CN115994988A - 一种铸件加工基准线生成方法及装置 - Google Patents

一种铸件加工基准线生成方法及装置 Download PDF

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CN115994988A
CN115994988A CN202111220733.2A CN202111220733A CN115994988A CN 115994988 A CN115994988 A CN 115994988A CN 202111220733 A CN202111220733 A CN 202111220733A CN 115994988 A CN115994988 A CN 115994988A
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王爱民
杨振中
赵建英
张彦琳
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Beijing Aerospace Xinli Technology Co ltd
Beijing Yingjie Technology Co ltd
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Beijing Aerospace Xinli Technology Co ltd
Beijing Yingjie Technology Co ltd
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Abstract

本发明提供了一种铸件加工基准线生成方法及装置，涉及制造技术领域，所述方法包括：获取目标铸件毛坯的空间点云数据；将所述空间点云数据与所述目标铸件毛坯的设计模型点云数据进行配准，获得所述目标铸件毛坯相对设计模型的目标变换矩阵；根据所述目标变换矩阵和由所述设计模型得到的理论划线轨迹，获得目标划线轨迹。本发明的方案为铸件毛坯件的进一步加工提供基准指导，降低人工划线劳动强度，极大提高生产效率。

Description

一种铸件加工基准线生成方法及装置
技术领域
本发明属于制造技术领域，尤其是涉及一种铸件加工基准线生成方法及装置。
背景技术
目前科技高速发展，生产生活的各个领域都普及了数字化及自动化，工业生产效率也得到提高。为了与高速的生产节奏相配合，生产技术普遍使用自动化机械设备替代手工操作，尤其是使用计算机软件辅助替代繁琐地人工工艺流程，极大地利用计算机的计算资源替代人脑计算。
为了提高车间的生产效率，就必须对生产环节中投入大量人工操作的环节实现自动化和机械化。在传统铸件加工过程中，需要进行划线操作，以辅助后续加工环节。而传统划线操作由工人手工完成，耗时耗力。
发明内容
本发明实施例的目的在于提供一种铸件加工基准线生成方法及装置，从而解决现有技术中铸件加工时，需要人工计算加工基准线的问题。
为了实现上述目的，本发明实施例提供了一种铸件加工基准线生成方法，包括：
获取目标铸件毛坯的空间点云数据；
将所述空间点云数据与所述目标铸件毛坯的设计模型点云数据进行配准，获得所述目标铸件毛坯相对设计模型的目标变换矩阵；
根据所述目标变换矩阵和由所述设计模型得到的理论划线轨迹，获得目标划线轨迹。
可选地，获取目标铸件毛坯的空间点云数据，包括：
利用三维扫描设备，将所述目标铸件毛坯扫描成为立体结构光造型文件；
根据所述立体结构光造型文件，获取多个三角面片信息；
对多个三角面片分别进行点云离散，获得所述空间点云数据。
可选地，对多个三角面片分别进行点云离散，获得所述空间点云数据，包括：
对多个所述三角面片分别进行旋转变换，使每个所述三角面片的法向量与第一坐标轴重合；
将经过旋转变换后的多个所述三角面片分别进行平移变换，得到多个目标三角面片；
