(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210921728.2 (22)申请日 2022.08.02 (71)申请人 广东工业大 学 地址 510062 广东省广州市越秀区东 风东 路729号 (72)发明人 牛增豪　 (74)专利代理 机构 广东广信君达律师事务所 44329 专利代理师 廖朗皓 (51)Int.Cl. B23K 26/362(2014.01) B23K 26/08(2014.01) B23K 26/70(2014.01) (54)发明名称 一种自动生成打印路径的激光打标 方法 (57)摘要 本发明公开了一种自动生成打印路径的激 光打标方法， 包括： 获取待处理的 图像点集， 定义 相关数据结构； 利用奇偶交点法确定环是内环还 是外环， 利用中点垂直延伸法确定内外环对应方 向的拓展轮廓； 生成等间隔直线并利用交点奇偶 数次序切割为平行线 段； 使用同方向端点距离最 小以及阈值法判断是否连接两个线段。 与现有技 术相比， 本发 明尽可能使用数学方法对于路径生 成方法进行优化， 保证计算量可控； 路径生成速 度快， 生成质量高； 对于不同图案的适应力强， 通 用性高； 路径的平均单次路程较长， 可 以充分利 用激光开启时间； 图案轮廓明显， 图案填充效果 清晰可辨。 权利要求书2页 说明书6页 附图4页 CN 115302092 A 2022.11.08 CN 115302092 A 1.一种自动生成打印路径的激光打标 方法， 其特 征在于， 包括： 一、 预处理步骤 步骤1.1， 点 集预处理 步骤1.1.1， 将输入的待打印的图形符号点集， 按照是否属于一个封闭环分成不同点 集， 形成点 集结构体数组orgs； orgs中所有环的点 集即构成需要绘制的图像； 其中， 点集结构体数组的属性段包括： orgs(i).data， 表示点集坐标集合， 使用结构体M作为元素， 按顺序存储； orgs(i).mod， 表示点属于内环还是外环； orgs(i).layer 表示环为第几层， i表示数组索引； 其中， 将每 个点集数据的坐标点都定义 为一个结构体M， 结构体M的属性包括： M.data， 表示点坐标； M.dataPro， 同一环中的上一个点坐标； M.dataNext， 同一环中下 一个点坐标； M.layer， 表示点属于第几层环； M.mod， 表示点属于内环还是外环； M.index， 表 示点属于某个环； M.i i， 表示点属于某个环的第几个点； 步骤1.1.2， 将orgs中的点按网格切分存储到一个二维结构体中dotsSplit， 其中结构 体dotsSpl it的行列索引i,j分别对应点的x,y坐标的十倍 最接近的整数； 步骤1.2， 内外环区分 步骤1.2.1， 遍历所有orgs内的所有环的点集， 每个环取其中任意四个点得其y坐标的 均值存入数组ys； 步骤1.2.2， 对于ys中每一个y坐标都做一条穿过该y坐标的直线横穿 需要绘制的图像， 同时从dotsSpl it中得到对应与直线最近的上 方和下方两个网格行upGrids和do wnGrids； 步骤1.2.3， 遍历upGrids和downGrids寻找和直线y相交的所有线段对应的点， 并按照 x 大小进行排序； 步骤1.2.4， 从左向右按顺序查看， 若点排序位置为奇数， 那么点所属的环即为 内环， 否 则为外环； 同时如果一个环已经被判定结束， 则后边再次查看到此环上另外的点则直接跳 过； 步骤1.3， 获取内外环拓展轮廓 步骤1.3.1， 对点集结构体数组orgs中的环的点集进行遍历， 利用中点垂直延伸法， 如 果是内环就进行内扩获得拓展轮廓， 如果是外环就外扩获得拓展轮廓； 步骤1.3.2， 将拓展轮廓的轮廓线的点存入到点集结构体数组orgs和dotsSplit中； 根 据是第几次扩展， 同时设置点在结构体M中的属性M.layer； 二、 锯齿平行打标 步骤2.1， 生成平行线段 步骤2.1.1， 获取点集结构体数组orgs中所有坐标点的最大、 最小y坐标， 在最大的y坐 标和最小的y坐标之间开始生成多条间隔为L的直线， 对于每条直线从dotsSplit 中得到与 该直线最近的上 方和下方两个网格行upGrids  downGrids； 步骤2.1.2， 遍历upGrids和downGrids寻找层数为1且和直线y相交的坐标点， 并构成交 点坐标集dotCros； 并将dotCros中的交点按照其x坐标 大小进行排序； 步骤2.1.3， 遍历交点坐标集dotCros， 其中遍历时交点的索引i从1开始累加， 只要i为 偶数便将索引i ‑1的点， 以及 索引为i的点组成一条线段保存至segL ines； 步骤2.1.4， 对于每个步骤2.1.1中得到的upGrids和downGrids重复2.1.2和2.1.3都将权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 115302092 A 2获得一个segL ines， 将所有segL ines按先后顺序放入segL inesList； 步骤2.2， 连接线段 形成路径 步骤2.2.1， 遍历se gLinesList， 对于每一个se gLines获取其第一个线段的右端点proR 并将其对应线段存 储到roads后将proR所属的线段从此segL ines中删去； 步骤2.2.2， 获取下一个segLines， 查看其中所有线段并找出右端点所属的环与上一个 线段右端点所属 环相同的点组成点集nextRs， 遍历nextRs， 找出所有nextR.ii>proR.ii且 proR.ii‑nextR.ii大于预设阈值的nextR； 其中： proR.ii、 nextR.ii表示点proR、 nextR属于某个环的第几个点， nextR为nextRs中的一 个点； 步骤2.2.3， 从所有步骤2.2.2中选出的nextR中筛选proR.ii ‑nextR.ii最小的nextR作 为连接点， 并将nextR对应的线段以及proR.ii到nextR.ii中间所有弧点存储到roads后将 nextR对应的线段从此segL ines中删去， 如果没有符合条件的点则重新遍历segL inesList； 步骤2.2.4， 循环步骤2.2.1至步骤2.2.3， 直至se gLinesList全部为空即可得到多个完 整的路径将图案 完全填充； 将路径发送给激光打标机后， 即可按照该路径进行打标。 2.根据权利要求1所述的自动生成打印路径的激光打标方法， 其特征在于， 所述每个点 集数据的坐标点被结构体M定义后， 结构体M中记录了该点M.data、 上一个点坐标 M.dataPro、 下一个点坐标M.dataNext共三个坐标点， 这三个坐标点依次连接会构成两个线 段。 3.根据权利要求1所述的自动生成打印路径的激光打标方法， 其特征在于， 交点的坐标 及中的交点的属性也通过结构体M来进行定义； 其中其中M.dataPro和M.dataNext两个属性 设置为交点所在线段 前后的两个端点。 4.根据权利要求1所述的自动生成打印路径的激光打标方法， 其特征在于， 弧点为构 成 proR与nextR之间的那部分圆弧的点； 所述连接点即转折点， 用于将nextR所在的线段与 proR所在的线段进行 连接。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 115302092 A 3