[发明专利]一种复杂异形模型分型面确定方法、装置及存储介质

权利要求书

1.一种复杂异形模型分型面确定方法，其特征在于，包括：

以三角面片的形式表示复杂异形模型；

以半边数据结构读取所述三角面片的信息；

基于单个三角面片的顶点坐标计算法线向量N，并将所述法线向量N转换至球面坐标系；

在所述球面坐标系中，对所述法线向量的两个角度进行聚类分析，得到最佳拔模方向；

根据所述最佳拔模方向，进行复杂异形模型的三角面片法线方向与最佳拔模方向的点积运算，根据点积运算的正负对三角面片进行分界，得到分型线及分型面。

2.根据权利要求1所述的一种复杂异形模型分型面确定方法，其特征在于，所述聚类分析包括：对于法线向量N中任选的一点x,其坐标表示为

其中，x_i表示落在以x点为圆心、以h为半径的圆区域内的点；g()＝-k`(),k`()表示核函数k()的一阶导数；n为三角面片的中点数；

点x作为聚类中心点，能够反映该数字模型中三角面片法线方向的主要方向，聚类中心点x中的方位角和顶角与数字模型的所有三角面片的法线方向的偏离度最小，即作为最佳拔模方向。

3.根据权利要求2所述的一种复杂异形模型分型面确定方法，其特征在于，点x的坐标来源包括如下步骤：

定义一个最终向量M_h，

其中，所述最终向量M_h表示，在二维空间中，存在一个点和与之相对应的圆S，该圆以该点为圆心，以h为半径，落在这个圆区域S_h的所有点和圆心矢量相减后得到一个向量，向量是以圆心为起点、落在圆内的点为终点，对这些向量进行求和，可以得到一个最终向量M_h；m表示样本点个数；i＝1,...,m；所述圆区域S_h内的y点满足：S_h(x)＝{y:|y-x_i|＜h²}；

在基本的向量M_h中加入核函数，则M_h算法变形为：

其中，f_h(x)表示聚类分离度；k为核函数；为单位密度，C和n_h分别表示为全部聚类点数和在h的圆区域的点数；

f_h(x)的导数为0时可求得f_h(x)的极值，得到：

令g(x)＝-k′(x)，则有第一等式：

对所述第一等式取极值得到第二等式：

所述第二等式中邻近等号左侧的一项相当于一个向量M_h，即为第三等式：

联立第一等式、第二等式及第三等式，当且仅当M_h＝0时，可以得出新的圆心坐标为：

4.根据权利要求1所述的一种复杂异形模型分型面确定方法，其特征在于，所述计算法线向量N包括：利用单个三角面片的三个顶点求平均，获得三角面片的形心p，根据三个顶点在直角坐标系中的坐标，计算三角面片的法线向量N。

5.根据权利要求1所述的一种复杂异形模型分型面确定方法，其特征在于，所述球面坐标系采用(r,θ,φ)来表示一个点P的位置，所述球面坐标系与在三维空间中位置的正交坐标系一一对应；其中，r为球面坐标系的原点O与点P之间的距离，顶角θ为原点O到P的连线与+z轴之间的夹角，方位角φ为原点O到点P的连线在xy平面上的投影线与直角坐标系+x轴之间的夹角；所述两个角度分别为顶角θ和方位角φ。

6.根据权利要求5所述的一种复杂异形模型分型面确定方法，其特征在于，所述法线向量N转换至球面坐标系包括：根据所述直角坐标系和球面坐标系的转换关系，对所述直角坐标系中的任意一点P(x,y,z)，其在球面坐标系中的位置可描述为：

。