[发明专利]一种基于STL模型布尔运算的飞机油箱内表面模型提取方法

摘要

本发明公开了一种基于STL模型布尔运算的飞机油箱内表面模型提取方法，通过对初始CAD模型进行格式转换，生成STL格式文件；对STL格式文件进行拓扑优化，生成点线面索引信息及相邻点线面信息；以油箱理论外形面所形成的包围体A和真实油箱模型B之间进行布尔减操作，对三角面片相交方式分类，相交之后对网格进行再划分；最后将两模型的所有面片按照布尔减的逻辑关系进行筛选，重组为新模型并剔除其余面片，实现内表面模型的提取。本发明从复杂飞机油箱的CAD模型提取出内表面模型，具有鲁棒性和时效性，计算复杂度显著降低，极大的领先于同类已有方法。

主权项

一种基于STL模型布尔运算的飞机油箱内表面模型提取方法，其特征在于：包括以下步骤：在CATIA软件中将飞机油箱模型的CATIA数据文件导出为STL格式文件；建立该模型三角面片的点面索引；计算该模型中所有顶点的最大坐标和最小坐标，构建该模型的矩形最小包围盒；令该矩形最小包围盒为模型A，飞机油箱模型为模型B，使用三维模型布尔减方法得到模型C，C＝A‑B；判断模型C属于模型A内部的面片，通过人机交互从模型C中删除不属于模型A内部的面片；将模型C中剩余的面片的法矢反向，飞机油箱内表面模型提取完毕；所述的三维模型布尔减方法包括以下步骤：1)以模型A和模型B整体为基准，确定空间总范围，并以此空间总范围为基准进行含符号八叉树划分；2)对含符号八叉树的每一个根节点进行遍历，对每个三角面片进行判断，取出其中来自模型A和模型B的三角面片；在同一个根节点内，由属于模型B的三角面片对属于模型A的三角面片进行相交测试，计算出相交点，并重构三角面片；同时由属于模型A的三角面片对属于模型B的三角面片进行相交测试，计算出相交点，并重构三角面片；3)根据三角面片法矢判断三角形内外关系：再次对含符号八叉树的每一个根节点进行遍历，根据每个根节点中模型A内三角面片的法矢判断模型B中三角面片是否在模型A之内；4)选择所有在模型A内且模型B之外的三角面片，且删除其它三角面片；所述步骤2)中对含符号八叉树的根节点的遍历流程为：循环1：对含符号八叉树的根节点进行深度优先遍历；循环2：在循环1中，对根节点中来自模型A的三角形TA进行顺序遍历；循环3：在循环2中，对根节点中来自模型B的三角形TB进行顺序遍历；在循环3中，对循环2中所遍历到的三角形TA和循环3中所遍历到的三角形TB进行相交测试及三角面片重构，如TA被标记为被划分状态，则从循环2中剔除TA，并开始循环2的下一次循环，并对循环3置零；如TB被标记为被划分状态，则从循环3中剔除TB，并开始循环2的下一次循环；如TA及TB均被标记为被划分状态，则开始循环3的下一次循环；如循环3已遍历完成，则将循环2前移一个单位；如循环2已遍历完成，则将循环1前移一个单位；如循环1已遍历完成，则遍历结束；TA为被切割三角形，TB为切割三角形。