CN112172127B - 打印喷头快速移动路径的控制方法、控制系统及存储介质 - Google Patents

打印喷头快速移动路径的控制方法、控制系统及存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明涉及一种打印机喷头快速移动路径的控制方法、控制系统及存储介质。本发明提供的喷头快速移动路径的控制方法，能够根据喷头快速移动的起点位置和终点位置在与打印目标的切片对应的水平面上确定最优快速移动路径，使得快速移动路径在多边形外部的长度最短。假设快速移动的起点位置为A点，终点位置为B点，采用本发明提供的控制方法和控制系统及计算机可读的存储介质，能够使A点到B点的快速移动路径尽可能沿着与切片对应的水平面上已经产生或者即将产生的打印路径进行移动，使得处于非打印路径外的长度最短。在打印柔性材料时，由于快速移动路径处于非打印路径外的长度最短，因此能够有效降低拉丝对打印件打印质量的影响。

Description

打印喷头快速移动路径的控制方法、控制系统及存储介质
技术领域
本发明涉及3D打印技术领域，特别是涉及一种喷头快速移动路径的控制方法、控制系统及存储介质。
背景技术
在传统的FFF(熔丝制造)打印处理流程中，输入的打印模型文件先被按照特定的层厚被分切成多个层，每个层对应若干多边形，再针对这些多边形以一定的挤出线宽生成对应的喷头移动轨迹，整个过程称之为切片。在常见的FFF打印机切片算法中，针对每一层中，从一点移动到另外一点时，如果打印机喷头没有挤出耗材的动作，则通常将这种移动称之为快速移动。当打印机喷头在移动时，由于重力作用和材料本身的粘滞系数不同，处于喷头内的熔融状态的材料通常会溢出喷头一部分，然后随着喷头移动，从而产生一条细线，称之为拉丝。针对拉丝这种情况，现有技术中通常采用回退算法来帮助解决这一问题。所谓回退，就是在进行快速移动之前，使送入喷头的耗材以较高速度往回进行移动，从而一定程度上达到降低压力并且抑制由于重力作用而产生的拉丝的目的。回退动作对于目前常见的硬质材料如PLA/ABS/PETG/PA/PP/PC/PEI/PEEK等都有较好的效果，几乎可以达到完全消除拉丝和溢出的效果。但是，当打印耗材为柔性材料或者延展性材料时，由于材料的硬度较低，重力的作用更为明显，即使以较长的回退距离进行回退，仍然难以消除拉丝带来的影响。因此，在打印柔性材料时通常会留下极多的拉丝，影响打印件的打印质量。
发明内容
本发明的目的是提供一种打印喷头快速移动路径的控制方法、控制系统及存储介质，能够使快速移动路径尽可能沿着与切片对应的水平面上已经产生或者即将产生的打印路径进行移动，并使得处于非打印路径外的长度最短，从而有效降低拉丝对打印件打印质量的影响。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种打印喷头快速移动路径的控制方法，所述控制方法用于控制打印机的喷头相对于所述打印机的基座移动，所述控制方法包括：
获取起点位置和终点位置；所述起点位置为所述喷头快速移动的起点的位置；所述终点位置为所述喷头快速移动的终点的位置；
根据所述起点位置和所述终点位置在与打印目标的切片对应的水平面上确定最优快速移动路径，使得所述快速移动路径在所述切片中的多边形外部的长度最短。
可选的，根据所述起点位置和所述终点位置在切片上确定最优快速移动路径，具体包括：
判断所述起点和所述终点是否位于同一多边形内部，获得第一判断结果；
当所述第一判断结果表示所述起点和所述终点位于同一多边形内部时，则确定所述起点和所述终点之间的快速移动路径。
可选的，当所述第一判断结果表示所述起点和所述终点位于两个不同多边形内部时，确定所述起点和所述终点形成的第一虚拟线段与所述两个不同多边形的交点；
基于所述起点和所述第一虚拟线段与起点多边形的交点来确定起点多边形内的快速移动路径；所述起点多边形为所述两个不同的多边形中起点所在的多边形；
基于所述终点和所述第一虚拟线段与终点多边形的交点来确定终点多边形内的快速移动路径；所述终点多边形为所述两个不同的多边形中终点所在的多边形；
确定所述起点多边形与所述终点多边形之间的快速移动路径，使所述起点多边形与所述终点多边形之间的快速移动路径位于第一伪安全区域中的多边形之外的路径最短；其中，所述第一伪安全区域为所述水平面上各多边形所占区域之外的区域。
