[發明專利]一種空間三角網格邊界提取方法

在審

• 申請號: 201310589634.0
• 申請日: 2013-11-19
• 公開（公告）號: CN103559720A
• 公開（公告）日: 2014-02-05
• 發明（設計）人: 梁全;蘇齊瑩;蘇東海
• 申請（專利權）人: 沈陽工業大學
• 主分類號: G06T7/00
• 分類號: G06T7/00;G06T17/00
• 代理公司: 沈陽智龍專利事務所(普通合伙) 21115
• 代理人: 宋鐵軍;周楠

技術領域

本發明涉及一種邊界提取方法，具體地說，是指一種空間三角網格邊界提取方法。

背景技術

閉式葉輪是將軸盤曲面、蓋盤曲面和葉片曲面連成一體形成流道的葉輪，其型腔具有封閉性，加工困難，因此，開展閉式葉輪五坐標數控加工具有重要的意義。

要對閉式葉輪的一個封閉流道進行軌跡規劃，其難點是自動的對發生碰撞處的刀具姿態進行修正，這需要用到一系列復雜的計算幾何方面的方法，這其中包括避讓幾何體邊界的提取、配置空間的映射、避讓幾何規劃等關鍵技術。

發明內容

發明目的

本發明涉及一種空間三角網格邊界提取方法，其目的在于將避讓幾何體的幾何邊界提取出來，為后續的避讓幾何規劃提供基礎。

技術方案

一種空間三角網格邊界提取方法，其特征在于：該方法步驟如下：

（1）將來自CAD軟件的曲面幾何模型離散為三角網格數據；

（2）遍歷所有網格數據及其頂點，根據鄰接三角網格原理，判斷該頂點是否為邊界頂點，如果是邊界頂點，則保存進邊界頂點集合中，如果不是邊界頂點，忽略；在判斷結束后，邊界頂點集合形成了邊界頂點數組；

（3）對步驟（2）生成的邊界頂點數組進行排序，最終生成空間三角網格的有向邊界，為下一步閉式葉輪的軌跡規劃提供準備條件。

優點及效果

本發明這種空間三角網格邊界提取方法，通過將避讓幾何體進行離散化后，利用邊界提取算法提取空間三角片云的邊界，為后續配置空間的映射和避讓幾何規劃提供技術準備；同時，本發明方法也可以應用在計算機輔助文物復原系統中對破損文物的修復工作中。

與現有技術相比，本發明具有如下優點和有益效果：

（1）解決了配置空間映射算法中避讓幾何體的映射問題；

（2）解決了空間三角網格的邊界提取算法問題；

（3）為閉式葉輪無干涉刀具軌跡規劃鋪平了道路，提供了一種切實可行的軌跡規劃方法。

附圖說明

圖1是空間三角網格曲面示意圖；

圖2是實施例1示意圖；其中圖2（a）為封閉曲面，圖2（b）為空間三角網格曲面，圖2（c）為提取的邊界；

圖3是實施例2示意圖；其中圖3（a）為閉式葉輪一封閉流道，圖3（b）為離散后的空間三角網格曲面，圖3（c）為提取的邊界。

具體實施方式：

下面結合附圖對本發明做進一步的說明：

本發明是一種空間三角網格邊界提取方法，其特征在于：該方法步驟如下：

（1）將來自CAD軟件的曲面幾何模型離散為三角網格數據；

（2）遍歷所有網格數據及其頂點，根據鄰接三角網格原理，判斷該頂點是否為邊界頂點，如果是邊界頂點，則保存進邊界頂點集合中，如果不是邊界頂點，忽略；在判斷結束后，邊界頂點集合形成了邊界頂點數組；

（3）對步驟（2）生成的邊界頂點數組進行排序，最終生成空間三角網格的有向邊界，為下一步閉式葉輪的軌跡規劃提供準備條件。

該空間三角網格邊界提取方法，具體步驟如下：

1．避讓幾何體邊界的提取

所謂避讓幾何特指加工中刀具不能與其相干涉的幾何體。本發明專利采用提取避讓幾何邊界的方法來解決碰撞干涉問題。

空間網格數據是一種非常重要的數據格式，在科學計算可視化、計算機輔助幾何設計、三維建模和重構、有限元計算等領域有著廣泛的應用。本發明專利將空間曲面離散成三角片，并利用的“空間三角網格邊界提取方法”，將避讓幾何體的邊界提取出來，解決了“避讓幾何規劃”算法中碰撞空間映射困難的問題，為避讓幾何規劃算法的開發鋪平了道路。

2．空間三角網格邊界提取方法的基本原理

邊界提取方法的基本原理是將邊界點提取出來，并按照某個方向順次排列，依次連接構成一條封閉的曲線。所以，邊界點的判斷是整個方法的基礎。