对多个所述目标三角面片分别划分网格，得到位于所述目标三角面片内部的多个目标离散点；
根据泊松采样方法，在所述多个目标离散点中选取采样点；
通过矩阵逆变换，将所述采样点反映射至三维空间，得到所述空间点云数据。
可选地，对多个所述目标三角面片分别划分网格，得到位于所述目标三角面片内部的多个目标离散点，包括：
对多个所述目标三角面片分别划分网格，得到多个第一离散点；
采用面积法，判断所述第一离散点是否位于对应的所述目标三角面片内部，获得判断结果；
根据所述判断结果，得到多个所述目标离散点。
可选地，将所述空间点云数据与所述目标铸件毛坯的设计模型点云数据进行配准，获得所述目标铸件毛坯相对设计模型的目标变换矩阵，包括：
获得所述设计模型点云数据中与所述空间点云数据中的第一目标点集距离最近的第二目标点集；
根据变换矩阵方法，计算所述第一目标点集相对所述第二目标点集的第一变换矩阵；
根据所述第一变换矩阵对所述设计模型点云数据进行变换，获得第一点云数据；
在所述第一点云数据与所述空间点云数据之间的相对距离误差趋于不变时，确定所述第一变换矩阵为所述目标变换矩阵。
可选地，将所述空间点云数据与所述目标铸件毛坯的设计模型点云数据进行配准，获得所述目标铸件毛坯相对设计模型的目标变换矩阵之后，还包括：
通过开放图形库，判断所述空间点云数据与所述设计模型点云数据的配准效果；
在所述配准效果未满足最优配准姿态时，对所述目标变换矩阵进行点云姿态变换。
可选地，根据所述目标变换矩阵和由所述设计模型得到的理论划线轨迹，获得目标划线轨迹，包括：
获取所述理论划线轨迹；
根据所述目标变换矩阵和所述理论划线轨迹，得到第一划线轨迹和目标法向量矩阵；
根据所述第一划线轨迹和所述目标法向量矩阵，对所述理论划线轨迹进行处理，得到所述目标划线轨迹。
可选地，获取所述理论划线轨迹包括：
根据所述设计模型点云数据，得到位于不同面上的多个设计轨迹；
根据多个所述设计轨迹，得到每个所述设计轨迹上的目标坐标点；
根据所述目标坐标点、所述目标坐标点对应的法向量坐标以及预设编号，获取所述理论划线轨迹。
可选地，根据所述第一划线轨迹和所述目标法向量矩阵，对所述理论划线轨迹进行处理，得到所述目标划线轨迹，包括：
将所述第一划线轨迹中的第一预设数据矩阵和所述目标法向量矩阵分别转置后的矩阵，替换所述理论划线轨迹中的第二预设数据矩阵，获得所述目标划线轨迹。
本发明实施例还提供一种铸件加工基准线生成装置，包括：
第一获取模块，用于获取目标铸件毛坯的空间点云数据；
第一获得模块，用于将所述空间点云数据与所述目标铸件毛坯的设计模型点云数据进行配准，获得所述目标铸件毛坯相对设计模型的目标变换矩阵；
第二获得模块，用于根据所述目标变换矩阵和由所述设计模型得到的理论划线轨迹，获得目标划线轨迹。
可选地，所述第一获取模块包括：
扫描单元，用于利用三维扫描设备，将所述目标铸件毛坯扫描成为立体结构光造型文件；
第一获取单元，用于根据所述立体结构光造型文件，获取多个三角面片信息；
离散单元，用于对多个三角面片分别进行点云离散，获得所述空间点云数据。
可选地，所述离散单元包括：
第一变换子单元，用于对多个所述三角面片分别进行旋转变换，使每个所述三角面片的法向量与第一坐标轴重合；
第二变换子单元，用于将经过旋转变换后的多个所述三角面片分别进行平移变换，得到多个目标三角面片；
划分子单元，用于对多个所述目标三角面片分别划分网格，得到位于所述目标三角面片内部的多个目标离散点；
选取子单元，用于根据泊松采样方法，在所述多个目标离散点中选取采样点；
第三变换子单元，用于通过矩阵逆变换，将所述采样点反映射至三维空间，得到所述空间点云数据。
可选地，所述划分子单元具体用于：
对多个所述目标三角面片分别划分网格，得到多个第一离散点；
采用面积法，判断所述第一离散点是否位于对应的所述目标三角面片内部，获得判断结果；
根据所述判断结果，得到多个所述目标离散点。