可选的，当所述第一判断结果表示所述起点和所述终点中只有一点位于多边形内部时，确定由所述起点和所述终点形成的第二虚拟线段与多边形的交点；
基于所述交点以及位于端点多边形中的起点或终点来确定所述端点多边形内的快速移动路径；所述端点多边形为所述起点或所述终点所在的多边形；
确定所述端点多边形与位于端点多边形外部的终点或者起点之间的快速移动路径，使位于所述端点多边形外部的快速移动路径位于第二伪安全区域中的多边形之外的路径最短；其中，所述第二伪安全区域为所述水平面上各多边形所占区域之外的区域。
可选的，当所述第一判断结果表示所述起点和所述终点位于同一多边形内部时，则确定所述起点和所述终点之间的快速移动路径，具体包括：
确定由所述起点和所述终点形成的第三虚拟线段与所述同一多边形的第一安全区域的交点以及所述第三虚拟线段中由交点分割得到的各个第一虚拟子段；所述第一安全区域为多边形的壁区域；
若第一虚拟子段的两个端点均位于第一安全区域集合内的同一第一安全区域中，则所述第一虚拟子段的两个端点之间的快速移动路径位于所述同一第一安全区域上；其中，所述第一安全区域集合为所述切片上的各个多边形的壁区域的集合，所述端点为所述交点、所述起点或所述终点；
若所述第一虚拟子段的两个端点分别位于所述第一安全区域集合内的不同第一安全区域中，则确定所述第一虚拟子段与所述第一安全区域集合中的各个第一安全区域的边界的交点，作为子交点，基于子交点和端点中的相邻点之间的位置关系来确定所述第一虚拟子段的两个端点之间的快速移动路径；
若所述第一虚拟子段的一个端点位于所述第一安全区域集合外，则确定位于所述第一安全区域集合外的一个端点与映射点之间的快速移动路径及所述映射点与位于所述第一安全区域集合内的另一端点之间的快速移动路径；其中，所述映射点为所述第一安全区域集合内距离位于所述第一安全区域集合外的端点最近的点。
可选的，确定位于所述第一安全区域集合外的一个端点与映射点之间的快速移动路径，具体包括：
当存在连通所述映射点与位于所述第一安全区域集合外的一个端点的网格线时，将连通所述映射点与位于所述第一安全区域集合外的一个端点的最短网格线作为位于所述第一安全区域集合外的一个端点与所述映射点之间的快速移动路径；以及
当不存在连通所述映射点与位于所述第一安全区域集合外的一个端点的网格线时，将所述映射点与位于所述第一安全区域集合外的一个端点的连线作为所述映射点与位于所述第一安全区域集合外的一个端点的快速移动路径。
可选的，确定所述起点多边形与所述终点多边形之间的快速移动路径，使所述起点多边形与所述终点多边形之间的快速移动路径位于第一伪安全区域中的多边形之外的路径最短，具体包括：
将所述水平面上各多边形所占区域之外的区域构造为所述第一伪安全区域；
将所述第一虚拟线段与所述起点多边形中靠近所述终点多边形的边界的交点外移，获得外移起点；
将所述第一虚拟线段与所述终点多边形中靠近所述起点多边形的边界的交点外移，获得外移终点；
在所述第一伪安全区域中确定所述外移起点和所述外移终点的外部快速移动路径，使所述外部快速移动路径位于所述第一伪安全区域中的多边形之外的路径最短。
一种打印喷头快速移动路径的控制系统，所述控制系统用于控制打印机的喷头相对于所述打印机的基座移动，所述控制系统包括：
移动位置获取模块，用于获取起点位置和终点位置；所述起点位置为所述喷头快速移动的起点的位置；所述终点位置为所述喷头快速移动的终点的位置；
最优路径确定模块，用于根据所述起点位置和所述终点位置在与打印目标的切片对应的水平面上确定最优快速移动路径，使得所述快速移动路径在所述切片中的多边形外部的长度最短。
一种计算机可读的存储介质，包括能够由处理器执行的程序指令，以控制打印机的喷头相对于所述打印机的基座移动，包括以下步骤：
获取起点位置和终点位置；所述起点位置为所述喷头快速移动的起点的位置；所述终点位置为所述喷头快速移动的终点的位置；
