[发明专利]基于三角Bézier曲面的产品STL模型的光顺方法

权利要求书

1.一种基于三角Bézier曲面的产品STL模型的光顺方法，产品实物型面经测量设备扫 面得到散乱点云数据，点云数据三角网格化后生成STL模型，读取产品STL模型数据，以产 品STL模型数据中任意一个三角面片为目标三角面片，查询目标三角面片的邻域三角面片簇 集，根据邻域三角面片簇集内三角面片之间的法向矢量夹角对邻域三角面片簇集进行自适应 分簇，得到多个三角面簇，其特征在于在得到多个三角面簇的基础上采用以下步骤：1)以每 个三角面簇的顶点坐标均值为顶点按照逆时针顺序构建三角面片，实现产品STL模型非均匀 精简，得到精简产品STL模型；2)计算精简产品STL模型中每个三角面片的法向矢量和面 积，根据三角面片的法向矢量和面积计算产品STL模型中所有顶点的法向矢量；3)根据精 简产品STL模型中的每个三角面片的顶点坐标和顶点法向矢量构造三次三角Bézier曲面片； 4)将三次三角Bézier曲面片升阶为五次三角Bézier曲面片，根据五次三角Bézier曲面片光 顺拼接条件将生成的五次三角Bézier曲面片逐个进行一阶几何连续拼接，实现五次三角Bézier 曲面的光顺处理，具体是：当多个三角Bézier曲面片进行光顺拼接时，控制顶点须同时满足 两侧三角曲面片的共面条件，为解决控制点约束几何条件冲突问题，首先，将目标三角Bézier 曲面片与相邻的一个三角Bézier曲面片进行一阶几何连续拼接；然后，取第二个相邻的三角 Bézier曲面片与目标三角Bézier曲面片进行一阶几何连续拼接，获取约束几何条件冲突的控 制点，计算该点的两侧平面交线，将控制点在交线上投影获取投影点，由于该投影点满足两 侧平面的共面条件，将该投影点作为三角Bézier曲面相应的控制点，实现三个三角Bézier曲 面片的一阶几何连续拼接；最后，取第三个相邻的三角Bézier曲面片与目标三角Bézier曲面 片进行一阶几何连续拼接，重新计算两个约束几何条件冲突的控制点，实现四个三角Bézier 曲面片的一阶几何连续拼接；5)根据离散层数N对五次三角Bézier曲面片进行均匀离散， 得到产品光顺的STL模型。

2.如权利要求1所述的基于三角Bézier曲面的产品STL模型的光顺方法，其特征在于： 自适应分簇方法具体是：设定夹角阈值σ，并以目标三角面片为采样三角面片，计算其他三 角面片的法向矢量与采样三角面片法向矢量之间的夹角，将夹角小于阈值σ的三角面片与采 样三角面片作为一簇，任取未分簇的三角面片作为采样三角面片继续分簇，直到所有三角面 片都添加到对应的簇集中。

3.如权利要求1所述的基于三角Bézier曲面的产品STL模型的光顺方法，其特征在于： 步骤2)中，计算精简产品STL模型所有顶点的法向矢量方法具体是：对于指定的顶点P， 首先获取精简产品STL模型中以P为顶点的三角面片T₁，T₂，...，T_k，并获取三角面片T₁，T₂，...， T_k的法向矢量n₁，n₂，...，n_k、面积S₁，S₂，...，S_k，采用公式计算顶点P的法向 矢量n_P。