[發明專利]產品STL模型布爾運算方法

無效

• 申請號: 200910019897.1
• 申請日: 2009-03-26
• 公開（公告）號: CN101510225A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 孫殿柱;李心成;李延瑞;田中朝
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06T17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

所屬技術領域?

本發明提供一種產品STL模型布爾運算方法，屬于計算機輔助設計領域。?

背景技術

產品STL模型可實現基于產品外形采樣數據點云的曲面模型快速精確重構，目前已在產品逆向工程領域獲得廣泛應用。對逆向工程系統輸出的產品STL模型進行布爾運算，可實現產品STL模型的剪裁、拼接等操作，并可構造出具有復雜型面特征的產品STL模型。?

對現有的技術文獻檢索發現，張金義等在學術期刊《工程圖學學報》2002，12(1)，P53-61上發表的論文“統一于三角面片的可靠多面體布爾集合運算”中，采用多面體一致關系的判斷和推理方法，根據多面體位置關系實現產品STL模型的布爾運算，該算法保證了形狀規則、數據量少的產品STL模型布爾運算的可靠性，但對形狀復雜、數據量大的產品STL模型其幾何推理過程效率低。?

郭開波等在學術期刊《華中科技大學學報》(自然科學版)2006，34(7)，P96-99上發表的論文“STL模型布爾運算的實現”中，采用鄰接表作為產品STL模型數據結構，建立曲面模型中三角面片的包圍盒，遍歷包圍盒獲取相交的三角面片并計算其交線段，將所有交線段排序獲取兩模型交線，根據交線剖分產品STL模型，實現產品STL模型的布爾運算，但三角面片鄰接表的建立及維護過程繁瑣，需重復遍歷鄰接表計算交線段，算法運行效率低。?

唐敏等在學術期刊《軟件學報》1999，12(10)，P1291-1297上發表的論文“非正則精確模型的布爾操作”中，采用非正則精確模型作為幾何對象數據結構，基于該模型進行數據對象的層次求交，實現產品STL模型的布爾運算，該算法避免了由于計算誤差引起的裂紋以及拓撲生成的不一致，但非正則精確模型結構復雜，獲取產品STL模型交線過程繁瑣，求交速度慢。?

綜上所述，現有的針對產品STL模型的布爾運算方法存在三角面片求交速度慢，缺乏統一的構建產品STL模型拓撲結構的有效數據結構，算法運行效率低等問題。?

發明內容

本發明的目的在于提供一種產品STL模型布爾運算方法，以有效縮短復雜外形產品的開發周期，降低產品成本。其技術方案為：?

產品STL模型布爾運算方法，其特征在于步驟依次為：1)讀產品STL模型數據到存儲器中，并為產品STL模型數據建立線性鏈表存儲結構，改進R^*-樹得到適合于存儲產品STL模型的動態空間索引結構R^*S-樹，具體分割方法是將三角面片及索引結點MBR即最小包圍矩形統一表示為四維點對象(x，y，z，r)，其中x，y，z為MBR中心坐標，r為MBR外接球半徑值，通過三角面片集合的聚類分簇，構建產品STL模型動態空間索引結構；2)基于產品STL模型的動態空間索引結構獲取交線數據；3)根據交線數據對相交三角面片進行細分；4)將細分后三角面片添加到產品STL模型動態空間索引結構中，重新建立產品STL模型動態空間索引結構，遍歷STL模型動態空間索引結構，自適應擴張查找位于交線兩側的三角面片，以交線為分界線將產品STL模型分成兩個子STL模型，實現產品STL模型的分割，具體分割方法是：①以產品STL模型中位于交線上的任一三角面片為初始迭代面片；②查找產品STL模型中包含初始迭代面片非交線邊的三角面片；③判斷查找到的三角面片是否以交線為邊界，若不存在交線邊界則停止查找交線邊方向上的三角面片，查找產品STL模型中包含其它邊界的三角面片，執行步驟③；④若兩STL模型存在多條交線，提取下一條交線，執行步驟①；⑤將查找到的三角面片從產品STL模型中分割出來，沿交線將產品STL模型分成兩個子STL模型；5)根據布爾運算類型，將分割后產品STL模型進行組合，實現產品STL模型的交、并或差布爾運算。?