根据所述起点位置和所述终点位置在与打印目标的切片对应的水平面上确定最优快速移动路径，使得所述快速移动路径在所述切片中的多边形外部的长度最短。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明提供的打印喷头快速移动路径的控制方法和控制系统，能够根据喷头快速移动的起点位置和终点位置在与打印目标的切片对应的水平面上确定最优快速移动路径，使得快速移动路径在多边形外部的长度最短。假设快速移动的起点位置为A点，终点位置为B点，采用本发明提供的控制方法和控制系统及计算机可读的存储介质，能够使A点到B点的快速移动路径尽可能沿着与切片对应的水平面上已经产生或者即将产生的打印路径进行移动，使得处于非打印路径外的长度最短。在打印柔性材料时，由于快速移动路径处于非打印路径外的长度最短，因此能够有效降低拉丝对打印件打印质量的影响。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例提供的一种打印喷头快速移动路径的控制方法的流程图；
图2为本发明实施例提供的根据起点位置和终点位置在切片上确定最优快速移动路径的流程图；
图3为本发明实施例提供的一种打印喷头快速移动路径的控制系统的结构框图；
图4为本发明实施例提供的两点在同一个多边形内部的示意图；
图5为本发明实施例提供的第二安全区域中可以找到A到A1的网格路径的示意图；
图6为本发明实施例提供的将直接连接的线段作为A到A1的快速移动路径的示意图；
图7为本发明实施例提供的两点在不同多边形内部的示意图；
图8为本发明实施例提供的两点中只有一点在多边形内部的示意图；
图9为采用本发明提供的控制方法对鞋面打印过程进行处理后的鞋面切片图；
图10为未采用本发明提供的控制方法对鞋面打印过程进行处理的鞋面切片图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种打印喷头快速移动路径的控制方法、控制系统及存储介质，能够使快速移动路径尽可能沿着与切片对应的水平面上已经产生或者即将产生的打印路径进行移动，并使得处于非打印路径外的长度最短，从而有效降低拉丝对打印件打印质量的影响。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
如图1所示，控制方法用于控制打印机的喷头相对于打印机的基座移动，控制方法包括：
步骤11：获取起点位置和终点位置；所述起点位置为所述喷头快速移动的起点的位置；所述终点位置为所述喷头快速移动的终点的位置。
步骤12：根据所述起点位置和所述终点位置在与打印目标的切片对应的水平面上确定最优快速移动路径，使得所述快速移动路径在所述切片中的多边形外部的长度最短。
如图2所示，步骤12：根据所述起点位置和所述终点位置在与打印目标的切片对应的水平面上确定最优快速移动路径，具体包括：
步骤121：判断所述起点和所述终点是否位于同一多边形内部。
步骤122：当起点和终点位于同一多边形内部时，则确定所述起点和所述终点之间的快速移动路径。
步骤123：当起点和终点位于两个不同多边形内部时，确定所述起点和所述终点形成的第一虚拟线段与所述两个不同多边形的交点。
步骤124：基于所述起点和所述第一虚拟线段与起点多边形的交点来确定起点多边形内的快速移动路径；所述起点多边形为所述两个不同的多边形中起点所在的多边形。
步骤125：基于所述终点和所述第一虚拟线段与终点多边形的交点来确定终点多边形内的快速移动路径；所述终点多边形为所述两个不同的多边形中终点所在的多边形。
步骤126：确定所述起点多边形与所述终点多边形之间的快速移动路径，使所述起点多边形与所述终点多边形之间的快速移动路径位于第一伪安全区域中的多边形之外的路径最短；其中，所述第一伪安全区域为所述水平面上各多边形所占区域之外的区域。
步骤127：当所述起点和所述终点中只有一点位于多边形内部时，确定由所述起点和所述终点形成的第二虚拟线段与多边形的交点。
步骤128：基于所述交点以及位于端点多边形中的起点或终点来确定所述端点多边形内的快速移动路径；所述端点多边形为所述起点或所述终点所在的多边形。
步骤129：确定所述端点多边形与位于端点多边形外部的终点或者起点之间的快速移动路径，使位于所述端点多边形外部的快速移动路径位于第二伪安全区域中的多边形之外的路径最短；其中，所述第二伪安全区域为所述水平面上各多边形所占区域之外的区域。
具体地，步骤122：当起点和终点位于同一多边形内部时，则确定所述起点和所述终点之间的快速移动路径，具体包括：