可选地，所述第一获得模块具体用于：
获得所述设计模型点云数据中与所述空间点云数据中的第一目标点集距离最近的第二目标点集；
根据变换矩阵方法，计算所述第一目标点集相对所述第二目标点集的第一变换矩阵；
根据所述第一变换矩阵对所述设计模型点云数据进行变换，获得第一点云数据；
在所述第一点云数据与所述空间点云数据之间的相对距离误差趋于不变时，确定所述第一变换矩阵为所述目标变换矩阵。
可选地，所述装置还包括：
判断模块，用于通过开放图形库，判断所述空间点云数据与所述设计模型点云数据的配准效果；
变换模块，用于在所述配准效果未满足最优配准姿态时，对所述目标变换矩阵进行点云姿态变换。
可选地，所述第二获得模块包括：
第二获取单元，用于获取所述理论划线轨迹；
第一得到单元，用于根据所述目标变换矩阵和所述理论划线轨迹，得到第一划线轨迹和目标法向量矩阵；
第二得到单元，用于根据所述第一划线轨迹和所述目标法向量矩阵，对所述理论划线轨迹进行处理，得到所述目标划线轨迹。
可选地，所述第二获取单元具体用于：
根据所述设计模型点云数据，得到位于不同面上的多个设计轨迹；
根据多个所述设计轨迹，得到每个所述设计轨迹上的目标坐标点；
根据所述目标坐标点、所述目标坐标点对应的法向量坐标以及预设编号，获取所述理论划线轨迹。
可选地，所述第二得到单元具体用于：
将所述第一划线轨迹中的第一预设数据矩阵和所述目标法向量矩阵分别转置后的矩阵，替换所述理论划线轨迹中的第二预设数据矩阵，获得所述目标划线轨迹。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现如上述的铸件加工基准线生成方法。
本发明实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如上述的铸件加工基准线生成方法。
本发明的上述技术方案至少具有如下有益效果：
上述方案中，通过获取目标铸件毛坯的空间点云数据；将所述空间点云数据与所述目标铸件毛坯的设计模型点云数据进行配准，获得所述目标铸件毛坯相对设计模型的目标变换矩阵；根据所述目标变换矩阵和由所述设计模型得到的理论划线轨迹，获得目标划线轨迹，指导后续工位机械手实施划线，从而实现智能化划线，大幅度降低人工划线劳动强度，极大提高生产效率。
附图说明
图1为本发明实施例的铸件加工基准线生成方法的步骤示意图；
图2为本发明实施例的三角面片旋转变换的示意图；
图3为本发明实施例的三角面片划分网格的示意图；
图4为本发明实施例的面积判断法的示意图；
图5为本发明实施例的铸件加工基准线生成装置的示意图。
具体实施方式
为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。
本发明实施例针对现有技术中铸件加工时，需要人工计算加工基准线的问题，提供一种铸件加工基准线生成方法及装置。
如图1所示，本发明实施例提供了一种铸件加工基准线生成方法，包括：
步骤101，获取目标铸件毛坯的空间点云数据；
步骤102，将空间点云数据与目标铸件毛坯的设计模型点云数据进行配准，获得目标铸件毛坯相对设计模型的目标变换矩阵；
需要说明的是，采用人机界面反馈空间点云数据与目标铸件毛坯的设计模型点云数据的配准结果，达到目标铸件毛坯与设计模型配准的动态实现的目的，从而获得合理和有效的目标变换矩阵。这里，设计模型为CAD模型。
步骤103，根据目标变换矩阵和由设计模型得到的理论划线轨迹，获得目标划线轨迹。
这里，将目标划线轨迹输出到机械手中，进行后续划线操作。
本发明实施例，通过获取目标铸件毛坯的空间点云数据；将空间点云数据与目标铸件毛坯的设计模型点云数据进行配准，获得目标铸件毛坯相对设计模型的目标变换矩阵；根据目标变换矩阵和由设计模型得到的理论划线轨迹，获得目标划线轨迹，指导后续工位机械手实施划线，从而实现智能化划线，大幅度降低人工划线劳动强度，极大提高生产效率。
