[发明专利]基于面积法的面向曲面零件测量点的网格面片检索方法

说明书

基于面积法的面向曲面零件测量点的网格面片检索方法，包括：步骤A：逐一获取STL文件中每个网格面片的面片数据；步骤B：获取当前选取的网格面片的面片面积；步骤C：获取测量点与当前选取的网格面片的任意两个顶点所组成的共三个三角形的面积；步骤D：比较当前选取的网格面片的面片面积与三个三角形的面积和的大小关系，根据比较结果判断当前选取的网格面片是否为测量点所对应的网格面片；若是，则进入步骤E；若否，则重新选取新的网格面片，返回步骤B；步骤E：获取网格面片的法矢方向以驱动测头移动。本发明实现了三角网格模型对应STL文件的直接数据处理操作，快速获取测量点对应模型外形轮廓的外法矢方向，有效驱动精度检测的测头移动。

技术领域

本发明涉及曲面零件精密技术领域，尤其涉及基于面积法的面向曲面零件测量点的网格面片检索方法。

背景技术

在复杂曲面零件的生产过程中，需要用相应的检测技术对其加工精度进行检测和控制。其中，基于三坐标测量机(CMM)的检测技术常用于精密零件的形位精度检测。目前复杂曲面零件的三维数据在计算机中常存储为参数化模型，其中的任意外形数据信息均通过外形特征或参数曲面等数字化信息精确记录。通过检索所记录的数字化信息直接获得测量点对应的零件外形法矢方向，实现精度检测的测头移动。

随着数字化检测及逆向工程技术的快速发展，三角网格模型也被越来越多地用于复杂曲面零件的外形轮廓表达。三角网格模型由一系列连接的三角形面片近似地表达模型的外形轮廓，在计算机中常以STL的文件格式进行存储，文件内部对每个网格面片的数据信息进行了逐一罗列。但网格面片的存储顺序是随机的，且每个网格面片只记录了网格面片的法矢向量与三个顶点的坐标信息。STL文件中每个网格面片的数据信息由7行代码组成，其中，第1行为网格面片指向实体外部的法矢方向数据；第2和第6行为当前面片顶点遍历的开始与结束声明；第3至第5行为网格面片三个顶点的坐标信息，且根据面片法矢规则，三个顶点沿面片法矢的右手螺旋方向排序；第7行为结束当前网格面片的声明。所有数字数据保留8位有效数字，且以科学计数法表示。

如图1所示，对于三角网格模型的精度检测，在已知检测位置(即测量点)的情况下，需要检索出对应的网格面片，再根据网格面片的法矢方向反向移动检测测头，并最终获得零件表面的精度检测数值。其中，面片法矢的方向信息可根据STL文件的存储数据直接获取，但测量点对应网格面片的检索操作则缺少直接方法。

发明内容

本发明的目的在于针对背景技术中的缺陷，提出一种面向曲面零件测量点的网格面片直接搜索方法，本发明实现了三角网格模型对应STL文件的直接数据处理操作，快速获取测量点对应模型外形轮廓的外法矢方向，有效驱动精度检测的测头移动。与现有技术相比，本发明不需要进行模型数据的拓扑重构，直接对STL文件的网格面片信息进行数据处理判断操作，占用计算机资源更小，时间消耗更短。

为达此目的，本发明采用以下技术方案：

基于面积法的面向曲面零件测量点的网格面片检索方法，包括如下步骤：

步骤A：逐一获取STL文件中的每个网格面片的面片数据；

步骤B：获取当前选取的网格面片的面片面积；

步骤C：获取测量点与当前选取的网格面片的任意两个顶点所组成的共三个三角形的面积；

步骤D：比较步骤B中当前选取的网格面片的面片面积与步骤C中三个三角形的面积和的大小关系，根据比较结果判断当前选取的网格面片是否为测量点所对应的网格面片；

若是，则进入步骤E；

若否，则重新选取新的网格面片，返回步骤B；

步骤E：获取网格面片的法矢方向以驱动测头移动。

优选的，在所述步骤A中，逐一获取STL文件中的每个网格面片的面片数据具体包括：