差。本申请针对渗透误差的各向异性进行补偿，从而提高补偿效率以及补偿效果。
由于空间点偏移算法较为复杂，空间点移动后会涉及到三角面片的交叉、重叠、变形、产生多边形等多种复杂的错误情况，所以本申请将渗透误差补偿分解成为Z方向与XY方向两个误差分量分别进行补偿，实现降低算法复杂度。
针对Z方向渗透误差分量使用基于点偏移的误差补偿方式，将STL模型全部点建立拓扑关系，然后根据每个点相应的点面关系将点沿Z轴进行移动，移动过程不会破坏原有STL模型的完整性，避免了三角面片交叉、重叠以及裂缝等相关的错误，在保证精度的前提下提高计算效率。
针对XY方向渗透误分量使用分层采样点偏移的误差补偿方式，在分层过程中进行分层采样点的偏移补偿，将分层与补偿两个步骤结合起来，减少对全部数据的遍历次数，大大提升了计算效率。
附图说明
图1为本发明补偿方法的流程示意图；
图2为Z方向误差补偿模型；
图3为STL模型分层原理示意图；
图4为本发明补偿方法中分层补偿量的示意图；
图5为相邻线段长度对插值的影响结果图，其中a为相邻线段满足要求时插值补偿结果，b为相邻线段不满足要求时插值补偿结果；
图6为插值方向判断结果图，图中a为目标线段斜率较小时插值结果，b为目标线段斜率较大时插值结果；
图7线框插值补偿过程示意图；
图8为自适应牛顿插值补偿示意图。
具体实施方式
下面结合实施例及附图进一步解释本发明，但并不以此作为对本申请保护范围的限定。
本发明一种3DP工艺中STL模型误差综合补偿方法，包括Z方向渗透误差计算补偿、XY方向渗透误差补偿、线框插值补偿；
拿到打印的STL模型后首先进行参数设定(打印层厚、Z方向渗透误差、XY方向渗透误差)，之后进行Z方向渗透误差计算和补偿，在Z方向渗透误差补偿后的基础上进行分层，根据分层处理得到当前STL模型层面数据信息，再对该数据进行XY方向渗透误差计算得到XY方向渗透误差补偿分层补偿量，以分层补偿量为依据进行分层及XY方向渗透误差补偿(边分层边XY补偿处理)，得到XY方向渗透误差补偿后的线框模型，最后将线框模型进行插值补偿得到最终的高精度线框CLI模型。
Z方向渗透误差计算补偿用于计算不同工况下(不同工况指打印层厚，砂床致密度，粘结剂选用等打印条件的不相同)STL模型打印后Z方向渗透误差补偿量，补偿设定工况下STL模型打印后Z方向渗透误差；
XY方向渗透误差计算补偿用于计算STL模型打印后XY方向渗透误差分层补偿量，补偿设定工况下STL模型打印后XY方向渗透误差；
线框插值补偿用于对XY向补偿后的的线框模型进一步补偿使其精度提升。
本发明补偿方法中首先要设定的渗透误差相关参数包括Z方向渗透误差、XY方向渗透误差以及层厚。
本发明中所述Z方向渗透误差计算补偿的过程是；
1)按照STL模型中三角面片的方向不同可将其分为三种情况：三角面片向上，无需补偿；三角面片垂直，不参与补偿计算，只在需要补偿的区域才进行补偿；三角面片向下，参与补偿计算并进行补偿移动，是主要的补偿对象。
2)构建Z方向误差模型：如图2所示，其中dz表示Z方向渗透误差分量，dx表示XY方向渗透误差分量，在两个误差分量的影响下模型的打印实际轮廓(实线表示)与模型理论轮廓(虚线表示)之间会产生一个误差，记作f1(θ)，表示实际轮廓与理论轮廓之间的距离偏差，Cz(θ)为f1(θ)在Z方向上的分量
设(fx,fy,fz)为该三角面片的法向量，单个三角面片上点的补偿函数为Cz。
其中θ为三角面片的角度(当fz<0时，θ为法向量与Z轴负方向的夹角；当fz>0时，θ取法向量与Z轴正方向的夹角的负值；当fz＝0时，θ＝90°)，h为层厚，公式(1)为Z方向误差模型，公式(2)为Z方向误差补偿模型。
对STL模型建立拓扑关系并删除冗余数据，使用哈希表储存STL模型的拓扑信息。