可选地，步骤101，获取目标铸件毛坯的空间点云数据，包括：
利用三维扫描设备，将目标铸件毛坯扫描成为立体结构光造型文件；
根据立体结构光造型文件，获取多个三角面片信息；
对多个三角面片分别进行点云离散，获得空间点云数据。
需要说明的是，立体结构光造型文件，即STL文件，只能描述三维物体的表面几何形状，有ASCII格式以及二进制格式两种保存形式。这里，主要采用ASCII格式的STL文件，具体格式举例如下：
Figure BDA0003312543280000071
这里，遍历立体结构光造型文件，获得三角面片信息，其中，三角面片信息包括三角面片的法向量坐标和三个顶点坐标，这里，facet normal表示三角面片的法向量N＝[0.593128 0.731145 -0.337086]，法向量的方向由实体指向外部，同时，还包括三角面片的三个顶点坐标A＝[83.245483 425.362030 454.837982]，B＝[83.330200 425.476044455.234344]，C＝[83.421417 425.146088 454.679169]。
可选地，对多个三角面片分别进行点云离散，获得空间点云数据，包括：
对多个三角面片分别进行旋转变换，使每个三角面片的法向量与第一坐标轴重合；
将经过旋转变换后的多个所述三角面片分别进行平移变换，得到多个目标三角面片；
对多个目标三角面片分别划分网格，得到位于目标三角面片内部的多个目标离散点；
根据泊松采样方法，在多个目标离散点中选取采样点；
通过矩阵逆变换，将采样点反映射至三维空间，得到空间点云数据。
需要说明的是，首先，如图2所示，将每一个三角面片的法向量n＝(nx,ny,nz,)通过旋转变换与第一坐标轴重合，这里与Z轴重合。
具体地，先将法向量n绕Z轴旋转α角，旋转变换矩阵为：
Figure BDA0003312543280000081
其中，
Figure BDA0003312543280000082
并将三角面片作此变换，使得法向量n位于YOZ平面。
再将法向量n绕X轴旋转β角，旋转变换矩阵为：
Figure BDA0003312543280000083
其中，
Figure BDA0003312543280000084
并将三角面片作此变换，使得法向量与Z轴重合。
经过如上旋转变换后的三角面片与Z轴垂直。
再将经过上述旋转变换后的三角面片进行平移变换，得到目标三角面片，如图3所示，目标三角面片ABC在XOY平面上，这里，平移矩阵为：
Figure BDA0003312543280000085
然后，计算三角面片的最大最小坐标值，以及对三角面片所在矩形区域等距离划分网格，提取位于三角面片内部的点，即为目标离散点，并保留法矢信息。需要注意的是，划分距离越小离散获得的点云数据越多。
然后，采用泊松采样法，在目标离散点中选取采样点。
具体地，规定采样点之间的最小距离为r。在三角面片范围内随机生成一个活跃采样点，在这个采样点周围的环形区域中再随机生成k个候选采样点，这个环形区域以该活跃采样点为圆心，半径从r延伸到2r。在这k个随机候选采样点中，剔除掉与已选定的采样点距离小于r的点，剩下的作为新的活跃采样点。如果这k个采样点都被剔除了，则没有剩下任何可用的点，则将此环形区域圆心处的所选活跃采样点标记为非活跃，不再用于生成候选采样点。当所有采样点均为非活跃状态时，算法迭代结束。得到采样点均匀的点云数据。
最后，将以上获得的二维平面的点云数据，即采样点通过矩阵逆变换反映射回三维空间，得到空间点云数据。
可选地，对多个所述目标三角面片分别划分网格，得到位于目标三角面片内部的多个目标离散点，包括：
对多个目标三角面片分别划分网格，得到多个第一离散点；
采用面积法，判断第一离散点是否位于对应的目标三角面片内部，获得判断结果；
根据判断结果，得到多个目标离散点。
