[發明專利]產品STL模型快速自適應細分方法

無效

• 申請號: 200910019898.6
• 申請日: 2009-03-26
• 公開（公告）號: CN101510226A
• 公開（公告）日: 2009-08-19
• 發明（設計）人: 孫殿柱;朱昌志;劉健;崔傳輝
• 申請（專利權）人: 山東理工大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06F17/30;G06T17/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

技術領域

本發明提供一種產品STL模型快速自適應細分方法，屬于產品逆向工程技術領域。

背景技術

逆向工程的主要目的是得到實體模型表面的曲面表示，主要包括點云數據的獲取、預處 理，產品STL模型的生成，光滑曲面的擬合。產品STL模型細分技術可從任意復雜網格出發 構建光滑曲面，滿足逆向工程等領域對復雜結構光滑曲面造型的需要，已成為曲面造型領域 的研究熱點之一。

對現有的技術文獻檢索發現，吳劍煌等在學術期刊《計算機集成制造系統》(2006，12(10)： P1713-1717)上發表的論文“基于網格分割的自適應細分曲面算法研究”中，依據網格頂點 與其極限位置間的距離，通過區域增長與合并對三角面片進行分類，由用戶指定將模型分為 幾個區域，并區分細分區域與非細分區域，達到以較少三角面片表達模型信息的目的，但該 方法需用戶指定將模型分為幾個區域并選取細分區域，自適應性差。

溫佩芝在學術期刊《計算機集成制造系統》(2007，13(3)：P608-614)上發表的論文“自 適應細分曲面算法及在快速成型數據處理中的應用”，及Amresh?A等在專著《Adaptive Subdivision?Schemes?for?Triangular?Meshes》(Arizona?State?University，2000)中，采用法矢點積 或兩面角描述產品STL模型模型的曲率分布狀況，依據曲率對模型進行細分，達到以較少面 片表達模型信息的目的，但以法矢點積或兩面角近似表達模型曲率，不能準確選取細分區域， 細分精度低。

上述方法均沒有提出穩健、高效的產品STL模型局部型面參考數據快速查詢方法，導致 計算兩面角或近似曲率時需遍歷所有三角面片，計算量大，細分效率低，綜上所述，快速準 確地對產品STL模型進行自適應細分已成為本領域技術人員亟待解決的技術問題。

發明內容

為克服現有產品STL模型自適應細分方法在產品逆向工程數據處理中的不足，本發明的 目的在于提供一種產品STL模型快速自適應細分方法，使之能對各種復雜型面產品STL模型 進行細分，具有穩定性強、細分效率高的特點，技術方案如下：

一種產品STL模型快速自適應細分方法，其特征在于包含以下步驟：一、將產品STL模 型數據文件讀入到存儲設備中，并為其建立線性表存儲結構，基于R*-tree建立產品STL模 型空間索引結構；二、深度優先遍歷產品STL模型空間索引結構，查詢各三角面片的近鄰三 角面片；三、依據近鄰三角面片的法矢計算產品STL模型中各三角面片所在位置的曲率；

四、依據曲率分布情況對各三角面片進行分裂；五、對分裂后的三角面片進行頂點重定位， 提高模型的光順性。

為實現發明目的，所述的產品STL模型快速自適應細分方法，在步驟一中，基于R*-tree 建立產品STL模型空間索引結構，方法具體是：定義結點包括索引結點和數據結點，索引結 點包含根索引結點、內部索引結點和葉索引結點，索引結構的最上層結點為根索引結點、最 下層結點為數據結點，每個數據結點對應一個三角面片，次底層結點為葉索引結點，其他結 點為內部索引結點，定義M為結點的最大子結點數(M為大于2的整數)、m為結點的最小 子結點數(m為小于或等于M/2的整數)，每個索引結點的子結點數小于等于M且除根索引 結點外所有結點的子結點數大于等于m，所有葉索引結點均在同一層；索引結構中每個結點 的軸向包圍盒恰好包圍該結點的所有子結點。

為實現發明目的，所述的產品STL模型快速自適應細分方法，在步驟二中，1)設當前 結點current_node為產品STL模型索引結構的根索引結點；2)若結點current_node的軸向包 圍盒外接球與目標三角面片對應數據結點的軸向包圍盒外接球相交，則執行步驟3)，否則 返回；3)若結點current_node為數據結點，則執行步驟4)，否則執行步驟5)；4)判斷結 點current_node包含的三角面片與目標三角面片是否共點或共邊，若共點或共邊，則將當前 三角面片添加到目標三角面片的近鄰序列L中；5)令結點current_node依次為步驟1)中結 點current_node的子結點，執行步驟2)。