3)Z方向误差补偿：水平平面所包含的点的补偿量直接设置为这个平面的补偿量Cz(0)，无需进行其他计算；而对于非水平平面上某一点(X,Y,Z)，与之相接的三角面片有m个，第i个三角面片的角度为θi(θi≠0)，补偿量为Cz(θi)，则对于该点的Z方向偏移量取与之相接的全部三角面片的补偿量的均值；某个点的补偿量δ的函数表达式为式(3)：
计算STL模型每个点的补偿量δ，并将其输出成为文本文件“STL_Z向误差补偿文件”；
根据“STL_Z向误差补偿文件”的文件信息将STL模型每一个点偏移其相应的δ值，进行基于点偏移的Z方向渗透误差补偿，得到Z向补偿后的STL模型。
本发明中XY方向渗透误差计算补偿的过程是；
将Z向补偿后的STL模型预分层处理，记录下未经过XY方向补偿的线框模型的每一条线段所对应的STL模型中三角面片的角度信息，并将这些信息输出为文本文件“STL信息”；软件读取文本文件“STL信息”，使用XY方向渗透误差数学模型，即单层误差Vsk，如公式(4)所示，计算出每个层面的补偿信息，之后根据计算得到的补偿信息对Z向补偿后的STL模型重新进行分层补偿(边分层边进行XY补偿)最终的得到XY补偿后的线框模型，计算过程如下：
对STL模型进行分层时，采用提取分层平面与三角面片交线的方式构建分层面的分层轮廓线，本文定义分层面与三角面片交线的侧面垂直投影为分层采样点，如3所示，图3中有两个分层平面，对应的有两个分层采样点，分层面和三角面片交线的侧面投影点只有1个，即一个分层面对应一个分层采样点。在分层过程中使分层采样点偏移从而达到补偿误差的目的。(分层平面与三角面片的交线，同时也是分层后线框模型的轮廓线)
分层采样点与层面的分层平面之间的距离称为分层补偿量，用ht表示。
单位误差为Sw(θ)，即单层中单个三角面片的误差，计算公式为
其中，Su为向上三角面片单位误差，Sd为向下三角面片单位误差
其中，Sd1为Z方向渗透误差分量小于一个层厚h，分层补偿量ht>0，且单位截面内只存在正误差时的单位误差；Sd2为Z方向渗透误差分量小于一个层厚h，分层补偿量ht>0时的单位误差；Sd3为Z方向渗透误差分量小于一个层厚h，分层补偿量ht<0时的单位误差；Sd4为Z方向渗透误差分量大于一个层厚h，分层补偿量ht<0时的单位误差；h为层厚，dz为Z方向渗透误差分量，dx为XY方向渗透误差分量。
其中Su1为当ht>0时向上三角面片单位误差；Su2为当ht<0时向上三角面片单位误差。
分层后共得到N层轮廓，第k层层面上的轮廓线包含m条线段，某一点(X,Y,Z)与之相接的三角面片数量与当前层面上的轮廓线数量相同，其中第i条线段长度为lki，线段所对应的三角面片角度为θki，则该线段所对应的误差Vlki为：
Vlki＝Sw(6ki)lki (13)
第k层对应的单层误差为：
STL模型总误差为：
上述公式中单位误差Sw(θ)是与三角面片角度θ和分层补偿量ht相关的函数，其中三角面片角度θ为STL模型自身的属性，无法改变，而分层补偿量ht是分层采样点偏移的误差补偿方式(分层采样点偏移的误差补偿方式就是指在分层过程中使分层采样点偏移来控制线框轮廓线的偏移，从而达到误差补偿目的的算法)中的关键参数，可通过调节分层补偿量ht的大小来控制单位误差Sw(θ)的变化，进而控制总误差Vw的大小。
由于XY方向分层补偿是依据分层平面偏移采样实现，所以要求同一层面上的分层补偿量ht的大小相同。但对于整个STL模型而言，每一层面上三角面片角度分布不同，线段长短也不相同，所以需根据STL模型的每一层层面的数据情况单独提供其相对应的分层补偿量ht，即取使每一层线段所对应的单层误差Vsk的最小时的分层补偿量ht的值作为该层的分层补偿量，最终使STL模型的总误差Vw达到最小。
将分层补偿量ht信息输出为文本文件“STL_XY向误差补偿文件”；
根据“STL_XY向误差补偿文件”的文件信息对分层后的STL模型进行分层采样点偏移的XY方向渗透误差补偿，得到XY向补偿后的线框模型。
