【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及图像数据处理，具体为一种目标物的3d打印方法、系统、设备和存储介质。
技术介绍
1、伴随着3d打印技术的发展，人们日常生活的多个方面正在发生改变。例如，医疗界广泛使用3d打印技术来制造定制的假体、义肢和医疗设备。这种技术可以提高患者的生活质量，减少手术风险，并降低医疗成本。此外，3d打印技术的运用具有提高生活质量、推动创新、降低成本等重大意义，并能够另辟蹊径的解决各问题。
2、常见的3d打印目标物有可塑性材料的原型零件、飞行器引擎构件、医疗假体义肢、仿生器官以及定制食品等，通常会利用切片软件将这些目标物三维模型的标准曲面细分语言文件(stereolithography，stl)或者cad源文件进行切片，然后转换为适合3d打印机的g-code文件(或路径)，如果模型的结构过于复杂，可利用数学方程式生成模型文件，然后再进行切片打印。
3、3d打印的实时反馈中，常通过人工检查打印物体以发现可见的缺陷，如层间粘附不良、裂缝、失融、断层或外观不佳，来决定下一步打印计划。但这种方式需要专业人员主动辨识，稳定性和专业度较低。另外，3d打印机通常具备传感器和监控系统，以监测温度、喷头状态、打印速度和层间粘附，这些系统可以进行实时检测和反馈，但这种方式是由打印机的状态去推测打印过程中存在的问题，理论误差和实际误差相差较大，造成打印实物与目标物的相似度较低。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是提供一种目标物的3d打印方法、系统、设备和存储介质。
2、
3、一种目标物的3d打印方法，包括如下操作：
4、s1、获取目标物三维图，基于所述目标物三维图，得到打印规划路径序列和目标物多层三维图；
5、s2、依据所述打印规划路径序列中当前层打印路径序列，完成当前层打印后，获取当前层打印实物三维图，与对应目标物单层三维图的高度差，判断所述高度差是否超过第一阈值；若超过，停止打印；若未超过，执行s3；
6、s3、获取所述当前层打印实物三维图，与对应目标物单层三维图的水平方向尺寸差；判断所述水平方向尺寸差是否超过第二阈值；若超过，停止打印；若未超过，执行s4；
7、s4、获取所述当前层打印实物三维图，与对应目标物单层三维图的差分图，基于所述差分图，判断是否存在打印空洞区域；若不存在，执行所述s2；若存在，执行s5；
8、s5、获取所述打印空洞区域的空洞平面位置数据，基于所述空洞平面位置数据，调整下一层打印路径序列后，执行所述s2；
9、当所述s2执行的次数等于目标物多层三维图的层数时，得到3d打印实物。
10、所述s1中得到打印规划路径序列的操作具体为：
11、步骤一、获取所述目标物三维图像的点云数据，经分层处理，得到多层点云数据；
12、步骤二、基于预设打印线宽和预设打印坐标原点，将当前层点云数据进行分区处理，得到当前层多区域点云数据集；
13、步骤三、基于预设单层打印方向，将所述当前层多区域点云数据集中，所有单区域点云数据进行连接，得到初始打印路径序列；
14、步骤四、预设滑动窗口，所述滑动窗口在遍历所述初始打印路径序列时，将滑动窗口内点云数据在z轴方向上的平均值作为打印高度，并与所述初始打印路径序列结合后，得到当前层打印路径序列；
15、所述多层点云数据中，所有单层点云数据执行步骤二、步骤三和步骤四的操作后，得到的所有单层打印路径序列形成多层打印路径序列；基于预设多层打印路径顺序，将所有单层打印路径序列进行连接后，得到所述打印规划路径序列。
16、所述分层处理的操作之前，还包括对所述目标物三维图像的点云数据，进行翻转处理和降采样处理。
17、所述s3中水平方向尺寸差为：所述当前层打印实物三维图投影到二维平面后，x轴方向上的最大值、和/或x轴方向上的最小值、和/或y轴方向上的最大值、和/或y轴方向上的最小值，分别与对应目标物单层三维图投影到二维平面后的x轴方向上的最大值、和/或x轴方向上的最小值、和/或y轴方向上的最大值、和/或y轴方向上的最小值的差。
18、所述s4中基于差分图，判断是否存在打印空洞区域的操作具体为:获取投影到二维平面后的当前层打印实物三维图，与投影到二维平面后的对应目标物单层三维图的差分图，判断所述差分图中是否出现像素均值大于第三阈值的区域；若出现，则对应区域为所述打印空洞区域；若未出现，则不存在所述打印空洞区域。
19、所述s5中基于空洞平面位置数据，调整下一层打印路径序列的操作具体为：
20、将下一层打印路径序列中，所述空洞平面位置数据对应位置处的打印高度，更新为所述下一层打印路径序列中初始打印高度与上一层打印层高的和后，执行下一层打印。
21、所述s2中得到当前层打印实物三维图的操作具体为：
22、获取当前层打印实物的图像，得到当前层打印实物图；获取所述当前层打印实物图的高度数据集，将所述高度数据集，与当前层打印实物图的边缘轮廓图，进行对应位置处结合，得到所述当前层打印实物三维图。
