本发明涉及计算机辅助设计与制造，尤其涉及一种套料软件曲线平滑和简化的方法、系统、设备及介质。
背景技术：
1、在现代激光切割工艺中，套料软件的重要性日益凸显。然而，当前的套料软件在处理原始曲线数据时，面临着一些挑战。具体来说，当零件通过扫描或图纸导入时，由于各种因素(如设备精度、操作环境等)的影响，可能会引入误差，导致零件表面不平滑。同时，如果曲线本身的复杂度过高，也会增加套料软件的处理难度和时间。
2、这些问题不仅影响了套料软件的运行效率，还可能对后续的激光切割工艺造成不良影响，比如降低切割质量、增加废品率等。更重要的是，长时间的处理过程会严重影响用户的使用体验，降低工作效率。
3、由此，亟需一种针对解决套料软件的扫描以及导入过程中引入的与原始零件的误差和复杂曲线的处理效率过低的方案。
技术实现思路
1、(一)要解决的技术问题
2、鉴于现有技术的上述缺点、不足，本发明提供一种套料软件曲线平滑和简化的方法、系统、设备及介质，其解决了套料软件的扫描以及导入过程中引入的与原始零件的误差和复杂曲线的处理效率过低的技术问题。
3、(二)技术方案
4、为了达到上述目的，本发明采用的主要技术方案包括：
5、第一方面，本发明实施例提供一种套料软件曲线平滑和简化的方法，包括：
6、将套料软件导入的拓扑结构为线的图形依序分解为边，并对边进行离散得到多个离散点集合；
7、利用三阶贝塞尔曲线平滑的方法处理多个离散点集合，以若干离散点为一组生成贝塞尔曲线的控制点，根据控制点得到多条贝塞尔曲线并依序连接形成复合曲线；
8、对由复合曲线的边离散得到的每一组离散点进行抽稀处理以构建输出集合，通过以直线的形式连接输出集合的点得到预处理曲线；
9、遍历并有序存储预处理曲线的边及端点，基于长度相似性将边分组，通过以圆弧的形式连接端点和由分组边数确定的中点得到简化曲线。
10、可选地，将套料软件导入的拓扑结构为线的图形依序分解为边，并对边进行离散得到多个离散点集合包括：
11、对套料软件导入的图形文件进行预处理，将图形转换为原始曲线；
12、判断原始曲线的拓扑结构类型；
13、若该拓扑结构属于体、面和点之中任意一种，则不予平滑；
14、若该拓扑结构属于线，则判断原始曲线的平滑阈值是否为0；
15、若平滑阈值不为0，遍历原始曲线的边，将获得的边存放到第一顺序容器中；
16、计算第一顺序容器中各条边的长度，舍弃长度小于阈值的边，将剩余的有效边的长度相加获得总长度；
17、以总长度除以设定的离散步长得到总离散点数目，再以每条有效边长度除以总长度乘以总离散点数目后取整获得每条边的离散点数目，将每条边的离散点存放到第二顺序容器中。
18、可选地，以总长度除以设定的离散步长得到总离散点数目，再以每条有效边长度除以总长度乘以总离散点数目后取整获得每条边的离散点数目，将每条边的离散点存放到第二顺序容器中之后，还包括：
19、若第二顺序容器是空的，则将每条边的首末点依次添加到第二顺序容器中；
20、若第二顺序容器仅有两个点，则清空第二顺序容器，在仅有一条边时，将该条边等长离散为四个点，添加到第二顺序容器中，在有多条边时，将每条边的首末点依次添加到第二顺序容器中。
21、可选地，利用三阶贝塞尔曲线平滑的方法处理多个离散点集合，以若干离散点为一组生成贝塞尔曲线的控制点，根据控制点得到多条贝塞尔曲线并依序连接形成复合曲线包括：
22、基于多个离散点集合生成离散点连接线的中点集，将离散点连接线的起点、中点以及终点放入第三顺序容器中；
23、连接中点集中的点形成中点连线，按照分割点的选取原则在中点连线上寻找分割点，将中点连线上的起点、终点以及分割点添加到第四顺序容器中；
24、将分割点平移到相对或相近的离散点，生成新的控制点；
25、将分割点所在的中点连线平移至新的控制点，将平移后的线段起点和终点作为初始控制点；
26、根据预设的加权比例系数k将分割点分别与作为初始控制点的起点和终点的距离缩短为原始距离的k倍，保存调整后的控制点到第五顺序容器中；