本发明中线框插值补偿的过程是；
本发明对XY补偿后的线框模型进行基于自适应牛顿插值的曲线插值补偿，得到最终的高精度线框CLI模型。
自适应牛顿插值算法主要为：
判断线段是否需要进行插值运算，
以及根据插值函数与线段长度判断插值点个数，实现对层面轮廓进行一次插值运算后即可达到预期精度。
目标线段长度限制
设3D打印设备可识别最小轮廓线段长度为d_min，当目标线段长度L接近或者小于d_min时，则该线段精度满足要求，不需要进行插值计算；当目标线段长度L远大于d_min时，则该线段精度未能达到预期要求，需要进行插值补偿计算来提高精度与平滑度。d_min与3DP工艺精度有关，一般认为3D打印机可识别最小轮廓线长度为一个粘结剂液滴直径的大小，这里的接近指的是L在一个粘结剂液滴直径左右又不超过两个粘结剂液滴直径的范围内。L取值与需要打印的3D模型相关，对于有复杂曲面的高精度3D模型其L较小，简单的平面较多的模型L较大。
相邻线段长度限制
正常插值运算结果如图5中a图所示，折线a1b1c1d1经过插值运算后可得到插值曲线l1，在目标线段b1c1所对应的弧线b1c1上选取插值点即可完成插值补偿计算；但是当目标线段相邻线段长度太小图5中b图所示，a2b2与c2d2长度过小，由于计算机运算特性导致微小误差的放大，使插值曲线l2偏离理论轮廓，造成插值失效。所以应将相邻线段大小限制在某一范围。
设目标线段及其相邻线段长度阈值为delta(delta>d_min)，当目标线段和两条与之相邻两条线段均大于阈值delta(L>delta)时进行4点牛顿插值运算；当两条相邻线段中的某一条长度小于阈值，则排除该线段进行3点牛顿插值，当目标线段及其相邻线段某两条线段长度小于delta，则该目标线段不满足插值条件，不进行插值计算。
插值方向判断。
根据牛顿插值公式，当目标线段斜率较小时(接近0)最终插值曲线具有较好的插值效果(如图6中a图所示)，但是当目标线段斜率过大(接近正负无穷)时，由于目标线段X轴坐标值非常接近，会导至插值公式中分母趋近于0，从而使插值出现错误(如图6中b图所示)。为解决这类问题，在遇到斜率过大的目标线段时，将其前后4点沿y＝x进行翻折，然后进行插值计算，待取得插值点后再将原有4点与插值曲线同时沿y＝x翻折使之回归原来的状态，最终得到正确的高精度插值补偿曲线。(设置斜率阈值为45°，当线段的斜率不超过斜率阈值时进行正常的X-Y坐标插值运算，超过这个斜率阈值时翻转坐标系在Y-X坐标系下进行插值运算)。
插值点个数自适应判断
如图7所示，一般在一次插值运算中，两个节点之间增加一个插值点，若要插值线段达到需要的精度，需要进行多次插值运算；如图8所示，在引入自适应牛顿插值算法后，根据插值线段的长度以及对应的插值曲线的曲率进行插值点数目自适应判断，即在一次插值运算中，提取插值曲线上多个点进行插值补偿，使其可以在一次插值运算中即可达到要求的精度。
实施例
以bunny兔模型为例，设经过Z方向渗透误差补偿后Z方向残余误差为0.1mm，XY方向渗透误差为0.6mm，设置层厚h为0.3mm，不进行分层补偿，即ht＝0；进行分层，得到层数N＝286，以及每一层面上包含线段的长度li及其所对应的三角面片角度为θi等信息，然后根据公式计算出每一层的单层误差Vsk以及STL模型总误差Vw。设置每一层的分层补偿量ht(ht∈[-h,h])进行分层补偿，为了使所在层面的Vsk值最小，叠加每一层单层误差得到STL模型总误差。对于该兔模型使用分层补偿方式前后STL模型总误差分别为8507mm3和5222mm3，分层补偿方式使误差减少了3285mm3(为未补偿的38.62％)。分层补偿方式效果显著，有助于减少渗透误差，提高打印模型精度。
步骤一、获取渗透误差参数，依据渗透误差计算Z方向渗透误差函数δ
