[发明专利]一种利用二维三视图自动重建三维模型的方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种三维模型的构建方法，特别涉及一种利用二维三视图自动重建三维模型的方法。

背景技术

在工业生产过程中，对要生产的产品通常都需要构建三维模型图，以方便对进行产品的研发。现有技术在进行三维模型构建时，都是由人工对着工程图纸一步一步绘制出来的，而通过人工手动绘制存在有如下缺陷：人工手动绘制的工作量大，且效率低。

发明内容

本发明要解决的技术问题，在于提供一种利用二维三视图自动重建三维模型的方法，通过该方法来实现对自动化生产所需的工件、设备等进行三维模型自动重构。

本发明是这样实现的：一种利用二维三视图自动重建三维模型的方法，所述方法包括如下步骤：

步骤1、从制图软件中导入工程图的二维三视图，并分别获取导入的各个视图的二维坐标；

步骤2、根据各个视图的二维坐标寻找三维坐标原点，进行坐标规格化；

步骤3、根据创建的三维坐标寻找各个视图的二维坐标所对应的三维点，构建三维点云；

步骤4、连接任意两个三维点构建三维边，对构建的三维边进行三视图投影，并根据投影结果删除存在的假元；同理，继续构建完所有的三维边形成一线框图；

步骤5、获取得到的线框图，并根据线框图上三维点的度来继续删除假元；

步骤6、从删除完假元的线框图的任意一个三维点出发，任意选取连接该三维点的两条三维边得到一个三维面，获取该三维面上的所有三维边，并根据左邻边序列算法获取最小面环，且合并内环；同理，继续执行完所有的三维点，且每个三维面都仅执行一次；

步骤7、使用耳切法将各个面环均切割成复数个三角形，并通过unity绘制出三角面形成三维模型。

进一步地，所述步骤5中，所述“根据线框图上三维点的度来继续删除假元”具体为：

(1)删除度为0的三维点；

(2)删除度为1的三维点以及连接该三维点的三维边；

(3)若三维点的度为2，且连接该三维点的两条三维边共线，则删除该度为2的三维点，并合并两条三维边；

(4)若三维点的度为2，且连接该三维点的两条三维边不共线，则删除该度为2的三维点以及两条不共线的三维边；

(5)若三维点的度为3，且其中有两条三维边共线，则删除该度为3的三维点以及不共线的那条三维边，同时合并共线的两条三维边；

(6)若三维点的度为3，且三条连接的三维边共面，则删除该度为3的三维点以及三条三维边；

(7)若三维点的度大于3，且连接该三维点的所有三维边均共面，同时有两条三维边共线，则合并两条共线的三维边，并删除其余的三维边以及该三维点；

(8)若三维点的度大于3，且连接该三维点的所有三维边均共面，同时没有共线的三维边，则删除该三维点以及所有三维边。

进一步地，在所述步骤2中，所述“根据各个视图的二维坐标寻找三维坐标原点”具体为：

以正视图的右上角作为新坐标原点建立X-Y坐标系，以俯视图的右下角作为新坐标原点建立X-Z坐标系，以右视图的左上角作为新坐标原点建立Y-Z坐标系。

本发明具有如下优点：通过本发明方法，可实现利用工业机器人的离线编程来对自动化生产所需的工件、设备等进行三维模型自动重构，不仅可以极大的减少建模人员的工作量，而且可以极大的提升建模效率，降低生产成本。

附图说明

下面参照附图结合实施例对本发明作进一步的说明。

图1为本发明一种利用二维三视图自动重建三维模型的方法的执行流程图。

图2为本发明具体实施例中导入的二维三视图。

图3为本发明具体实施例中根据导入的二维三视图所构建出的线框图。

图4为本发明具体实施例中根据导入的二维三视图所绘制出的三维模型图。

具体实施方式

请参照图1所示，本发明一种利用二维三视图自动重建三维模型的方法的较佳实施例，所述方法包括如下步骤：

步骤1、从制图软件中导入工程图的二维三视图，并分别获取导入的各个视图的二维坐标；例如，可以从CAD中导入绘制好的二维三视图(包括正视图、俯视图和右视图)，在具体实施时，需将俯视图和正视图上下对齐放置，将正视图和右视图左右对齐放置(如图2所示)；在导入CAD的二维三视图后，软件就会自动获取各个视图所在的二维坐标。

步骤2、根据各个视图的二维坐标寻找三维坐标原点，进行坐标规格化；