需要说明的是，通过面积法判断多个第一离散点是否在目标三角面片内部，如图4所示，如果三角形ABC的面积为三角形PAB、三角形PBC与三角形PAC的面积之和，则点P在三角形ABC的内部或边上，否则剔除P点，不作为目标离散点。
三角形面积可以通过三点法求解，三点坐标A(xa,ya,za)、B(xb,yb,zb)、C(xc,yc,zc)，则三角形ABC的面积计算公式为：
Figure BDA0003312543280000091
可选地，步骤102，将空间点云数据与目标铸件毛坯的设计模型点云数据进行配准，获得目标铸件毛坯相对设计模型的目标变换矩阵，包括：
获得设计模型点云数据中与空间点云数据中的第一目标点集距离最近的第二目标点集；
根据变换矩阵方法，计算第一目标点集相对第二目标点集的第一变换矩阵；
根据第一变换矩阵对设计模型点云数据进行变换，获得第一点云数据；
在第一点云数据与空间点云数据之间的相对距离误差趋于不变时，确定第一变换矩阵为目标变换矩阵。
这里，采用ICP(Iterative Closest Ponit，最近点搜索)算法，确定目标变换矩阵。对第一点云数据中的所有点与对应的空间点云数据中的点的相对距离误差进行迭代，在相对距离误差趋于不变时，确定第一点云数据对应的第一变换矩阵为目标变换矩阵。
可选地，步骤102，将空间点云数据与目标铸件毛坯的设计模型点云数据进行配准，获得目标铸件毛坯相对设计模型的目标变换矩阵之后，还包括：
通过开放图形库，判断空间点云数据与设计模型点云数据的配准效果；
在配准效果未满足最优配准姿态时，对目标变换矩阵进行点云姿态变换。
需要说明的是，采用人机界面显示配准效果，这里，通过开放图形库(opengl)制作窗口判断点云配准效果，在配准效果未满足最优配准姿态，或者加工余量分配不足时，对目标变换矩阵进行点云姿态变换。
具体地，对目标变换矩阵进行点云姿态变换的步骤包括：
步骤一：对目标变换矩阵进行如下调整：
沿X轴、Y轴和Z轴方向的平移，以及绕X轴、Y轴和Z轴的旋转，分别记为x，y，z，nx，ny，nz，这里，将绕X轴、Y轴和Z轴旋转的角度值换算成弧度制：
Figure BDA0003312543280000101
平移矩阵TP，绕X轴旋转的旋转矩阵TX，绕Y轴旋转的旋转矩阵TY以及绕Z轴旋转的旋转矩阵TZ分别如下：
Figure BDA0003312543280000102
Figure BDA0003312543280000103
Figure BDA0003312543280000111
Figure BDA0003312543280000112
则调整后的目标变换矩阵为：
Ti＝TPTXTYTZ；
其中，Ti第i次调整后的目标变换矩阵。
步骤二：判断第一目标变换矩阵的配准效果；
步骤三：在配准效果未满足最优配准姿态时，重复步骤一的调整，直到满足最优配准效果。
需要说明的是，多次调整后的目标旋转变换矩阵为：
Tres＝TnTn-1Tn-2…T2T1。
可选地，步骤103，根据目标变换矩阵和由设计模型得到的理论划线轨迹，获得目标划线轨迹，包括：
获取理论划线轨迹；
根据目标变换矩阵和理论划线轨迹，得到第一划线轨迹和目标法向量矩阵；
根据第一划线轨迹和所述目标法向量矩阵，对理论划线轨迹进行处理，得到所述目标划线轨迹。
具体地，根据目标变换矩阵和理论划线轨迹，得到第一划线轨迹和目标法向量矩阵的步骤包括：
步骤一：取理论划线轨迹F的第二列到第四列，组成新的矩阵，将该矩阵转置，并在转置后的矩阵底部增加一行全为1的元素，得到第二划线轨迹，该第二划线轨迹path为：
Figure BDA0003312543280000113
根据下式，计算第一划线轨迹newpath为：
newpath＝Tres×path；
其中，Tres为目标变换矩阵(此目标变换矩阵为多次调整后的目标变换矩阵)；
步骤二：取目标变换矩阵的前三行前三列，组成第一法向量矩阵rotate；
将理论划线轨迹F的最后三列进行转置，得到第二法向量矩阵N；
根据下式，计算目标法向量矩阵newN：