设Z方向渗透误差为0.57mm，XY方向误差为0.1mm，设置层厚h为0.3mm。根据公式(3)计算Z方向渗透误差补偿量δ与三角面片角度的关系，输出文本文件“STL_Z向误差补偿文件”；
步骤二、导入需要补偿的STL文件，对Z方向进行误差补偿
软件中导入需要处理的STL文件，同时读取Z方向渗透误差补偿文本文件“STL_Z向误差补偿文件”，根据三角面片角度的不同，对STL模型每一个点进行点偏移操作，待全部点偏移补偿后完成Z方向渗透误差补偿，获得Z方向误差补偿后的STL模型；
步骤三、预分层、输出STL信息
Z方向渗透误差补偿后直接进行分层处理，记录每一层面上包含线段的长度lki及其所对应的三角面片角度为θki等信息，并将其输出为文本文件“STL信息”；
步骤四、根据步骤三输出的STL信息计算XY方向渗透误差补偿量
软件中读取文本文件“STL信息”并根据公式(14)进行计算，得到每一层的补偿信息，即XY方向误差补偿量，并输出文本文件“STL_XY向误差补偿文件”；
步骤五、对XY方向渗透误差进行补偿同时进行分层
软件中读取文本文件“STL_XY向误差补偿文件”，在分层过程中对每一层进行与之对应的分层补偿，得到CLI线框模型；
步骤六、对XY向补偿后线框模型进行插值补偿
对步骤五中得到的CLI线框模型直接进行自适应牛顿插值补偿计算，得到XY向补偿后的CLI模型；
步骤七、输出补偿后的CLI模型
保存CLI模型，完成补偿计算，获得最终的线框模型。
Claims (7)
1.一种3DP工艺中STL模型渗透误差综合补偿方法，其特征在于，该方法包括Z方向渗透误差计算补偿、XY方向渗透误差计算补偿、线框插值补偿过程；
拿到打印的STL模型后首先进行渗透误差相关参数设定，再进行Z方向渗透误差计算补偿，获得Z方向渗透误差补偿量，利用Z方向渗透误差补偿量对模型进行补偿，得到Z向补偿后的STL模型；
在Z向补偿后的STL模型的基础上进行预分层处理得到当前STL模型分层面数据信息的线框模型；
对分层处理后的线框模型进行XY方向渗透误差计算补偿获得XY方向渗透误差分层补偿量，利用该分层补偿量进行XY方向渗透误差补偿，得到XY向补偿后的线框模型；
之后对XY向补偿后的线框模型进行插值补偿得到最终的线框模型。
2.根据权利要求1所述的补偿方法，其特征在于，所述Z方向渗透误差计算补偿的过程是；
1)按照STL模型中三角面片的方向不同将其分为三种情况：三角面片向上，无需补偿；三角面片垂直，不参与补偿计算，只在需要补偿的区域才进行补偿；三角面片向下，参与补偿计算并进行补偿移动，是主要的补偿对象；
2)构建Z方向误差模型：
其中，(fx,fy,fz)为三角面片的法向量，dz表示Z方向渗透误差分量，dx表示XY方向渗透误差分量，θ为三角面片的角度，当fz<0时，θ为法向量与Z轴负方向的夹角，当fz>0时，θ取法向量与Z轴正方向的夹角的负值；当fz＝0时，θ＝90°；h为层厚；f1(θ)为实际轮廓与理论轮廓之间的距离偏差，Cz(θ)为f1(θ)在Z方向上的分量，即Z方向渗透误差补偿量；
公式(1)为Z方向误差模型，公式(2)为Z方向误差补偿模型；
对STL模型建立拓扑关系并删除冗余数据，使用哈希表储存STL模型的拓扑信息；
3)Z方向误差补偿：水平平面所包含的点的补偿量直接设置为这个平面的补偿量Cz(0)，无需进行其他计算；而对于非水平平面上某一点(X,Y,Z)，与之相接的三角面片有m个，第i个三角面片的角度为θi(θi≠0)，补偿量为Cz(θi)，则对于该点的Z方向偏移量取与之相接的全部三角面片的补偿量的均值；某个点的补偿量δ的函数表达式为式(3)：
计算STL模型每个点的补偿量δ，并将其输出成为文本文件“STL_Z向误差补偿文件”；
根据“STL_Z向误差补偿文件”的文件信息将STL模型每一个点偏移其相应的δ值，进行基于点偏移的Z方向渗透误差补偿，得到Z向补偿后的STL模型。
