[发明专利]一种基于网格点局部邻域的三角网格提取方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于网格点局部邻域的三角网格提取方法及系统，包括：步骤S1：在三角网格模型中定义半边、棱边、邻域以及邻域点；步骤S2：计算三角网格点并进行分类；步骤S3：根据步骤S1和步骤S2，提取三角网格模型过渡边；步骤S4：基于所述过渡边，提取三角网格模型特征种子面，以种子面为基础区域生长提取三角网格特征面区域。本发明能够区分出模型边界上的网格点，降低其计算误差，实现了点位快速区分。应用于机加工工序仿真三角网格模型将提高了三角网格模型特征面区域网格的提取效率，为工序实体模型构建提供基础支持。

技术领域

本发明涉及数字化制造与智能制造技术领域，具体地，涉及复杂结构件机加工仿真过程中工序仿真三角网格模型的网格提取方法，尤其涉及一种基于网格点局部邻域的三角网格提取方法及系统。

背景技术

三角网格提取是计算机图形学的一个重要方向，将网格模型提取成基本几何曲面片是网格模型应用于机械产品设计与制造领域的主要研究思路。例如，在复杂结构件数控加工编程过程中，对于由加工模拟仿真产生的三角网格模型，由于无法进行尺寸标注，在实际使用中不能精确表达产品几何特性、无法准确模拟产品拓扑关系等问题，需要将三角网格模型基于基本几何曲面片进行提取、重构工序实体模型，以便进行三维可视化标注，指导现场生产过程。

目前网格提取通常使用曲率张量聚类、滑移特征分区聚类、种子面区域生长等网格提取方法，这些算法能较好的对网格模型进行提取，但常受网格疏密的限制，在提取效率上具有提升空间，另外现有研究方法和工具在工序仿真三角网格模型处理上，对特征面网格区域提取的适用性不强。

针对机加工工序仿真三角网格模型特征面难以精确提取问题，需要研究三角网格面与机加工仿真模型特征面的关系。现有算法采用单个网格面或数个相互邻接的三个网格面作为种子面或初始面集，聚类、生长过程需要遍历网格面数量多、曲面拟合算法运行慢，降低了聚类、生长算法的效率。因此，从机加工工序仿真三角网格模型中快速提取出覆盖网格区域范围大、准确率高的网格面作为种子面，将大大提高三角网格提取算法的效率，为后续高效、准确提取三角网格特征面奠定基础。

公开号为CN112036417A的发明专利，公开了一种基于三角网格的激光点云特征点提取方法，具体步骤为：1)采用Crust算法对激光点云进行三角剖分，得到初始的三角网格；2)对初始三角网格进行预处理，去除其中的错误连接；3)根据三角网格中共边三角形个数提取激光点云的边缘点；4)根据网格中各个顶点对应的三角形簇的面积关系获取激光点云中存在的空洞结构的边界点；5)通过相邻三角形夹角的大小检测出其中的尖锐点；6)将步骤3)、4)、5)中得到的激光点云边缘点、空洞结构边界点和尖锐点合并，形成激光点云的特征点集合。

发明内容

针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种基于网格点局部邻域的三角网格提取方法及系统，可适用于工序仿真三角网格的特征面网格区域提取。

根据本发明提供的一种基于网格点局部邻域的三角网格提取方法及系统，所述方案如下：

第一方面，提供了一种基于网格点局部邻域的三角网格提取方法，所述方法包括：

步骤S1：在三角网格模型中定义半边、棱边、邻域以及邻域点；

步骤S2：计算三角网格点并进行分类；

步骤S3：根据步骤S1和步骤S2，提取三角网格模型过渡边；

步骤S4：基于所述过渡边，提取三角网格模型特征种子面，以种子面为基础区域生长提取三角网格特征面区域。

优选地，所述步骤S1中定义半边、棱边、邻域以及邻域点包括：

所述半边：将网格边e_i＝(v_a,v_b)记为和则称为两个半边；