[发明专利]曲面距离计算系统及方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机辅助设计系统及方法，尤其是一种应用于影像量测领域中的曲面距离计算系统及方法。

背景技术

三坐标测量机是在工业、科研中被广泛应用于对产品进行测量的一种测量装置，一般的测量方法是将被测物件置于三坐标测量空间，利用三坐标测量机的接触探头沿被测物件的表面经过编程的路径逐点捕捉数据，根据捕捉的数据分析被测物件的曲面品质。在曲面检测过程中，通常需要计算产品上的实际曲面到产品模型上的理论曲面的偏差距离。另外，涉及曲面检测过程中的检测仪器的碰撞安全性检测，也需要计算探针与机台及探针与被检测的曲面之间的空间位置关系以检测安全事故。由于曲面的自由性、不规则性，曲面之间的空间距离无法用公式直接计算，到目前，业界也没有一个通用的算法。

发明内容

鉴于以上内容，有必要提供一种曲面距离计算系统及方法，可以快速、准确地计算两个曲面之间的最近距离。

一种曲面距离计算系统，该系统包括网格化模块、关系确定模块及距离计算模块。网格化模块，用于从计算装置的存储器读取需要计算距离的第一曲面及第二曲面的参数方程，分别对该第一曲面及第二曲面进行三角网格化处理，得到第一曲面的所有三角形及第二曲面的所有三角形；及将参数平面等分为一系列小方格，参数平面的每个小方格对应于一个空间小包围盒。关系确定模块，用于分别确定第一曲面及第二曲面的三角形与空间小包围盒的关联关系。距离计算模块，用于根据三角形与空间小包围盒的关联关系确定第一曲面及第二曲面上距离最近的三角形，计算该两个最近的三角形之间的距离作为第一曲面的每个三角形到第二曲面的最近距离，取最小的最近距离作为第一曲面与第二曲面之间的最小距离。

一种曲面距离计算方法，应用于计算装置。该方法包括：(a)从计算装置的存储器读取需要计算距离的第一曲面及第二曲面的参数方程，分别对该第一曲面及第二曲面进行三角网格化处理，得到第一曲面的所有三角形及第二曲面的所有三角形；(b)将参数平面等分为一系列小方格，参数平面的每个小方格对应于空间中与该小方格边长相等的一个立方体，该立方体称作空间小包围盒；(c)分别确定第一曲面及第二曲面的三角形与空间小包围盒的关联关系；及(d)根据三角形与空间小包围盒的关联关系确定第一曲面及第二曲面上距离最近的三角形，计算该两个最近的三角形之间的距离作为第一曲面的每个三角形到第二曲面的最近距离，取最小的最近距离作为第一曲面与第二曲面之间的最小距离。

相较于现有技术，本发明提供的曲面距离计算系统及方法，可以快速、准确地计算两个曲面之间的最近距离。

附图说明

图1是本发明曲面距离计算系统较佳实施例的功能模块图。

图2是本发明曲面距离计算方法较佳实施例的流程图。

图3是图2中步骤S10的具体流程图。

图4是图2中步骤S30的示意图。

图5是图2中步骤S40的具体流程图。

图6及图7是对曲面进行三角网格化的示意图。

图8、图9及图10是过滤与曲面上三角形无关联的空间小包围盒的示意图。

图11是向空间扩展一层小包围盒的示意图。

主要元件符号说明