确定由所述起点和所述终点形成的第三虚拟线段与该同一多边形的第一安全区域的交点以及第三虚拟线段中由交点分割得到的各个第一虚拟子段；第一安全区域为多边形的壁区域。
若第一虚拟子段的两个端点均位于第一安全区域集合内的同一第一安全区域中，则第一虚拟子段的两个端点之间的快速移动路径位于同一第一安全区域上；其中，第一安全区域集合为切片上的各个多边形的壁区域的集合，端点可以是交点、起点或终点。
若第一虚拟子段的两个端点分别位于第一安全区域集合内的不同第一安全区域中，则确定第一虚拟子段与第一安全区域集合中的各个第一安全区域的边界的交点，作为子交点，基于子交点和端点中的相邻两点之间的位置关系来确定第一虚拟子段的两个端点之间的快速移动路径。
若第一虚拟子段的一个端点位于第一安全区域集合外，则确定位于第一安全区域集合外的一个端点与映射点之间的快速移动路径及映射点与位于第一安全区域集合内的另一端点之间的快速移动路径；其中，该映射点为第一安全区域集合内距离位于第一安全区域集合外的端点最近的点。
进一步地，上述确定位于第一安全区域集合外的一个端点与映射点之间的快速移动路径，具体包括：
当存在连通映射点与位于第一安全区域集合外的一个端点的网格线时，将连通映射点与位于第一安全区域集合外的一个端点的最短网格线作为位于第一安全区域集合外的一个端点与映射点之间的快速移动路径；以及
当不存在连通所述映射点与位于第一安全区域集合外的一个端点的网格线时，将所述映射点与位于所述第一安全区域集合外的一个端点的连线作为映射点与位于第一安全区域集合外的一个端点的快速移动路径。
具体地，步骤126：确定起点多边形与终点多边形之间的快速移动路径，使起点多边形与终点多边形之间的快速移动路径位于第一伪安全区域中的多边形之外的路径最短，具体包括：
将水平面上各多边形所占区域之外的区域构造为第一伪安全区域；
将第一虚拟线段与起点多边形中靠近终点多边形的边界的交点外移，获得外移起点。
将第一虚拟线段与终点多边形中靠近起点多边形的边界的交点外移，获得外移终点。
在第一伪安全区域中确定外移起点和外移终点的外部快速移动路径，使外部快速移动路径位于第一伪安全区域中的多边形之外的路径最短。
如图3所示，控制系统用于控制打印机的喷头相对于打印机的基座移动，控制系统包括：
移动位置获取模块31，用于获取起点位置和终点位置；起点位置为喷头快速移动的起点的位置；终点位置为喷头快速移动的终点的位置。
最优路径确定模块32，用于根据起点位置和终点位置在与打印目标的切片对应的水平面上确定最优快速移动路径，使得快速移动路径在多边形外部的长度最短。
本发明还提供了一种计算机可读的存储介质，包括能够由处理器执行的程序指令，以控制打印机的喷头相对于打印机的基座移动，包括以下步骤：
获取起点位置和终点位置，该起点位置为喷头快速移动的起点的位置，该终点位置为所述喷头快速移动的终点的位置。
根据起点位置和终点位置在与打印目标的切片对应的水平面上确定最优快速移动路径，使得快速移动路径在切片中的多边形外部的长度最短。
以打印鞋面为例，对于已经被分层的鞋面模型数据，某一层的切片实际上是由多个多边形组成。这些多边形可以根据切片设置，已经生成了包括若干层外壁，若干层内壁和/或以及若干段填充路径网格。对于当前层内任意两点之间的快速移动路径，可采用本发明提供的控制方法确定喷头的最优快速移动路径。为了便于描述，本实施例中将在安全区域中确定最优快速移动路径的方法命名为安全区域路径算法，并将打印机喷头快速移动的起点记为A，终点记为B，其中，安全区域包括第一安全区域集合和具有网格的各多边形的网格区域集合。A、B两点与多边形的位置关系可分为以下三种情况：
(一)情况a：A、B两点在同一个多边形内部，如图4所示，A、B两点都在多边形Wk内部
(1)将A、B两点之间的虚拟线段即第三虚拟线段记为LAB，确定线段LAB与所述同一多边形的第一安全区域的所有交点，各交点依次记为P1，P2，……，Pn。其中，点P1与点A相邻，点Pn与点B相邻。第三虚拟线段中由交点分割得到的各个线段记为第一虚拟子段，如P1和P2之间的第一虚拟子段IP1P2。
(2)确定A到P1点之间的快速移动路径：
(a)如果A在第一安全区域集合内，使用第一安全区域集合内任意两点路径算法(将在下文中描述)来确定A到P1之间的快速移动路径。如上所述，第一安全区域集合为切片上的各个多边形的壁区域的集合。
