[发明专利]基于型面特征逼近的产品STL模型光顺方法

权利要求书

1.一种基于型面特征逼近的产品STL模型光顺方法，其特征在于采用以下步骤：1）采用曲率变化聚类分簇的精简方法对产品STL模型进行精简，将精简后网格曲面作为产品STL模型的型面特征网格；2）将型面特征网格中的网格单元作为数据结点，建立型面特征网格三维R*树索引结构；3）遍历型面特征网格，对每个特征网格单元构建三角Bézier面片；4）将生成的三角Bézier面片逐个进行光滑拼接得到G¹连续的三角Bézier分片曲面，将其作为产品STL模型的光顺参考曲面；5）将产品STL模型顶点调整到光顺参考曲面上，实现产品STL模型的光顺处理。

2.根据权利要求1所述的基于型面特征逼近的产品STL模型光顺方法，其特征在于：步骤3）中所述对每个特征网格单元构建三角Bézier面片的方法具体为：                                                对于给定的型面特征网格P，遍历型面特征网格索引结构，快速获取与P相邻的网格单元；过公共边界作与两相邻网格单元法矢夹角相等的平面，并使该平面为长度等于边界长度的有界平面；根据产品STL模型索引结构各层结点包围盒与有界平面的相离、相切和相交关系，深度优先遍历该索引结构，获取相交数据结点，进而获取数据结点中存储的网格单元，将有界平面与网格单元求交，获取交点数据；将交点数据逼近为一段Bézier曲线，并将公共边界的两端点作为曲线的端控制点，实现三角Bézier面片的边界获取；设当前型面特征网格单元P的外心为Q，外接圆半径为R，法矢量为v，点Q和矢量v确定出轴线A，遍历产品STL模型三维R*树索引结构，逐层查找与轴线A距离小于半径R的索引结点，以获取逼近区域内的数据结点，将数据结点包围盒中存储的网格顶点提取出来，并将其称为局部网格顶点；将局部网格顶点投影到网格单元P上得到投影点集，精确得到投影点在网格单元内的局部网格顶点作为三角Bézier面片相关点集；计算网格单元P的三角Bézier面片相关点集S_t在P内的参数值(u_t，v_t，w_t)；逼近求取三角Bézier面片的中间网格控制点T_ijk，其中，i+j+k=n，i,j,k≠0，在经过步骤求得三角Bézier面片的所有边界控制点后，曲面的逼近方程成为：

采用最小二乘法求取曲面的中间网格控制点T_ijk，从而求得三角Bézier面片L，为便于后续网格顶点的光顺调整，在此处记录网格顶点S_t与三角Bézier面片L的对应关系。

3.根据权利要求1所述的基于型面特征逼近的产品STL模型光顺方法，其特征在于：步骤5）中所述将产品STL模型顶点调整到光顺参考曲面上的方法具体为：任取一网格顶点S，由于在步骤3）三角Bézier面片的逼近构建过程中记录了网格顶点与三角Bézier面片的对应关系，所以能够方便的获取与其对应的三角Bézier面片M，将该网格顶点在面片M的参数域内参数化，然后计算参数值在面片M上的点S^’，将点S的坐标值替换为点S^’的坐标值，实现该网格顶点的光顺调整。