[发明专利]一种空间三角网格边界提取方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种边界提取方法，具体地说，是指一种空间三角网格边界提取方法。

背景技术

闭式叶轮是将轴盘曲面、盖盘曲面和叶片曲面连成一体形成流道的叶轮，其型腔具有封闭性，加工困难，因此，开展闭式叶轮五坐标数控加工具有重要的意义。

要对闭式叶轮的一个封闭流道进行轨迹规划，其难点是自动的对发生碰撞处的刀具姿态进行修正，这需要用到一系列复杂的计算几何方面的方法，这其中包括避让几何体边界的提取、配置空间的映射、避让几何规划等关键技术。

发明内容

发明目的

本发明涉及一种空间三角网格边界提取方法，其目的在于将避让几何体的几何边界提取出来，为后续的避让几何规划提供基础。

技术方案

一种空间三角网格边界提取方法，其特征在于：该方法步骤如下：

（1）将来自CAD软件的曲面几何模型离散为三角网格数据；

（2）遍历所有网格数据及其顶点，根据邻接三角网格原理，判断该顶点是否为边界顶点，如果是边界顶点，则保存进边界顶点集合中，如果不是边界顶点，忽略；在判断结束后，边界顶点集合形成了边界顶点数组；

（3）对步骤（2）生成的边界顶点数组进行排序，最终生成空间三角网格的有向边界，为下一步闭式叶轮的轨迹规划提供准备条件。

优点及效果

本发明这种空间三角网格边界提取方法，通过将避让几何体进行离散化后，利用边界提取算法提取空间三角片云的边界，为后续配置空间的映射和避让几何规划提供技术准备；同时，本发明方法也可以应用在计算机辅助文物复原系统中对破损文物的修复工作中。

与现有技术相比，本发明具有如下优点和有益效果：

（1）解决了配置空间映射算法中避让几何体的映射问题；

（2）解决了空间三角网格的边界提取算法问题；

（3）为闭式叶轮无干涉刀具轨迹规划铺平了道路，提供了一种切实可行的轨迹规划方法。

附图说明

图1是空间三角网格曲面示意图；

图2是实施例1示意图；其中图2（a）为封闭曲面，图2（b）为空间三角网格曲面，图2（c）为提取的边界；

图3是实施例2示意图；其中图3（a）为闭式叶轮一封闭流道，图3（b）为离散后的空间三角网格曲面，图3（c）为提取的边界。

具体实施方式：

下面结合附图对本发明做进一步的说明：

本发明是一种空间三角网格边界提取方法，其特征在于：该方法步骤如下：

（1）将来自CAD软件的曲面几何模型离散为三角网格数据；

（2）遍历所有网格数据及其顶点，根据邻接三角网格原理，判断该顶点是否为边界顶点，如果是边界顶点，则保存进边界顶点集合中，如果不是边界顶点，忽略；在判断结束后，边界顶点集合形成了边界顶点数组；

（3）对步骤（2）生成的边界顶点数组进行排序，最终生成空间三角网格的有向边界，为下一步闭式叶轮的轨迹规划提供准备条件。

该空间三角网格边界提取方法，具体步骤如下：

1．避让几何体边界的提取

所谓避让几何特指加工中刀具不能与其相干涉的几何体。本发明专利采用提取避让几何边界的方法来解决碰撞干涉问题。

空间网格数据是一种非常重要的数据格式，在科学计算可视化、计算机辅助几何设计、三维建模和重构、有限元计算等领域有着广泛的应用。本发明专利将空间曲面离散成三角片，并利用的“空间三角网格边界提取方法”，将避让几何体的边界提取出来，解决了“避让几何规划”算法中碰撞空间映射困难的问题，为避让几何规划算法的开发铺平了道路。

2．空间三角网格边界提取方法的基本原理

边界提取方法的基本原理是将边界点提取出来，并按照某个方向顺次排列，依次连接构成一条封闭的曲线。所以，边界点的判断是整个方法的基础。