若A与P1均位于第一安全区域集合内的同一第一安全区域中，则A到P1之间的快速移动路径位于该同一第一安全区域上。若A与P1分别位于第一安全区域集合内的不同第一安全区域中，则确定第一虚拟子段IAP1与所述第一安全区域集合中的各个第一安全区域的边界的交点，作为子交点，基于子交点和第一虚拟子段IAP1的端点中的相邻两点之间的位置关系来确定A与P1之间的快速移动路径。
(b)如图5和图6所示，如果A在第一安全区域集合外，则分两步确定A与P1之间的快速移动路径：在第一安全区域集合内找到距离A最近的点A1，记为映射点，确定点A与映射点A1之间的快速移动路径及映射点A1与P1之间的快速移动路径。如图5所示，如果采用网格路径寻找算法(将在下文中描述)在第二安全区域中可以找到A到A1的网格路径，那么最短的这条网格路径可以作为A到A1的快速移动路径WA1；否则，如图6所示，将以A、A1为端点的线段作为A到A1的路径WA1。由于A1和P1都在第一安全区域集合内，可以使用第一安全区域集合内任意两点路径算法来确定A1到P1的快速移动路径WA2。其中，第二安全区域为具有网格的各多边形的网格区域集合。
(3)确定P(i)到P(i+1)的快速移动路径，i≤n-1：
由于P(i)和P(i+1)均在第一安全区域内，使用第一安全区域内任意两点路径算法来确定P(i)到P(i+1)的快速移动路径。
(4)确定Pn到B的快速移动路径：
(a)如果B在第一安全区域集合内，使用第一安全区域集合内任意两点路径算法来确定Pn到B之间的快速移动路径。
若B与Pn均位于第一安全区域集合内的同一第一安全区域中，则Pn到B之间的快速移动路径位于该同一第一安全区域上。若Pn与B分别位于第一安全区域集合内的不同第一安全区域中，则确定第一虚拟子段IPnB与第一安全区域集合中的各个第一安全区域的边界的交点，作为子交点，基于子交点和第一虚拟子段IPnB的端点中的相邻点之间的位置关系来确定Pn与B之间的快速移动路径。
(b)如果B在第一安全区域集合外，在第一安全区域集合上找到距离B最近的点B1。如果采用网格路径寻找算法在第二安全区域中可以找到B到B1的网格路径，那么最短的这条路径可以作为B到B1的快速移动路径；否则，将以B、B1为端点的线段作为B到B1的路径。由于Pn和B1都在第一安全区域集合内，可以使用第一安全区域集合内任意两点路径算法来确定Pn到B1的快速移动路径WB2。
具体地，第一安全区域集合内任意两点路径算法的实现过程如下：
假设第一目标点为m(i)，第二目标点为m(i+1)，m(i)和m(i+1)形成的第一虚拟子段为Imimi+1。
(1)如果m(i)和m(i+1)在第一安全区域集合内的同一个第一安全区域，即第一安全区域的边界围成的子多边形M中，则采用第一安全区域集合内同一第一安全区域路径算法确定m(i)到m(i+1)的快速移动路径，即：若Imimi+1在M内，则将Imimi+1作为m(i)到m(i+1)的快速移动路径；如果Imimi+1有部分在多边形M外，根据Imimi+1和多边形M的交点确定m(i)到m(i+1)的快速移动路径，包括：从m(i)出发，依次经过每个交点，m(i)或m(i+1)与各自相邻交点之间的线段为其对应的快速移动路径，若相邻交点之间的线段在M内，则将相邻交点之间的线段作为其对应的快速移动路径，若相邻交点之间的线段在M外，则在多边形M的边上确定其对应的快速移动路径，使其中一个交点沿着M的边移动到下一个交点。
(2)如果m(i)和m(i+1)在第一安全区域集合内的不同第一安全区域，即不同子多边形中，确定Imimi+1和第一安全区域集合内各个第一安全区域的边界的交点，若m(i)或m(i+1)与相邻的交点位于同一第一安全区域中，则采用上述第一安全区域集合内同一第一安全区域路径算法确定m(i)或m(i+1)到相邻交点之间的快速移动路径，若m(i)或m(i+1)与相邻的交点位于不同第一安全区域中，则采用网格路径算法确定m(i)或m(i+1)到相邻的交点之间的快速移动路径。同理，若相邻交点位于同一第一安全区域中，则采用上述第一安全区域集合内同一第一安全区域路径算法确定相邻交点之间的快速移动路径，若相邻交点位于不同第一安全区域中，则采用网格路径算法确定相邻交点之间的快速移动路径。