newN＝N×rotate。
可选地，获取理论划线轨迹包括：
根据设计模型点云数据，得到位于不同面上的多个设计轨迹；
根据多个设计轨迹，得到每个设计轨迹上的目标坐标点；
根据目标坐标点、目标坐标点对应的法向量坐标以及预设编号，获取理论划线轨迹。
需要说明的是，理论划线轨迹F写成矩阵模式如下所示：
Figure BDA0003312543280000121
其中，第一列pathno为预设编号，如0101表示第一个面上的第一条设计轨迹，0203表示第二个面上的第三条设计轨迹，需要注意的是，预设编号改变，则关闭机械手的激光器；预设编号不变，则机械手在运动过程中不关闭激光器。每行其他列分别为的该设计轨迹上目标坐标点以及该目标坐标点对应的法向量坐标，其中，当设计轨迹为直线时，目标坐标点为该直线的起点和终点；当设计轨迹为曲线时，目标坐标点为该曲线上的多个点，多个点连接成的多段直线拟合为曲线。
可选地，根据第一划线轨迹和目标法向量矩阵，对理论划线轨迹进行处理，得到目标划线轨迹，包括：
将第一划线轨迹中的第一预设数据矩阵和目标法向量矩阵分别转置后的矩阵，替换理论划线轨迹中的第二预设数据矩阵，获得目标划线轨迹。
需要说明的是，第一预设数据矩阵为第一划线轨迹newpth中前三行数据；第二预设数据矩阵为理论划线轨迹F的第二列到第七列的数据。
这里，将第一预设数据矩阵和目标法向量矩阵分别转置后组成的矩阵，替换第二预设数据矩阵，得到目标划线轨迹F′为：
Figure BDA0003312543280000131
如图5所示，本发明实施例还提供一种铸件加工基准线生成装置，包括：
第一获取模块501，用于获取目标铸件毛坯的空间点云数据；
第一获得模块502，用于将空间点云数据与目标铸件毛坯的设计模型点云数据进行配准，获得目标铸件毛坯相对设计模型的目标变换矩阵；
第二获得模块503，用于根据目标变换矩阵和由设计模型得到的理论划线轨迹，获得目标划线轨迹。
本发明实施例，通过获取目标铸件毛坯的空间点云数据；将空间点云数据与目标铸件毛坯的设计模型点云数据进行配准，获得目标铸件毛坯相对设计模型的目标变换矩阵；根据目标变换矩阵和由设计模型得到的理论划线轨迹，获得目标划线轨迹，指导后续工位机械手实施划线，从而实现智能化划线，大幅度降低人工划线劳动强度，极大提高生产效率。
可选地，第一获取模块501包括：
扫描单元，用于利用三维扫描设备，将目标铸件毛坯扫描成为立体结构光造型文件；
第一获取单元，用于根据立体结构光造型文件，获取多个三角面片信息；
离散单元，用于对多个三角面片分别进行点云离散，获得空间点云数据。
可选地，离散单元包括：
第一变换子单元，用于对多个三角面片分别进行旋转变换，使每个三角面片的法向量与第一坐标轴重合；
第二变换子单元，用于将经过旋转变换后的多个三角面片分别进行平移变换，得到多个目标三角面片；
划分子单元，用于对多个目标三角面片分别划分网格，得到位于目标三角面片内部的多个目标离散点；
选取子单元，用于根据泊松采样方法，在多个目标离散点中选取采样点；
第三变换子单元，用于通过矩阵逆变换，将采样点反映射至三维空间，得到空间点云数据。
可选地，划分子单元具体用于：
对多个目标三角面片分别划分网格，得到多个第一离散点；
采用面积法，判断第一离散点是否位于对应的目标三角面片内部，获得判断结果；
根据判断结果，得到多个目标离散点。
可选地，第一获得模块502具体用于：
获得设计模型点云数据中与空间点云数据中的第一目标点集距离最近的第二目标点集；
根据变换矩阵方法，计算第一目标点集相对第二目标点集的第一变换矩阵；
根据第一变换矩阵对设计模型点云数据进行变换，获得第一点云数据；
在第一点云数据与空间点云数据之间的相对距离误差趋于不变时，确定第一变换矩阵为目标变换矩阵。
可选地，所述装置还包括：
判断模块，用于通过开放图形库，判断空间点云数据与设计模型点云数据的配准效果；