3.根据权利要求1所述的补偿方法，其特征在于，XY方向渗透误差计算补偿的过程是；
将Z向补偿后的STL模型预分层处理，分层后共得到N层轮廓，第k层层面上的轮廓线包含m条线段，记录下未经过XY方向补偿的线框模型的每一条线段所对应的STL模型中三角面片的角度信息，
使用XY方向渗透误差数学模型，即单层误差Vsk，表达式为公式(4)，
其中，单位误差为Sw(θ)，lki为第i条线段长度，θki为线段所对应的三角面片角度；Vlki为线段所对应的误差；
取使每一层所有线段所对应的单层误差Vsk的最小时的分层补偿量ht的值作为该层的分层补偿量；计算出每个层面的补偿信息，之后根据计算得到的补偿信息对Z向补偿后的STL模型重新进行分层补偿，最终的得到XY向补偿后的线框模型。
4.根据权利要求3所述的补偿方法，其特征在于，定义分层面与三角面片交线的侧面垂直投影为分层采样点，分层采样点与层面的分层平面之间的距离称为分层补偿量，用ht表示；
单位误差为Sw(θ)，计算公式为
其中，Su为向上三角面片单位误差，Sd为向下三角面片单位误差；Sd1为Z方向渗透误差分量小于一个层厚h，分层补偿量ht>0，且单位截面内只存在正误差时的单位误差；Sd2为Z方向渗透误差分量小于一个层厚h，分层补偿量ht>0时的单位误差；Sd3为Z方向渗透误差分量小于一个层厚h，分层补偿量ht<0时的单位误差；Sd4为Z方向渗透误差分量大于一个层厚h，分层补偿量ht<0时的单位误差；Su1为当ht>0时向上三角面片单位误差；Su2为当ht<0时向上三角面片单位误差。
STL模型总误差为：
通过调节分层补偿量ht的大小来控制单位误差Sw(θ)的变化，进而控制总误差Vw的大小；将分层补偿量ht输出为文本文件“STL_XY向误差补偿文件”；
根据“STL_XY向误差补偿文件”的文件信息对分层后的STL模型进行分层采样点偏移的XY方向渗透误差补偿，得到XY向补偿后的线框模型。
5.根据权利要求1所述的补偿方法，其特征在于，对XY向补偿后的线框模型进行基于自适应牛顿插值的曲线插值补偿，自适牛顿插值包括；
判断线段是否需要进行插值运算，
以及根据插值函数与线段长度判断插值点个数，实现对层面轮廓进行一次插值运算后即能达到预期精度。
6.根据权利要求5所述的补偿方法，其特征在于；
目标线段长度限制
设3D打印设备可识别最小轮廓线段长度为d_min，当目标线段长度L接近或者小于d_min时，则该线段精度满足要求，不需要进行插值计算；当目标线段长度L远大于d_min时，则该线段精度未能达到预期要求，需要进行插值补偿计算来提高精度与平滑度；d_min与3DP工艺精度有关，3D打印机可识别最小轮廓线长度为一个粘结剂液滴直径的大小，这里的接近指的是L在一个粘结剂液滴直径又不超过两个粘结剂液滴直径的范围内；
相邻线段长度限制
设目标线段及其相邻线段长度阈值为delta，且delta>d_min，当目标线段和与之相邻的两条相邻线段均大于阈值delta，即L>delta时，进行4点牛顿插值运算；当两条相邻线段中的某一条长度小于阈值delta，则排除该线段进行3点牛顿插值，当目标线段及其相邻线段某两条线段长度小于阈值delta，则该目标线段不满足插值条件，不进行插值计算；
插值方向判断
设置斜率阈值，当线段的斜率不超过斜率阈值时进行正常的X-Y坐标插值运算，超过这个斜率阈值时翻转坐标系在Y-X坐标系下进行插值运算。
插值点个数自适应判断
在引入自适应牛顿插值后，根据插值线段的长度以及对应的插值曲线的曲率进行插值点数目自适应判断，即在一次插值运算中，提取插值曲线上多个点进行插值补偿，使其能在一次插值运算中即可达到要求的精度。
7.根据权利要求5所述的补偿方法，其特征在于，所述斜率阈值设置为45°。
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