具体地，网格路径算法的实现过程如下：
假设第三目标点G(i)位于第一安全区域集合的一个第一安全区域Mi内，第四目标点G(i+1)位于第一安全区域集合的另一个第一安全区域M(i+1)内，G(i)和G(i+1)形成的第一虚拟子段为IGiG+1。
在第二安全区域的网格中筛选连通Mi和M(i+1)的网格线，如果存在多条网格线，则将最短的网格线作为G(i)和G(i+1)之间的快速移动路径，如果仅有一条网格线，则将该条网格线作为G(i)和G(i+1)之间的快速移动路径。
如果在第二安全区域的网格中没有筛选到连通Mi和M(i+1)的网格线，则以第一安全区域集合中所有的第一安全区域为顶点，构造无向图Graph(V,E)；然后根据无向图计算子第一安全区域Mi和第一安全区域M(i+1)之间的最短距离，将最短距离对应的路径作为G(i)和G(i+1)之间的快速移动路径，具体包括：
以第一安全区域内的所有第一安全区域为顶点构造无向图Graph(V,E)，如果两个第一安全区域之间有网格线连通，则将连通两个第一安全区域的最短网格线作为边，该边的边长为其权重。若一个第一安全区域在另一个第一安全区域的内部，并且位于内部的第一安全区域与位于外部的第一安全区域之间的最小距离小于阈值，那么可以确定这两个第一安全区域是嵌套的。优选地，满足以下两个条件中的任意一个，就可以定义为两个第一安全区域是嵌套的：1)两个第一安全区域有重合；2)第一安全区域M在第一安全区域W的内部，并且第一安全区域M距离第一安全区域W的最近点小于一定的阈值。阈值可以定义为外壁的厚度，或者定义为喷嘴直径、挤出的线宽等。对于相互嵌套的两个第一安全区域，由于这两个第一安全区域不需要经过网格线，因此这两个第一安全区域的边的权重为0。然后使用Floyd–Warshall算法，根据无向图Graph(V，E)和权重来计算第一安全区域Mi和第一安全区域M(i+1)之间的最短距离，将最短距离对应的路径作为第一安全区域Mi和第一安全区域M(i+1)之间的快速移动路径。
(二)情况b：A、B两点在不同多边形内部，如图7所示，A点位于多边形Wk内，B点位于多边形Wj内。
点A与Pn在同一个多边形Wk内，可采用上述情况a对应的方法确定点A与Pn之间的快速移动路径W1。
点B与Qn在同一个多边形Wj内，可采用上述情况a对应的方法确定点B与Qn之间的快速移动路径W2。
将Pn外移至Pnn处，使点Pnn位于多边形Wk外部。将Qn外移至Qnn处，使点Qnn位于多边形Wj外部。然后，采用多边形外部点路径寻找算法确定多边形Wk与多边形Wj之间的快速移动路径W3，具体包括：
构造第一伪安全区域Sw，第一伪安全区域为所述水平面上各多边形所占区域之外的区域，伪安全区域Sw包括多个内部没有网格线的多边形，即第一伪安全区域Sw的轮廓线包围的区域中不存在第二安全区域。经过上述处理，Pnn与Qnn均位于伪安全区域Sw内，采用上述的安全区域路径算法确定Pnn与Qnn之间的快速移动路径，将其作为多边形Wk与多边形Wj之间的快速移动路径。
(三)情况c：A、B两点中只有一点位于多边形内部，如图8所示，A点位于多边形Wk内，B点位于多边形外部。
点A与Pn在同一个多边形Wk内，可采用上述情况a对应的方法确定点A与Pn之间的快速移动路径。
将Pn外移至Pnn处，使点Pnn位于多边形Wk外部。然后，采用上述的多边形外部点路径寻找算法确定Pnn与B之间的快速移动路径。
采用本发明提供的控制方法对鞋面打印过程进行处理后，获得的鞋面切片如图9所示。图10为未采用本发明提供的控制方法对鞋面打印过程进行处理的鞋面切片图。可见，在打印柔性材料时，本发明提供的控制方法能够显著的控制喷头快速移动所产生的拉丝与溢出现象，有效提高了打印件的打印质量。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统及存储介质而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (7)

1.一种打印喷头快速移动路径的控制方法，其特征在于，所述控制方法用于控制打印机的喷头相对于所述打印机的基座移动，所述控制方法包括：
获取起点位置和终点位置；所述起点位置为所述喷头快速移动的起点的位置；所述终点位置为所述喷头快速移动的终点的位置；
