[发明专利]一种基于ACIS平台的三维实体模型重构方法

说明书

本发明涉及无原始数据的三维实体模型重构技术，属于计算机仿真领域，具体为一种基于ACIS平台的三维实体模型重构方法。本发明通过导入待重构模型文件至ACIS平台的软件中，直接在模型显示的错误部分进行实体的二次重构，进而使平台构建完整的三维实体模型可以直接被基于ACIS内核的CAE软件使用。该方法的通用性极大，重构方式简便迅捷，重构模型可根据研究人员需要灵活调整，避免了因为模型识别错误无法与CAE软件交互而进行原物重建工作，节约了大量时间和人力、物力资源。

技术领域

本发明涉及无原始数据的三维实体模型重构技术，属于计算机仿真领域，具体为一种基于ACIS平台的三维实体模型重构方法。

背景技术

随着计算机的发展，三维模型在不同的领域起着越来越重要的作用。除了在医学、影视、建筑等领域起展示作用之外，三维模型还在工程界尤其在计算机仿真领域中扮演着重要的角色。在使用有限元法进行计算机仿真时，传统的做法需经过构建三维模型、网格划分、数值求解等过程。其中三维模型是进行计算机仿真的基础。目前主流建模软件几何建模的内核引擎一般为Parasolid或ACIS，通过定义形状的边界来表示形状，即边界表示法造型。而除了边界表示法之外，几何造型方法还有诸如线框、集合论、多面体模型以及八叉树等类型。因此尽管可以获得丰富的CAD模型文件资源，但将某一建模内核构造的模型文件导入拥有另一建模内核的软件时会造成模型识别错误；并且若模型构建核心与后续进行网格划分的核心不一致时会造成构建的模型无法进行网格划分进而无法进行数值求解的状况。

目前解决这一问题的方法为根据CAE软件的几何造型引擎对模型进行重建或修复，其方式可以分为两种形式。一种形式为根据实物的结构数据进行修复或重构，包括基于激光扫描的点云法、网格修复法等等；另一种形式为无实物的原始数据下的模型修复方法，包括利用现有模型修复不完整扫描模型的方法、一种无原始模型的失效模具快速修复方法、一种轮廓线指导的三维模型重构方法等。

当前主流的商业软件的建模核心多以Parasolid或ACIS为主，主流CAE软件也多与以上建模内核交互。因此面对可轻易获得的大量以边界表示法构建的模型，现有的建模方式尽管精确度较高，但是具有对物体原始结构数据依赖大、修复方式繁复、构建速度较慢的缺点，且不能保证模型可以直接用于网格划分，并且这些方法无法利用其它建模内核构建的CAD模型，造成了时间和资源浪费。

发明内容

针对上述存在问题，为解决建模软件间内核不同时模型识别错误，以及模型构建软件与后续网格划分软件核心不一致时模型不能通用无法进行网格划分进而无法进行数值求解的问题，本发明提供了一种基于ACIS平台的三维实体模型重构方法，以便于重构后的模型可以直接用于与ACIS平台交互的软件进行网格划分。

具体技术方案，包括以下步骤：

A、将待重构模型文件导入ACIS内核的建模软件中，实现模型文件的显示；

B、对步骤A获得的模型的面实体S_i的错误类型进行检测，将错误部分标识为交错、接触、缺失和/或大落差类型，然后对待重构模型进行错误部分的分割；

两个或多个面实体的边界线与面实体相交时，标识为交错。对于划分到交错类型中的面实体集合，以顺序或无序方式依次对集合中的元素区域进行边界坐标点信息提取；然后对获取的点云信息进行插值处理，获得离散的点云数据，点云的连线为封闭直线或曲线。

两个或多个面实体可以使用一条封闭的线实体表示边界线，但具有多条封闭的边界线，且边界线之间存在微小间隙时，标识为接触。对于划分到接触类型中的面实体集合，以顺序或无序方式依次对集合中的元素区域进行边界坐标点信息提取，识别出两个接触面；然后对获取的接触面的点云信息进行插值处理，消去接触面边线之间存在的间隙，获得离散的点云数据，点云的连线为封闭的直线或曲线。