变换模块，用于在配准效果未满足最优配准姿态时，对目标变换矩阵进行点云姿态变换。
可选地，第二获得模块502包括：
第二获取单元，用于获取理论划线轨迹；
第一得到单元，用于根据目标变换矩阵和理论划线轨迹，得到第一划线轨迹和目标法向量矩阵；
第二得到单元，用于根据第一划线轨迹和目标法向量矩阵，对理论划线轨迹进行处理，得到目标划线轨迹。
可选地，第二获取单元具体用于：
根据设计模型点云数据，得到位于不同面上的多个设计轨迹；
根据多个设计轨迹，得到每个设计轨迹上的目标坐标点；
根据目标坐标点、目标坐标点对应的法向量坐标以及预设编号，获取理论划线轨迹。
可选地，所述第二得到单元具体用于：
将第一划线轨迹中的第一预设数据矩阵和目标法向量矩阵分别转置后的矩阵，替换理论划线轨迹中的第二预设数据矩阵，获得目标划线轨迹。
需要说明的是，本发明实施例提供的铸件加工基准线生成装置是能够执行上述的铸件加工基准线生成方法的装置，则上述的铸件加工基准线生成方法的所有实施例均适用于该装置，且能达到相同或者相似的技术效果。
本发明实施例还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现如上述的铸件加工基准线生成方法。
本发明实施例还提供一种可读存储介质，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如上述的铸件加工基准线生成方法。
其中，处理器为上述实施例中的电子设备中的处理器。可读存储介质，包括计算机可读存储介质，如计算机只读存储器(Read-Only Memory，简称ROM)、随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)、磁碟或者光盘等。
上述范例性实施例是参考该些附图来描述的，许多不同的形式和实施例是可行而不偏离本发明精神及教示，因此，本发明不应被建构成为在此所提出范例性实施例的限制。更确切地说，这些范例性实施例被提供以使得本发明会是完善又完整，且会将本发明范围传达给那些熟知此项技术的人士。在该些图式中，组件尺寸及相对尺寸也许基于清晰起见而被夸大。在此所使用的术语只是基于描述特定范例性实施例目的，并无意成为限制用。如在此所使用地，除非该内文清楚地另有所指，否则该单数形式“一”、“一个”和“该”是意欲将该些多个形式也纳入。会进一步了解到该些术语“包含”及/或“包括”在使用于本说明书时，表示所述特征、整数、步骤、操作、构件及/或组件的存在，但不排除一或更多其它特征、整数、步骤、操作、构件、组件及/或其族群的存在或增加。除非另有所示，陈述时，一值范围包含该范围的上下限及其间的任何子范围。
以上所述是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明所述原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (12)

1.一种铸件加工基准线生成方法，其特征在于，包括：
获取目标铸件毛坯的空间点云数据；
将所述空间点云数据与所述目标铸件毛坯的设计模型点云数据进行配准，获得所述目标铸件毛坯相对设计模型的目标变换矩阵；
根据所述目标变换矩阵和由所述设计模型得到的理论划线轨迹，获得目标划线轨迹。
2.根据权利要求1所述的铸件加工基准线生成方法，其特征在于，获取目标铸件毛坯的空间点云数据，包括：
利用三维扫描设备，将所述目标铸件毛坯扫描成为立体结构光造型文件；
根据所述立体结构光造型文件，获取多个三角面片信息；
对多个三角面片分别进行点云离散，获得所述空间点云数据。
3.根据权利要求2所述的铸件加工基准线生成方法，其特征在于，对多个三角面片分别进行点云离散，获得所述空间点云数据，包括：
对多个所述三角面片分别进行旋转变换，使每个所述三角面片的法向量与第一坐标轴重合；
将经过旋转变换后的多个所述三角面片分别进行平移变换，得到多个目标三角面片；