23、一种目标物的3d打印系统，包括：
24、打印规划路径序列和目标物多层三维图生成模块，用于获取目标物三维图，基于所述目标物三维图，得到打印规划路径序列和目标物多层三维图；
25、高度差判断模块，用于依据所述打印规划路径序列中当前层打印路径序列，完成当前层打印后，获取当前层打印实物三维图，与对应目标物单层三维图的高度差，判断所述高度差是否超过第一阈值；若超过，停止打印；若未超过，执行水平方向尺寸差判断模块；
26、水平方向尺寸差判断模块，用于获取所述当前层打印实物三维图，与对应目标物单层三维图的水平方向尺寸差；判断所述水平方向尺寸差是否超过第二阈值；若超过，停止打印；若未超过，执行打印空洞区域判断模块；
27、打印空洞区域判断模块，用于获取所述当前层打印实物三维图，与对应目标物单层三维图的差分图，基于所述差分图，判断是否存在打印空洞区域；若不存在，执行所述高度差判断模块；若存在，执行打印路径序列调整模块；
28、打印路径序列调整模块，用于获取所述打印空洞区域的空洞平面位置数据，基于所述空洞平面位置数据，调整下一层打印路径序列后，执行所述高度差判断模块；
29、当所述高度差判断模块执行的次数等于目标物多层三维图的层数时，得到3d打印实物。
30、一种目标物的3d打印设备，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机程序时实现上述的目标物的3d打印方法。
31、一种计算机可读存储介质，用于存储计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的目标物的3d打印方法。
32、本专利技术的有益效果在于：
33、本专利技术提供的一种目标物的3d打印方法，通过将目标物三维图进行分层处理，并设计每层的打印路本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种目标物的3D打印方法，其特征在于，包括如下操作：
2.根据权利要求1所述的目标物的3D打印方法，其特征在于，所述S1中得到打印规划路径序列的操作具体为：
3.根据权利要求2所述的目标物的3D打印方法，其特征在于，所述分层处理的操作之前，还包括对所述目标物三维图像的点云数据，进行翻转处理和降采样处理。
4.根据权利要求1所述的目标物的3D打印方法，其特征在于，所述S3中水平方向尺寸差为：所述当前层打印实物三维图投影到二维平面后，X轴方向上的最大值、和/或X轴方向上的最小值、和/或Y轴方向上的最大值、和/或Y轴方向上的最小值，分别与对应目标物单层三维图投影到二维平面后的X轴方向上的最大值、和/或X轴方向上的最小值、和/或Y轴方向上的最大值、和/或Y轴方向上的最小值的差。
5.根据权利要求1所述的目标物的3D打印方法，其特征在于，所述S4中基于差分图，判断是否存在打印空洞区域的操作具体为:
6.根据权利要求1所述的目标物的3D打印方法，其特征在于，所述S5中基于空洞平面位置数据，调整下一层打印路径序列的操作具体为：p>
7.根据权利要求1所述的目标物的3D打印方法，其特征在于，所述S2中得到当前层打印实物三维图的操作具体为：
8.一种目标物的3D打印系统，其特征在于，包括：
9.一种目标物的3D打印设备，其特征在于，包括处理器和存储器，其中，所述处理器执行所述存储器中保存的计算机程序时实现如权利要求1-7任一项所述的目标物的3D打印方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，用于存储计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一项所述的目标物的3D打印方法。
...【技术特征摘要】
1.一种目标物的3d打印方法，其特征在于，包括如下操作：
2.根据权利要求1所述的目标物的3d打印方法，其特征在于，所述s1中得到打印规划路径序列的操作具体为：
3.根据权利要求2所述的目标物的3d打印方法，其特征在于，所述分层处理的操作之前，还包括对所述目标物三维图像的点云数据，进行翻转处理和降采样处理。
4.根据权利要求1所述的目标物的3d打印方法，其特征在于，所述s3中水平方向尺寸差为：所述当前层打印实物三维图投影到二维平面后，x轴方向上的最大值、和/或x轴方向上的最小值、和/或y轴方向上的最大值、和/或y轴方向上的最小值，分别与对应目标物单层三维图投影到二维平面后的x轴方向上的最大值、和/或x轴方向上的最小值、和/或y轴方向上的最大值、和/或y轴方向上的最小值的差。
5.根据权利要求1所述的目标...
【专利技术属性】
技术研发人员：桑胜波，朱家辉，菅傲群，郝润芳，康日晖，
申请(专利权)人：太原理工大学，
类型：发明
国别省市：
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