27、将离散点和第五顺序容器中对应的控制点分为四个一组，保存在第六顺序容器中，每组以这4个点为控制点生成三阶贝塞尔曲线，将生成的三阶贝塞尔曲线依次连接形成复合曲线；
28、其中，分割点的选取原则为；以分割点为界，分割点两侧的子边与中点连线长度的比例，和该边对应的离散点连线的边与其相邻两离散点连线的边总长的比例相同。
29、可选地，对由复合曲线的边离散得到的每一组离散点进行抽稀处理以构建输出集合，通过以直线的形式连接输出集合的点得到预处理曲线包括：
30、判断复合曲线的简化容差是否为0；
31、若简化容差不为0，则遍历复合曲线的各条边，对遍历获得的不小于设定阈值边进行等长离散，将所得的每一组离散点依次添加到第七顺序容器中；以及，若某条边离散出来的点的数量小于2，那么将这条边离散为首末两个点并添加到第七顺序容器中；
32、判断第七顺序容器中每一组离散点的首点和末点是否重合；
33、若首点和末点不重合，在该首点和末点之间连接一条基准直线；
34、若首点和末点重合，则设置末点的前一个离散点为新的末点，在首点和新的末点之间连接一条基准直线；
35、依次比较该组离散点上的各个离散点与基准直线之间的距离，寻找离散点与基准直线之间的最大距离对应的离散点；
36、判断该最大距离是否大于阈值；
37、若该最大距离大于阈值，则保留该最大距离所对应的离散点，以该离散点为界，把该组离散点分为两个部分，返回判断每一组离散点的首点和末点是否重合这一步骤开始对这两个部分的离散点进行递归处理，直至所有部分的离散点与所对应的基准直线的最大距离均不超过阈值为止，得到输出集合；
38、若该最大距离不大于阈值，则通过将该组离散点的中间部分舍弃，仅保留首点和末点两个点，得到输出集合；
39、以直线的形式连接输出集合的点得到预处理曲线。
40、可选地，以直线的形式连接输出集合的点得到预处理曲线之后，还包括：
41、若首点和末点不重合，则得到的预处理曲线不需处理；
42、若首点和末点重合，则得到的预处理曲线呈不闭合状，通过连接预处理曲线的首末点以使预处理曲线闭合。
43、可选地，遍历并有序存储预处理曲线的边及端点，基于长度相似性将边分组，通过以圆弧的形式连接端点和由分组边数确定的中点得到简化曲线包括：
44、遍历预处理曲线的各条边，将各条边及其对应的首点和末点到依序存储到第八顺序容器中；
45、判断第八顺序容器中边的数量；
46、若边的数量小于一定的数值，则不继续下一步的操作，将预处理曲线作为最终结果；
47、若边的数量不小于一定的数值，计算各边的长度，选定第一条边的长度为基准长度；
48、以所述基准长度为参照，判断相邻的预设数量边的长度与基准长度的差值，若差值均小于预设的阈值，则设置一个标志位flag为true的组；
49、将相邻的预设数量边对应的标志位为true依次添加到标志位flag为true的组中，并继续按顺序判断后续的相邻边与基准长度的差值，若小于预设阈值，则判断该边对应的标志位为true并添加至标志位flag为true的组中；
50、在标志位flag为true的组中，确定首条和末条标志位为true的边的起点和终点；
51、根据标志位为true的边的数量，若为偶数，则选择边数一半对应的边的终点作为圆弧的中点；若为奇数，则选择边数除以2取整后对应的边的起点作为圆弧的中点；
52、通过利用起点、中点和终点三个点确定一条圆弧，以此圆弧替代所有标志位为true的边，得到简化曲线。
53、第二方面，本发明实施例提供一种套料软件曲线平滑和简化的系统，包括：
54、分解与离散模块，用于将套料软件导入的拓扑结构为线的图形依序分解为边，并对边进行离散得到多个离散点集合；
55、复合曲线求取模块，用于利用三阶贝塞尔曲线平滑的方法处理多个离散点集合，以若干离散点为一组生成贝塞尔曲线的控制点，根据控制点得到多条贝塞尔曲线并依序连接形成复合曲线；
56、预处理曲线求取模块，用于对由复合曲线的边离散得到的每一组离散点进行抽稀处理以构建输出集合，通过以直线的形式连接输出集合的点得到预处理曲线；
