[发明专利]基于对称约束的网络虚拟装配方法

摘要

本发明公开了一种基于对称约束的网络虚拟装配方法，基于三角网格模型顶点主曲率提取对称特征，首先根据主曲率值采样获取特征区域样本点，以提取对称特征较明显的模型顶点；然后通过裁剪、六维空间变换、配对、mean‑shift聚类和对称表面扩散等算法处理，提取出模型的对称变换和对称面；最终根据提取的三角网格模型的对称变换和对称面进行虚拟装配，具有较高的鲁棒性和效率，对称特征提取过程中利用了机器学习算法mean‑shift聚类精准地训练六维空间变换数据，保证了提取对称特征的准确性；虚拟装配过程提供了鼠标平移、旋转、拖拽等交互功能，保证了程序良好的交互性。

主权项

1.基于对称约束的网络虚拟装配方法，其特征在于：包括：步骤1，通过网络浏览器将三角网格模型文件数据读入到内存中，基于读入的三角网格模型数据建立无冗余的点集和面集；基于半边数据结构构建三角网格模型的顶点、边和面片的完整拓扑邻接信息；步骤2，基于步骤1建立的三角网格模型的拓扑邻接信息中的顶点和三角面片数据，利用WebGL技术对整个模型进行可视化绘制；步骤3，遍历三角网格模型的点集，计算模型所有顶点的主曲率与主曲率方向；其中主曲率包含最大曲率k_max和最小曲率k_min，主曲率方向包含最大主曲率方向d_max和最小主曲率方向d_min；步骤4，根据顶点曲率值对整个三角网格模型顶点进行采样，获取初始特征区域采样点集P₀；步骤5，利用顶点主曲率的比值对P₀进行裁剪，获得裁剪后的特征区域样本点集P₁；步骤6，对集合P₁中的采样点进行配对；假设P₁中存在两个顶点p和q，如果满足顶点p的主曲率坐标与顶点q的主曲率坐标在欧式空间中的距离无限接近，就认为(p，q)是对称点对，从而得到特征区域点对集合P_pair；步骤7，根据变换类型，计算P_pair中点对的六维空间变换得到六维空间变换集合Γ；步骤8，利用mean‑shift聚类算法对集合Γ中的六维空间变换进行聚类，并根据聚类结果对特征区域点对集合P_pair中满足相同对称关系的点对进行归类，满足相同对称关系的点对具有相同的对称变换步骤9，根据归类的结果进行三角网格模型的对称表面扩散，并提取对称面；步骤10，导入装配件，以对称检测的模型位置为原点，建立局部坐标系，选取相应的对称面作为约束，并判别该对称面相对于局部坐标系为xy、xz或yz平面，进行虚拟装配。