[发明专利]一种增量式的高效中轴生成方法

权利要求书

1.一种增量式的高效中轴生成方法，其特征在于其实施步骤如下：

1）将三维模型进行体素化为内部体素、边界体素和外部体素；

2）初始化当前队列和预备队列，将边界体素放入当前队列，初始化三维模型中各边界体素的到最近边界体素的距离为零、各内部体素的到最近边界体素的距离为无穷大；

3）遍历当前队列的体素，取出当前体素的最近边界体素和与当前体素面连接、边连接、点连接的周围内部体素，依次更新各周围内部体素到所述最近边界体素的距离，如果该更新距离大于或者等于当前距离与体素边长之和且小于当前距离与两倍体素边长之和，则将当前体素移入预备队列，然后判断当前体素的各周围内部体素是否为中轴体素：如果当前周围内部体素的两个最近边界体素属于不同的两个表面且这两个表面不是以凹边连接，或者当前周围内部体素的最近边界体素与至少一个面连接的周围内部体素的最近边界体素不属于同一个面且这两个面不是以凹边相连，或者当前周围内部体素的最近边界体素与至少一个面连接的周围内部体素的最近边界体素属于两个不同的凹边，或者当前周围内部体素的两个最近边界体素属于同一个面且该当前周围内部体素的法线穿过其两个最近边界体素，或者当前周围内部体素的两个最近边界体素属于同一个凹边且该体素与这两个最近边界体素的连线与这个凹边相切，则该当前体素为中轴体素；

4）在当前队列遍历完毕后，如果预备队列非空，则将预备队列与当前队列互换，并将当前距离设置为原当前距离与体素边长之和，然后重复执行步骤3）直至预备队列为空；

5）合并中轴体素获取生成的中轴体素集合。

2.根据权利要求1所述的增量式中轴生成方法，其特征在于：所述步骤3）中更新各个周围内部体素到最近边界体素的距离时，如果周围内部体素到针对当前体素的最近边界体素的新距离小于原距离时，则将该周围内部体素到最近边界体素的距离更新，否则保持该周围内部体素到最近边界体素的距离不变。

3.根据权利要求2所述的增量式中轴生成方法，其特征在于：所述步骤1）中首先判定三维模型是否为基本模型通过布尔操作形成，获取尚未获得中轴体素的基本模型；所述步骤3）中对不存在中轴体素的基本模型进行获取中轴体素；所述步骤5）中将步骤3）生成的中轴体素和已经获得中轴体素进行合并生成中轴体素集合。

4.根据权利要求1或2或3所述的增量式中轴生成方法，其特征在于：所述步骤1）中体素化的详细步骤包括：获取三维模型的包围盒，将该包围盒分割成若干未判定的正方体体素，将正方体体素全部初始化为外部体素；用射线法在外部体素中获取属于三维模型各个面的边界体素；遍历外部体素，获取下体素、左体素、后体素都为边界体素的外部体素作为第一个内部体素；根据第一个内部体素通过广度优先搜索的方法寻找其他内部体素。