对多个所述目标三角面片分别划分网格，得到位于所述目标三角面片内部的多个目标离散点；
根据泊松采样方法，在所述多个目标离散点中选取采样点；
通过矩阵逆变换，将所述采样点反映射至三维空间，得到所述空间点云数据。
4.根据权利要求3所述的铸件加工基准线生成方法，其特征在于，对多个所述目标三角面片分别划分网格，得到位于所述目标三角面片内部的多个目标离散点，包括：
对多个所述目标三角面片分别划分网格，得到多个第一离散点；
采用面积法，判断所述第一离散点是否位于对应的所述目标三角面片内部，获得判断结果；
根据所述判断结果，得到多个所述目标离散点。
5.根据权利要求1所述的铸件加工基准线生成方法，其特征在于，将所述空间点云数据与所述目标铸件毛坯的设计模型点云数据进行配准，获得所述目标铸件毛坯相对设计模型的目标变换矩阵，包括：
获得所述设计模型点云数据中与所述空间点云数据中的第一目标点集距离最近的第二目标点集；
根据变换矩阵方法，计算所述第一目标点集相对所述第二目标点集的第一变换矩阵；
根据所述第一变换矩阵对所述设计模型点云数据进行变换，获得第一点云数据；
在所述第一点云数据与所述空间点云数据之间的相对距离误差趋于不变时，确定所述第一变换矩阵为所述目标变换矩阵。
6.根据权利要求1所述的铸件加工基准线生成方法，其特征在于，将所述空间点云数据与所述目标铸件毛坯的设计模型点云数据进行配准，获得所述目标铸件毛坯相对设计模型的目标变换矩阵之后，还包括：
通过开放图形库，判断所述空间点云数据与所述设计模型点云数据的配准效果；
在所述配准效果未满足最优配准姿态时，对所述目标变换矩阵进行点云姿态变换。
7.根据权利要求1所述的铸件加工基准线生成方法，其特征在于，根据所述目标变换矩阵和由所述设计模型得到的理论划线轨迹，获得目标划线轨迹，包括：
获取所述理论划线轨迹；
根据所述目标变换矩阵和所述理论划线轨迹，得到第一划线轨迹和目标法向量矩阵；
根据所述第一划线轨迹和所述目标法向量矩阵，对所述理论划线轨迹进行处理，得到所述目标划线轨迹。
8.根据权利要求7所述的铸件加工基准线生成方法，其特征在于，获取所述理论划线轨迹包括：
根据所述设计模型点云数据，得到位于不同面上的多个设计轨迹；
根据多个所述设计轨迹，得到每个所述设计轨迹上的目标坐标点；
根据所述目标坐标点、所述目标坐标点对应的法向量坐标以及预设编号，获取所述理论划线轨迹。
9.根据权利要求7所述的铸件加工基准线生成方法，其特征在于，根据所述第一划线轨迹和所述目标法向量矩阵，对所述理论划线轨迹进行处理，得到所述目标划线轨迹，包括：
将所述第一划线轨迹中的第一预设数据矩阵和所述目标法向量矩阵分别转置后的矩阵，替换所述理论划线轨迹中的第二预设数据矩阵，获得所述目标划线轨迹。
10.一种铸件加工基准线生成装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取目标铸件毛坯的空间点云数据；
第一获得模块，用于将所述空间点云数据与所述目标铸件毛坯的设计模型点云数据进行配准，获得所述目标铸件毛坯相对设计模型的目标变换矩阵；
第二获得模块，用于根据所述目标变换矩阵和由所述设计模型得到的理论划线轨迹，获得目标划线轨迹。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的程序，所述程序被所述处理器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述的铸件加工基准线生成方法。
12.一种可读存储介质，其特征在于，所述可读存储介质上存储有程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至9中任一项所述的铸件加工基准线生成方法。
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