[發明專利]一種基于陶瓷產品的三維輔助設計與可視化系統及方法

在審

• 申請號: 202110820384.1
• 申請日: 2021-07-20
• 公開（公告）號: CN114004054A
• 公開（公告）日: 2022-02-01
• 發明（設計）人: 易均;古和今;李暉;張安安;于一尊
• 申請（專利權）人: 江西省產業技術研究院;江西省科學院
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06K9/62;G06F111/04
• 代理公司: 南京泰普專利代理事務所(普通合伙) 32360
• 代理人: 姜露露

1.一種基于陶瓷產品的三維輔助設計與可視化方法，其特征在于，包括以下步驟：

基于分解式的幾何約束，對產品輔助設計采用增量式的幾何約束公式進行求解，構建幾何特征模型；

獲取產品器形特征和產品紋飾特征，基于幾何特征模型的擬合曲面，構建用于融合產品器形特征和產品紋飾特征的融合模型；

結合幾何特征模型和融合模型，創建數據模型將產品以三維可視化的形式展示并分析。

2.根據權利要求1所述的一種基于陶瓷產品的三維輔助設計與可視化方法，其特征在于，構建幾何特征模型具體包括以下流程：

采用幾何推導獲得最優的相對坐標，利用雙連通圖的性質，將產品設計的幾何約束圖分解為獨立的可分割求解的多個子圖；

定義每個子圖中的幾何元素為基本幾何約束，其中一個子圖對應的基本幾何約束發生變化時，基于幾何約束公式更新所在的幾何特征模型。

3.根據權利要求2所述的一種基于陶瓷產品的三維輔助設計與可視化方法，其特征在于，

基于幾何約束公式構建關于歐拉參數的非遞歸形式和遞歸形式的Jacobian 矩陣，適用于任何運動副。

4.根據權利要求1所述的一種基于陶瓷產品的三維輔助設計與可視化方法，其特征在于，

所述產品器形特征的獲取至少包括以下方面：基于曲面不兼容條件的產品器形插值構造、曲率連續性的極點曲面的產品器形構造、基于單調正則曲變節點樣條曲面的產品器形構造、多分辨率網格的 B 樣條的產品器形構造以及陶瓷產品網格模型的四邊形布局自動提取。

5.根據權利要求1所述的一種基于陶瓷產品的三維輔助設計與可視化方法，其特征在于，所述產品紋飾特征的獲取至少包括以下流程：

利用曲線松弛算法從原始的B樣條曲線中獲取均勻的B樣條曲線段，并逐步地延展每個曲線段保證其經過多個目標點；

依次同步遍歷兩個正交視圖，并通過逐步長的追蹤方法獲得有序的采樣點集合，構造最優化函數構造 B 樣條曲線。

6.根據權利要求1所述的一種基于陶瓷產品的三維輔助設計與可視化方法，其特征在于，所述融合模型的構建具體包括以下流程：基于局部雙圓弧逼近，通過測試點預估投影點作為迭代開始，并在每次迭代中，在原始曲面內構建雙圓弧以局部逼近由當前投影點開始的原始曲面片；

通過將測試點投影到構建的雙圓弧以計算下次迭代的投影點及其參數。

7.根據權利要求1所述的一種基于陶瓷產品的三維輔助設計與可視化方法，其特征在于，所述創建數據模型具體包括以下步驟：

根據幾何特征模型采樣獲得粗略的網格模型，并構造網格模型與幾何特征模型之間的映射關系，基于已分割的幾何特征模型分別并行計算優化網格模型；

根據網格模型上的點集的近似凸包，結合k-means 算法生成 k 個截面法向，利用圖像處理器沿各法向搜索切點構成截面，最后求交并構成多面體。

8.一種基于陶瓷產品的三維輔助設計與可視化系統，其特征在于，包括：

第一模塊，被設置為基于分解式的幾何約束，對產品輔助設計采用增量式的幾何約束公式進行求解，構建幾何特征模型；

第二模塊，被設置為獲取產品器形特征和產品紋飾特征，基于幾何特征模型，構建用于融合產品器形特征和產品紋飾特征的融合模型；

第三模塊，被設置為結合幾何特征模型和融合模型，創建數據模型將產品以三維可視化的形式展示并分析。

9.根據權利要求8所述的一種基于陶瓷產品的三維輔助設計與可視化系統，其特征在于，

所述幾何特征模型中的幾何特征包括：空間中的點、曲線或曲面或者幾何元素間的角度、距離。