| 主权项 |
一种基于型面特征逼近的产品STL模型光顺方法，其特征在于采用以下步骤：1）采用曲率变化聚类分簇的精简方法对产品STL模型进行精简，将精简后网格曲面作为产品STL模型的型面特征网格；2）将型面特征网格中的网格单元作为数据结点，建立型面特征网格三维R*树索引结构；3）遍历型面特征网格，对每个特征网格单元构建三角Bézier面片，具体为： <b><img file="dest_path_image001.GIF" wi="15" he="21" /></b>对于给定的型面特征网格<i>P</i>，遍历型面特征网格索引结构，快速获取与<i>P</i>相邻的网格单元；<b><img file="dest_path_image002.GIF" wi="15" he="21" /></b>过公共边界作与两相邻网格单元法矢夹角相等的平面，并使该平面为长度等于边界长度的有界平面；<b><img file="dest_path_image003.GIF" wi="15" he="21" /></b>根据产品STL模型索引结构各层结点包围盒与有界平面的相离、相切和相交关系，深度优先遍历该索引结构，获取相交数据结点，进而获取数据结点中存储的网格单元，将有界平面与网格单元求交，获取交点数据；<b><img file="dest_path_image004.GIF" wi="15" he="21" /></b>将交点数据逼近为一段Bézier曲线，并将公共边界的两端点作为曲线的端控制点，实现三角Bézier面片的边界获取；<b><img file="dest_path_image005.GIF" wi="15" he="21" /></b>设当前型面特征网格单元<i>P</i>的外心为<i>Q</i>，外接圆半径为R，法矢量为<i>v</i>，点<i>Q</i>和矢量<i>v</i>确定出轴线A，遍历产品STL模型三维R*树索引结构，逐层查找与轴线A距离小于半径R的索引结点，以获取逼近区域内的数据结点，将数据结点包围盒中存储的网格顶点提取出来，并将其称为局部网格顶点；<b><img file="dest_path_image006.GIF" wi="15" he="21" /></b>将局部网格顶点投影到网格单元<i>P</i>上得到投影点集，精确得到投影点在网格单元内的局部网格顶点作为三角Bézier面片相关点集；<b><img file="dest_path_image007.GIF" wi="15" he="21" /></b>计算网格单元<i>P</i>的三角Bézier面片相关点集<i>S<sub>t</sub></i>在<i>P</i>内的参数值(<i>u<sub>t</sub></i><i>，</i><i>v<sub>t</sub></i><i>，</i><i>w<sub>t</sub></i>)；<b><img file="dest_path_image008.GIF" wi="15" he="21" /></b>逼近求取三角Bézier面片的中间网格控制点<i>T<sub>ijk</sub></i>，其中，<i>i+j+k=n</i>，<i>i,j,k</i><i>≠</i><i>0</i>，在经过步骤<b><img file="972332dest_path_image004.GIF" wi="15" he="21" /></b>求得三角Bézier面片的所有边界控制点后，曲面的逼近方程成为：<b><img file="dest_path_image009.GIF" wi="600" he="174" /></b>采用最小二乘法求取曲面的中间网格控制点<i>T<sub>ijk</sub></i>，从而求得三角Bézier面片<i>L</i>，为便于后续网格顶点的光顺调整，在此处记录网格顶点<i>S<sub>t</sub></i>与三角Bézier面片<i>L</i>的对应关系；4）将生成的三角Bézier面片逐个进行光滑拼接得到G<sup>1</sup>连续的三角Bézier分片曲面，将其作为产品STL模型的光顺参考曲面；5）将产品STL模型顶点调整到光顺参考曲面上，实现产品STL模型的光顺处理，具体为：任取一网格顶点<i>S</i>，由于在步骤3）三角Bézier面片的逼近构建过程中记录了网格顶点与三角Bézier面片的对应关系，所以能够方便的获取与其对应的三角Bézier面片<i>M</i>，将该网格顶点在面片<i>M</i>的参数域内参数化，然后计算参数值在面片<i>M</i>上的点<i>S</i><i><sup>’</sup></i>，将点<i>S</i>的坐标值替换为点<i>S</i><i><sup>’</sup></i>的坐标值，实现该网格顶点的光顺调整。 |