根据所述起点位置和所述终点位置在与打印目标的切片对应的水平面上确定最优快速移动路径，使得所述快速移动路径在所述切片中的多边形外部的长度最短；
其中，根据所述起点位置和所述终点位置在切片上确定最优快速移动路径，具体包括：
判断所述起点和所述终点是否位于同一多边形内部，获得第一判断结果；
当所述第一判断结果表示所述起点和所述终点位于同一多边形内部时，则确定所述起点和所述终点之间的快速移动路径，具体包括：
确定由所述起点和所述终点形成的第三虚拟线段与所述同一多边形的第一安全区域的交点以及所述第三虚拟线段中由交点分割得到的各个第一虚拟子段；所述第一安全区域为多边形的壁区域；
若第一虚拟子段的两个端点均位于第一安全区域集合内的同一第一安全区域中，则所述第一虚拟子段的两个端点之间的快速移动路径位于所述同一第一安全区域上；其中，所述第一安全区域集合为所述切片上的各个多边形的壁区域的集合，所述端点为所述交点、所述起点或所述终点；
若所述第一虚拟子段的两个端点分别位于所述第一安全区域集合内的不同第一安全区域中，则确定所述第一虚拟子段与所述第一安全区域集合中的各个第一安全区域的边界的交点，作为子交点，基于子交点和端点中的相邻点之间的位置关系来确定所述第一虚拟子段的两个端点之间的快速移动路径；
若所述第一虚拟子段的一个端点位于所述第一安全区域集合外，则确定位于所述第一安全区域集合外的一个端点与映射点之间的快速移动路径及所述映射点与位于所述第一安全区域集合内的另一端点之间的快速移动路径；其中，所述映射点为所述第一安全区域集合内距离位于所述第一安全区域集合外的端点最近的点。
2.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当所述第一判断结果表示所述起点和所述终点位于两个不同多边形内部时，确定所述起点和所述终点形成的第一虚拟线段与所述两个不同多边形的交点；
基于所述起点和所述第一虚拟线段与起点多边形的交点来确定起点多边形内的快速移动路径；所述起点多边形为所述两个不同的多边形中起点所在的多边形；
基于所述终点和所述第一虚拟线段与终点多边形的交点来确定终点多边形内的快速移动路径；所述终点多边形为所述两个不同的多边形中终点所在的多边形；
确定所述起点多边形与所述终点多边形之间的快速移动路径，使所述起点多边形与所述终点多边形之间的快速移动路径位于第一伪安全区域中的多边形之外的路径最短；其中，所述第一伪安全区域为所述水平面上各多边形所占区域之外的区域。
3.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，当所述第一判断结果表示所述起点和所述终点中只有一点位于多边形内部时，确定由所述起点和所述终点形成的第二虚拟线段与多边形的交点；
基于所述交点以及位于端点多边形中的起点或终点来确定所述端点多边形内的快速移动路径；所述端点多边形为所述起点或所述终点所在的多边形；
确定所述端点多边形与位于端点多边形外部的终点或者起点之间的快速移动路径，使位于所述端点多边形外部的快速移动路径位于第二伪安全区域中的多边形之外的路径最短；其中，所述第二伪安全区域为所述水平面上各多边形所占区域之外的区域。
4.根据权利要求1所述的控制方法，其特征在于，确定位于所述第一安全区域集合外的一个端点与映射点之间的快速移动路径，具体包括：
当存在连通所述映射点与位于所述第一安全区域集合外的一个端点的网格线时，将连通所述映射点与位于所述第一安全区域集合外的一个端点的最短网格线作为位于所述第一安全区域集合外的一个端点与所述映射点之间的快速移动路径；以及
当不存在连通所述映射点与位于所述第一安全区域集合外的一个端点的网格线时，将所述映射点与位于所述第一安全区域集合外的一个端点的连线作为所述映射点与位于所述第一安全区域集合外的一个端点的快速移动路径。
5.根据权利要求2所述的控制方法，其特征在于，确定所述起点多边形与所述终点多边形之间的快速移动路径，使所述起点多边形与所述终点多边形之间的快速移动路径位于第一伪安全区域中的多边形之外的路径最短，具体包括：
将所述水平面上各多边形所占区域之外的区域构造为所述第一伪安全区域；
将所述第一虚拟线段与所述起点多边形中靠近所述终点多边形的边界的交点外移，获得外移起点；
