[发明专利]一种三角网格模型孔内三角面片的定位方法

权利要求书

1.一种三角网格模型孔内三角面片的定位方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤1：构建三角网格模型的拓扑连接关系；

步骤2：遍历三角网格模型的所有边，计算边两侧两个邻接三角形法向的点积，若其绝对值小于设定值，则认定为尖锐边，所有尖锐边构成尖锐边集合；

步骤3：在尖锐边集合内搜索由头尾闭合的单链组成的闭环放入闭环列表，其余单链放入单链列表；

步骤4：判断闭环列表内的闭环或单链列表内的单链所在的面是否在外圆柱上，若在外圆柱面上则删除该闭环或单链；

步骤5：对于闭环列表内的闭环，判断这些闭环是否共面，将闭环分为共面闭环和非共面闭环；

步骤6：对于单链列表中的单链，延伸拓展后，判断这些单链是否能构成头尾相连的闭环，若不存在闭环则删除这些单链，若能构成闭环，则将这些单链连接并作为非共面闭环处理；

步骤7：对于共面闭环，将其拟合成圆，从该共面闭环所在的邻接三角形开始搜索所有与拟合圆的轴线方向垂直的三角面片，得到孔内三角面片；

步骤8：对于非共面闭环，将其拟合成圆柱，从该非共面闭环所在的邻接三角形开始搜索所有与拟合圆柱的轴线方向垂直的三角面片，得到孔内三角面片。

2.根据权利要求1所述一种三角网格模型孔内三角面片的定位方法，其特征在于，所述步骤3的具体步骤为：

(1)所有尖锐边的端点构成尖锐点集合，对任一尖锐点，计算与之相连的尖锐边集合，其数量称为该尖锐点的度；

(2)从度大于2的尖锐点出发搜索单链，若该点所在尖锐边的另一端点的度为2，则将另一端点加入单链，并沿与另一端点相连的另一尖锐边继续搜索，直到遇到度为1或者度大于2的尖锐点为止，将这些单链放入单链列表，并删除重复单链，将单链列表中各单链所在的尖锐点标记为已访问；

(3)从未访问且度为1的尖锐点出发搜索单链，方法同步骤3(2)，区别在于以度为1的尖锐点为终止条件，将这些单链所在的尖锐点标记为已访问，且删除这些单链，此时，尖锐点集合中所有未访问的尖锐点的度均为2；

(4)从未访问且度为2的尖锐点出发搜索单链，方法同步骤3(2)，区别在于以找到度为2、且序号与起点相同的尖锐点为终止条件，这些单链构成闭环，放入闭环列表，每搜索到一条闭环，即将该闭环所在的尖锐点标记为已访问。

3.根据权利要求2所述一种三角网格模型孔内三角面片的定位方法，其特征在于，所述步骤3还包括如下步骤：

(5)若单链列表中存在共端点的单链，则从共端点出发，计算各条单链的单位方向的两两点积，并按照从小到大的顺序排列，将点积最小且小于设定值的两条单链连接起来，并且标记为已连接，然后将未作已连接标记的、点积次小且小于设定值的两条单链连接起来，并且标记为已连接，依此类推，直到所有单链标记为已连接或点积不满足小于设定值的要求为止，连接后，将连接成闭环的单链从单链列表移动到闭环列表中；

(6)对单链列表中任意一条单链，计算沿相邻各边单位矢量的点积，当点积小于设定值时，标记该点为拆分点，根据拆分点将该单链拆分为多条单链并取代原单链，若拆分后的单链点数小于10，则删除该单链。

4.根据权利要求1所述一种三角网格模型孔内三角面片的定位方法，其特征在于，所述步骤4的具体步骤为：对单链列表里或闭环列表里的任一条，通过最小二乘法拟合出圆或圆柱，将单链或闭环的上的任一点v投影到拟合出的圆心轴线上，得到点p，若单位化后与点v所在边的两个邻接三角形之一的法向点积大于设定值，则认为该单链或闭环在外圆柱面上，删除该单链或闭环。

5.根据权利要求4所述一种三角网格模型孔内三角面片的定位方法，其特征在于：所述步骤4中，先用最小二乘平面拟合单链或闭环，然后将单链或闭环投影到拟合平面上，再在拟合平面上拟合圆，若拟合误差大于设定值，或者半径大于设定值，或者圆心角小于设定值，则删除该单链或闭环。

6.根据权利要求1所述一种三角网格模型孔内三角面片的定位方法，其特征在于，所述步骤5的具体步骤为：对闭环列表里的任意一个闭环，根据闭环上的点拟合空间平面，并将这些点投影到该拟合空间平面的法线方向，若最大投影值和最小投影值之差小于设定值，认定该闭环为共面闭环，否则为非共面闭环。