57、简化曲线求取模块，用于遍历并有序存储预处理曲线的边及端点，基于长度相似性将边分组，通过以圆弧的形式连接端点和由分组边数确定的中点得到简化曲线。
58、第三方面，本发明实施例提供一种部署套料软件的设备，包括：至少一个数据库；以及与所述至少一个数据库通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个数据库执行的指令，所述指令被所述至少一个数据库执行，以使所述至少一个数据库能够执行如上所述的套料软件曲线平滑和简化的方法。
59、第四方面，本发明实施例提供一种计算机可读介质，其上存储有计算机可执行指令，所述可执行指令被处理器执行时实现如上所述的套料软件曲线平滑和简化的方法。
60、(三)有益效果
61、本发明的有益效果是：
62、为应对扫描以及导入过程中引入的与原始零件的误差和复杂曲线的处理效率过低，本发明提供一种实施曲线平滑和曲线简化的方案。
63、本发明在曲线平滑处理中，将原始曲线分解为相连的简单边的集合，把获得的边以一定长度离散，获得每条边的离散点集合，然后对这些离散点应用贝塞尔曲线平滑方法得到多条贝塞尔曲线，消除毛刺以及突出部分，将获得的贝塞尔曲线依序连接，组成包含多条边的复合曲线，采用上述手段可以有效地消除在零件导入时引入的表面粗糙不平等问题，消除扫描以及导入过程中引入的与原始零件的误差，便于套料软件的处理。
64、本发明在曲线简化操作中，考虑到曲线平滑之后会生成多条子边，可能会生成多条子边，如果子边的数目过多，可能会导致后续套料软件的处理过程耗时较长，影响软件的用户使用体验。对复合曲线进行简化，先利用抽稀的方法减少离散点的数量，将曲率较低的部分近似为直线线段，再通过圆弧近似的方法将类似于圆弧的部分替换为圆弧，进一步简化曲线，从而实现套料软件输入曲线的平滑以及减少曲线边数，提高套料软件处理速度。
1.一种套料软件曲线平滑和简化的方法，其特征在于，包括：
2.如权利要求1所述的套料软件曲线平滑和简化的方法，其特征在于，将套料软件导入的拓扑结构为线的图形依序分解为边，并对边进行离散得到多个离散点集合包括：
3.如权利要求2所述的套料软件曲线平滑和简化的方法，其特征在于，以总长度除以设定的离散步长得到总离散点数目，再以每条有效边长度除以总长度乘以总离散点数目后取整获得每条边的离散点数目，将每条边的离散点存放到第二顺序容器中之后，还包括：
4.如权利要求1所述的套料软件曲线平滑和简化的方法，其特征在于，利用三阶贝塞尔曲线平滑的方法处理多个离散点集合，以若干离散点为一组生成贝塞尔曲线的控制点，根据控制点得到多条贝塞尔曲线并依序连接形成复合曲线包括：
5.如权利要求1所述的套料软件曲线平滑和简化的方法，其特征在于，对由复合曲线的边离散得到的每一组离散点进行抽稀处理以构建输出集合，通过以直线的形式连接输出集合的点得到预处理曲线包括：
6.如权利要求5所述的套料软件曲线平滑和简化的方法，其特征在于，以直线的形式连接输出集合的点得到预处理曲线之后，还包括：
7.如权利要求1所述的套料软件曲线平滑和简化的方法，其特征在于，遍历并有序存储预处理曲线的边及端点，基于长度相似性将边分组，通过以圆弧的形式连接端点和由分组边数确定的中点得到简化曲线包括：
8.一种套料软件曲线平滑和简化的系统，其特征在于，包括：
9.一种部署套料软件的设备，其特征在于，包括：至少一个数据库；以及与所述至少一个数据库通信连接的存储器；其中，所述存储器存储有可被所述至少一个数据库执行的指令，所述指令被所述至少一个数据库执行，以使所述至少一个数据库能够执行如权利要求1-7任一项所述的套料软件曲线平滑和简化的方法。
10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机可执行指令，其特征在于，所述可执行指令被处理器执行时实现如权利要求1-7任一项所述的套料软件曲线平滑和简化的方法。
