恭喜河南科技学院蔡磊获国家专利权
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龙图腾网恭喜河南科技学院申请的专利一种猪尾叉骨切割路径自主调整方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119741435B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-06-03发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202510259109.5,技术领域涉及:G06T17/00;该发明授权一种猪尾叉骨切割路径自主调整方法是由蔡磊;孔二旗;王效朋;秦晓晨;杨文丰;孙乾坤设计研发完成,并于2025-03-06向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种猪尾叉骨切割路径自主调整方法在说明书摘要公布了:本发明提供一种猪尾叉骨切割路径自主调整方法,包括以下步骤:获取猪尾叉骨的三维分割曲面模型和三维骨骼模型;对该三维分割曲面模型进行逐层提取,以生成对应的粗切割路径;将三维骨骼模型与实时点云数据配准,得到猪尾叉骨结构整体三维信息,再获得配准后的骨骼模型点;根据骨骼模型点和粗切割路径之间的相对关系,获得粗切割路径遇到的障碍物;通过路径偏移避让障碍物,并形成偏移路径;偏移路径进行平滑处理并获得平滑偏移路径;将所有平滑偏移路径进行融合和平滑处理,获得完整偏移路径;将完整偏移路径和粗切割路径进行融合,获得最终切割路径,显著提高自动化剔骨过程的效率与精度。
本发明授权一种猪尾叉骨切割路径自主调整方法在权利要求书中公布了:1.一种猪尾叉骨切割路径自主调整方法,其特征在于:包括以下步骤:步骤1:获取猪尾叉骨的三维分割曲面模型和三维骨骼模型;步骤2:对该三维分割曲面模型进行逐层提取,以生成对应的粗切割路径;具体为:步骤2.1:通过三维分割曲面模型获得猪尾叉骨的三维网格模型并记为M,三维网格模型M包含n个网格面片,每个网格面片的节点坐标为{xi,yi,zi},其中i=1,2,…n;三维网格模型M表示为:M={x1,y1,z1,x2,y2,z2,…,xn,yn,zn}接着计算网格面片的法向量并确定切割层,对于每个网格面片xi,yi,zi,计算其法向量ni,通过向量积公式得到:ni=v1×v2其中,v1和v2分别是网格面片上的两个向量;根据法向量ni,设定切割层间隔Δz,在Z轴方向或垂直于法向量方向设定切割层的深度;假设第k层切割层的深度为zk,则切割层的深度zk公式为:Zk=Z0+k·Δz其中,z0为初始切割层的深度,k为层数索引,且k=1,2,…,K,其中,K为最大切割层数;对于每一层k,切割层与三维曲面相交,交集部分的边界线即为该层的切割路径;设定切割层为:Pk:Ax+By+Cz=zk其中,A,B,C为切割平面的法向量分量,且zk为切割层的深度;通过与三维网格模型M进行布尔运算,提取出交集的边界路径,即切割路径Lk;Lk={xj,yj,zj|Pk∩M}其中,xj,yj,zj为交集路径上的每一个节点;步骤2.2:将逐层提取的切割路径连接后,通过B-spline曲线平滑处理;先逐层提取的切割路径L1,L2,…,LK进行顺序连接,形成一系列连续的切割路径;再使用样条曲线对连续的切割路径进行平滑,通过B-spline曲线拟合方法平滑连续的切割路径: 其中,Nit为B样条基函数,Pi为路径点,t∈[0,1]为路径参数;步骤2.3:通过遗传算法优化平滑后的切割路径,调整路径节点法向量平滑度和节点间距;假设每条切割路径Lk都需要进行优化,优化目标为: 其中,ni和ni+1分别为路径节点Pi和Pi+1的法向量,λ为调节系数,用于平衡法向量平滑度和路径节点间距的优化,|Lk|为路径Lk上的节点数量;得到优化后的切割路径Pkk=1,2,…,K,将所有切割层的切割路径连接并优化,最终生成粗切割路径ps,其表达形式为: 其中,Skt为第k层经过B样条曲线平滑处理和遗传算法优化后的切割路径;步骤3:将三维骨骼模型与实时点云数据配准,得到猪尾叉骨结构整体三维信息,再获得配准后的骨骼模型点;步骤4:根据骨骼模型点和粗切割路径之间的相对关系,获得粗切割路径遇到的障碍物;步骤5:通过路径偏移避让障碍物,并形成偏移路径;步骤6:偏移路径进行平滑处理并获得平滑偏移路径;步骤7:将所有平滑偏移路径进行融合和平滑处理,获得完整偏移路径;步骤8:将完整偏移路径和粗切割路径进行融合,获得最终切割路径。
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