将所述第一虚拟线段与所述终点多边形中靠近所述起点多边形的边界的交点外移，获得外移终点；
在所述第一伪安全区域中确定所述外移起点和所述外移终点的外部快速移动路径，使所述外部快速移动路径位于所述第一伪安全区域中的多边形之外的路径最短。
6.一种打印喷头快速移动路径的控制系统，其特征在于，所述控制系统用于控制打印机的喷头相对于所述打印机的基座移动，所述控制系统包括：
移动位置获取模块，用于获取起点位置和终点位置；所述起点位置为所述喷头快速移动的起点的位置；所述终点位置为所述喷头快速移动的终点的位置；
最优路径确定模块，用于根据所述起点位置和所述终点位置在与打印目标的切片对应的水平面上确定最优快速移动路径，使得所述快速移动路径在所述切片中的多边形外部的长度最短；
其中，根据所述起点位置和所述终点位置在切片上确定最优快速移动路径，具体包括：
判断所述起点和所述终点是否位于同一多边形内部，获得第一判断结果；
当所述第一判断结果表示所述起点和所述终点位于同一多边形内部时，则确定所述起点和所述终点之间的快速移动路径，具体包括：
确定由所述起点和所述终点形成的第三虚拟线段与所述同一多边形的第一安全区域的交点以及所述第三虚拟线段中由交点分割得到的各个第一虚拟子段；所述第一安全区域为多边形的壁区域；
若第一虚拟子段的两个端点均位于第一安全区域集合内的同一第一安全区域中，则所述第一虚拟子段的两个端点之间的快速移动路径位于所述同一第一安全区域上；其中，所述第一安全区域集合为所述切片上的各个多边形的壁区域的集合，所述端点为所述交点、所述起点或所述终点；
若所述第一虚拟子段的两个端点分别位于所述第一安全区域集合内的不同第一安全区域中，则确定所述第一虚拟子段与所述第一安全区域集合中的各个第一安全区域的边界的交点，作为子交点，基于子交点和端点中的相邻点之间的位置关系来确定所述第一虚拟子段的两个端点之间的快速移动路径；
若所述第一虚拟子段的一个端点位于所述第一安全区域集合外，则确定位于所述第一安全区域集合外的一个端点与映射点之间的快速移动路径及所述映射点与位于所述第一安全区域集合内的另一端点之间的快速移动路径；其中，所述映射点为所述第一安全区域集合内距离位于所述第一安全区域集合外的端点最近的点。
7.一种计算机可读的存储介质，包括能够由处理器执行的程序指令，以控制打印机的喷头相对于所述打印机的基座移动，包括以下步骤：
获取起点位置和终点位置；所述起点位置为所述喷头快速移动的起点的位置；所述终点位置为所述喷头快速移动的终点的位置；
根据所述起点位置和所述终点位置在与打印目标的切片对应的水平面上确定最优快速移动路径，使得所述快速移动路径在所述切片中的多边形外部的长度最短；
其中，根据所述起点位置和所述终点位置在切片上确定最优快速移动路径，具体包括：
判断所述起点和所述终点是否位于同一多边形内部，获得第一判断结果；
当所述第一判断结果表示所述起点和所述终点位于同一多边形内部时，则确定所述起点和所述终点之间的快速移动路径，具体包括：
确定由所述起点和所述终点形成的第三虚拟线段与所述同一多边形的第一安全区域的交点以及所述第三虚拟线段中由交点分割得到的各个第一虚拟子段；所述第一安全区域为多边形的壁区域；
若第一虚拟子段的两个端点均位于第一安全区域集合内的同一第一安全区域中，则所述第一虚拟子段的两个端点之间的快速移动路径位于所述同一第一安全区域上；其中，所述第一安全区域集合为所述切片上的各个多边形的壁区域的集合，所述端点为所述交点、所述起点或所述终点；
若所述第一虚拟子段的两个端点分别位于所述第一安全区域集合内的不同第一安全区域中，则确定所述第一虚拟子段与所述第一安全区域集合中的各个第一安全区域的边界的交点，作为子交点，基于子交点和端点中的相邻点之间的位置关系来确定所述第一虚拟子段的两个端点之间的快速移动路径；
若所述第一虚拟子段的一个端点位于所述第一安全区域集合外，则确定位于所述第一安全区域集合外的一个端点与映射点之间的快速移动路径及所述映射点与位于所述第一安全区域集合内的另一端点之间的快速移动路径；其中，所述映射点为所述第一安全区域集合内距离位于所述第一安全区域集合外的端点最近的点。
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