[发明专利]一种工件表面轮廓自适应离散方法

权利要求书

1.一种工件表面轮廓自适应离散方法，其特征在于：所述工件表面轮廓自适应离散方法包括以下步骤：

S1:先进行模型的读取，首先定义读取文件的格式为STLControl_Reader；然后使用ReadFile()方法加载文件，文件读取成功返回True,否则返回false；接着转换CAD模型中的所有实体，转换为拓扑形状,模型数据储存到TopoDS_Shape类，数据储存到定义的拓扑类型的哈希表中；最后将TopoDS_Shape类型的对象转换为可交互操作的AIS_Shape类型的对象；

S2:再进行曲面的选取，利用OpenCASCADE可视化模块中的AIS_InteractiveContext类实现曲面的选取；首先通过AIS_InteractiveContext：：ActivateStandardMode确定拾取的类型为TopAbs_FACE类型；然后通过AIS_InteractiveContext：：SetSelected将选择的曲面加入到队列中，通过AIS_InteractiveContext：：HightSelected对拾取的面进行高亮显示，建立TopoDS_shape类型的vector容器，通过AIS_InteractiveContext：：SelectedShape从队列中取出拾取的面储存到vector容器中；

S3:之后进行环的选取，利用OpenCASCADE的建模数据模块中的TopExp类实现对环的选取；首先从TopoDS_shape的vdector数组中取出选取的曲面m_selshape，然后对TopExP::MapShape进行初始化，设定遍历操作的对象为m_selshape,遍历的类型为TopAbs_WIRE,遍历所得的所有环储存到TopTools_IndexedMapOfShape图中；利用OpenCASCADE的建模算法模块中的BRepGProp：：LinearProperties计算遍历所得环的弧长，比较每一段弧长的大小，取得弧长最大环Max_wire；

S4：进行轮廓线的分段

首先对TopExP：：MapShape进行初始化，设定遍历的操作对象为Max_wire，遍历的类型为TopAbs_EDGE，遍历所得的所有边储存到TopTools_IndexedMapOfShape图中；根据直线，圆弧，B样条曲线对遍历所得的所有边进行分类；首先确定所有边中的直线，空间中直线的表达式为：

p＝p(u)＝[x(u)，y(u)，z(u)]，u∈[u₀，u_n]；

S5：通过BRepAdaptor_Curve获取直线的参数域，按照u₀，(u₀+u_n)/2，u_n对参数域进行划分，分别计算直线在u₀，(u₀+u_n)/2，u_n处的切向量；分别比较三处切向量的模长与向量角是否相等；如果三处的模长，向量角均相等，则获取的这条边为直线，计算直线在u₀，u_n处的x，y，z值；否则进入下一个判断语句，判断其是否为圆弧；空间中圆弧的表达式为：

C＝C(u)＝[x(u)，y(u)z(u)]，u∈[u₀，u_n]；

S6：同样通过BRepAdaptor_Curve获取曲线的参数域，随机选取参数域中的参数值u₀，u₁，…，u₅，计算x(u₀)，y(u₀)，z(u₀)…x(u_n)，y(u_n)，z(u_n)等坐标值；通过这种方法我们随机获得了圆弧上六组坐标点的值；六组坐标点分别为：

P0(x0，y0，z0)，P1(x1，y1，z1)，p2(x2，y2，z2)，…，P5(x5，y5，z5)；取前三组坐标构成一段圆弧，后三组坐标构成一段圆弧，分别计算得到圆弧的圆心D0，D1，半径R0，R1；设定圆心的偏离误差q_c＝0.01，半径容许误差q_r＝0.001；比较圆心D1相对于D0的偏离是否在偏离误差内，比较R1相对于R0的误差是否在容许误差内；

S7：进行B样条曲线的离散，所述B样条曲线的离散为自适应的B样条曲线离散算法，采样点合理地分布在曲率变化不大和曲率变化较大的区域，满足轮廓的变化特征；

首先通过BRepAdaptor_Curve获取曲线的参数域，对曲线的参数域进行等参划分，根据等参划分所得的参数值计算B样条曲线上型值点的值；根据计算所得型值点的值反求B样条曲线的控制点P_i以及样条基函数N_i，k(t)；通过积分法计算B样条曲线的弧长L；

S8：接着根据弧长的步长以及曲线的弧长L确定离散点的节点矢量t，进而确定离散点的位置；若要想求得节点矢量t，首先要确定节点t所在的节点区间，假定t为第n个离散点，第n-1个离散点对应的节点区间为[t_m-1，t_m)，n个离散点，n个离散点到起点的弧长为L_n＝n*s，

B样条曲线在[0，t_m)上的弧长为如果则离散点t可能在节点区间[t_m，t_m+1)上；计算B样条曲线在[0，t_m+1)上的弧长如果则离散点t在节点区间[t_m，t_m+1)上；

S9：接着遍历等弧长离散所得离散点，所有离散点储存到gp_pnt类型的容器中，从容器中依次取出两点对B样条曲线进行分段，假设有n个离散点，则B样条曲线被分为(n-1)段，分别取(n-1)段曲线的首端点P1，中点P3，末端点P2；

S10：最后依次取出分段曲线L₁，L₂...L_n-1，首先将曲线L₁以及曲线的两端点压入栈中，然后记录曲线的两端点，接着判断栈是否为空，若为空输出采样点P_i，不为空计算当前曲线的中点，角度偏差θ和曲率偏差α，若θ＞θ_b，α＞α_b，取曲线的中点，将曲线分成两段，继续压入栈中，若θ＜θ_b，α＜α_b，判断栈是否为空。