[發明專利]基于屬性鄰接圖的結構件碎面缺陷自動識別與修正方法

在審

• 申請號: 201710846570.6
• 申請日: 2017-09-19
• 公開（公告）號: CN107577891A
• 公開（公告）日: 2018-01-12
• 發明（設計）人: 周敏
• 申請（專利權）人: 中國農業大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G05B19/4093
• 代理公司: 北京中安信知識產權代理事務所(普通合伙)11248
• 代理人: 李彬,徐林

1.一種基于屬性鄰接圖的結構件碎面缺陷自動識別與修正方法，其特征在于：該方法包括如下步驟：

a：碎面缺陷定義

對結構件數模表面的曲面組F，即相鄰有界曲面f₁～f_n所組成的連通面域，若其子曲面f_i(i＝1,2,…,n)均屬于同一張完整的面，且同時滿足如下條件：

1、各子曲面f_i的幾何類型一致；

2、各子曲面f_i在公共邊界處具有G2以上的連續性；

3、曲面組F中，存在子曲面f_i的相對面積小于預設的面積閾值；則稱各子曲面f_i(i＝1,2,…,n)共同構成一個碎面缺陷，且單個子曲面f_i稱為碎面；

b：碎面缺陷自動識別

b1：有效鄰接圖構建

首先，根據結構件三維模型中的B-Rep信息，獲得結構件三維模型上的拓撲面之間鄰接關系，并基于此關系構建拓撲面鄰接圖G；然后，檢測三維模型中是否存在拓撲缺陷；如果存在拓撲缺陷，則刪除拓撲面鄰接圖G中拓撲缺陷所對應的頂點及其連接邊，得到有效鄰接圖；如果不存在拓撲缺陷，則拓撲面鄰接圖G即為有效鄰接圖；

b2：有效鄰接圖邊屬性計算

采用預設的采樣點閾值在拓撲面的公共邊界曲線上進行等參數采樣，然后分別計算兩鄰接拓撲面在各采樣點處的法矢、主曲率和主方向，分析有效鄰接圖中各鄰接頂點在對應邊上的連續性，得到具有邊屬性的鄰接圖G'；其中，采樣點閾值為確定邊界曲線上采樣點的密集程度的參數；

遍歷具有邊屬性的鄰接圖G'，標識并提取圖中具有G2或G2以上連續性的邊結點，得到無重復邊的特征邊集E_c，E_e為拓撲面鄰接圖G的邊集合；

然后，對特征邊集E_c中各元素以鄰接關系進行分組，針對同組邊元素分別構建新的子邊集E₁,E₂,…,E_n，再以子邊集E₁,E₂,…,E_n構造具有邊屬性的鄰接圖G'的邊導出子圖集{G₁',G₂',…,G_n'}；其中，子圖G_i'(i＝1,2,…,n)為具有邊屬性的鄰接圖G'的由子邊集E_i(i＝1,2,…,n)導出的子圖；

b3：有效鄰接圖面屬性計算

識別曲面幾何類型，同時計算其對應的幾何參數；

根據曲面幾何類型，刪除具有邊屬性的鄰接圖G'的邊導出子圖集{G₁',G₂',…,G_n'}中幾何類型不一致的頂點及其關聯邊，獲得最終代表碎面缺陷的子圖集，即得到有效的碎面缺陷識別結果，其中，代表碎面缺陷的子圖集中的各子圖分別對應于結構件模型表面的一個碎面缺陷，子圖中各頂點所對應的拓撲面為碎面，子圖中各邊所對應的拓撲邊為碎邊；

c：碎面缺陷自動修正

根據碎面缺陷內各碎面的幾何類型和幾何參數構造相應類型的基面，基面為包含或貼近各碎面的一張曲面；然后，對基面進行擬合，將碎面缺陷以一張完整的曲面進行表示以修正碎面缺陷。

2.根據權利要求1所述的基于屬性鄰接圖的結構件碎面缺陷自動識別與修正方法，其特征在于：所述步驟b1中，拓撲缺陷包括孤點、懸邊和懸面。

3.根據權利要求2所述的基于屬性鄰接圖的結構件碎面缺陷自動識別與修正方法，其特征在于：所述步驟b1中，根據如下方法檢測三維模型中的拓撲缺陷：

孤點檢測：對三維模型中的頂點，若其關聯邊的數目為0，即未被任何邊使用，則該點是孤點；

懸邊檢測：對模型中的邊，若其關聯面的數目為0，即未被任何面使用，則該邊是懸邊；

懸面檢測：對模型中的面，若其方向不唯一，則該面為懸面。