基于误差排序的网格模型特征面提取方法及系统技术方案

本发明专利技术提供了一种基于误差排序的网格模型特征面提取方法及系统，包括：步骤1：对机加工仿真三角网格模型的种子面进行曲面拟合，得到拟合曲面；步骤2：根据单个种子面的生长算法将拟合曲面延伸至种子面之间的过渡面，得到重叠区域；步骤3：根据重叠区域的各网格面归属于不同种子面的优先级顺序，提取特征面。与现有技术相比，本发明专利技术在机加工仿真三角网格模型的基础上，提出了一种多种子面交替生长算法用以提取特征面，实现了机加工仿真三角网格模型的特征面提取，为网格模型重构实体模型奠定良好基础。基础。基础。

Method and system of feature surface extraction of mesh model based on error ranking

【技术实现步骤摘要】
基于误差排序的网格模型特征面提取方法及系统


[0001]本专利技术涉及智能制造
，具体地，涉及一种基于误差排序的网格模型特征面提取方法及系统。

技术介绍

[0002]发展三维工艺设计系统是我国高端制造领域中的一种有效技术，这一技术可以提高数字化制造效率，解决人工交互次步骤繁杂与建模不规范等问题。作为高端制造领域三维工艺设计的关键内容，工序模型不仅反映了产品及其零部件的设计信息，能够表现出产品的几何形状；更能体现制造信息与工艺信息，其中的工序模型尺寸、加工参数等数据可以在实际生产中作为纠正变形带来的过切或欠切问题的有效依据。
[0003]加工模拟仿真是工序模型逆向建立的常用方法，在加工模拟仿真中，工序模型均以三角网格模型的形式出现。三角网格模型无法进行尺寸标注，在实际使用中存在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。利用机加工模拟仿真结果作为输入将三角网格模型重构为实体模型，然后增加三维尺寸标注是实现工序模型构建的高效技术途径。在该技术实施过程中，提取网格模型上特征面是三角网格模型重构的关键环节，所以针对机加工仿真三角网格模型特征面提取方法及系统是三维工艺设计系统的重要组成部分。
[0004]机加工仿真三角网格模型与常规的三角网格模型略有不同，由于复杂模型零件曲面连接的复杂性与仿真系统浮点精度误差，仿真结果三角网格模型在特征面相交处存在边界模糊的问题，易产生多个重叠区域，使得仿真三角网格模型与理论工序模型存在差异，影响特征面的识别与分割，造成三角网格模型重构的困难。
[0005]论文文献《基于自动多种子区域生长的遥感影像面向对象分割方法》公开了一种采用种子像元基于颜色相似或四周已标记像元等准则进行遥感图像的分割，该论文的应用对象为二维图像，未解决三角网格模型的区域分割问题。论文文献《基于区域生长的网格模型分割》公开了一种使用区域生长算法进行网格模型分割的方法，具体是采用边界三角形法向量和面平均法向量的差值小于一定阈值等单一原则作为生长条件，未解决在复杂三角网格模型分割中采用区域生长算法存在的多个种子面在重叠区域的难分割的问题。专利文献CN109801299A公开了一种基于二次曲面拟合的模型的交互式分割方法、系统、装置，旨在为了解决部件特征不明显的对象的三维网格模型分割精度较差的问题。该方法首先获取三角网格，对三角网格进行细分和初始化操作，得到连通且不重叠的聚类；再对网格模型进行二次曲面拟合和分割；然后使用交互式分割方法，对自动拟合后的聚类进行交互式合并与交互式切分操作，从而得到更精准的分割结果，相当于公开了本申请中的对种子面进行曲面拟合。没有公开本申请区别点中的然后利用单个种子面的生长算法将拟合曲面延伸至种子面之间的过渡面，各曲面延拓边界间形成重叠区域；接着根据网格面与各拟合面的误差排序，确定重叠区域各网格面归属于不同种子面的优先级顺序这些特征。

技术实现思路

[0006]针对现有技术中的缺陷，本专利技术的目的是提供一种基于误差排序的网格模型特征面提取方法及系统。
[0007]根据本专利技术提供的一种基于误差排序的网格模型特征面提取方法，包括：
[0008]步骤1：对机加工仿真三角网格模型的种子面进行曲面拟合，得到拟合曲面；
[0009]步骤2：根据单个种子面的生长算法将拟合曲面延伸至种子面之间的过渡面，得到重叠区域；
[0010]步骤3：根据重叠区域的各网格面归属于不同种子面的优先级顺序，提取特征面。
[0011]优选地，步骤1，包括：
[0012]步骤101：用代数曲面或者自由曲面对种子面进行拟合，得到拟合曲面。
[0013]优选地，步骤2，包括：
[0014]步骤201：根据单个种子面的生长算法将拟合曲面延伸至种子面之间的过渡面；
[0015]步骤202：根据预设规则对过渡面标记，若过渡面被多个种子面标记，则对应的网格面为重叠区域。
[0016]优选地，步骤3，包括：
[0017]步骤301：根据网格面与拟合曲面的误差排序，确定重叠区域的各网格面归属于不同种子面的优先级顺序；
[0018]步骤302：根据优先级顺序引导多种子面交替生长，得到特征面。
[0019]优选地，步骤301，包括：
[0020]步骤3011：对重叠区域中被拟合曲面多次标记的网格面建立误差表；
[0021]步骤3012：将误差表中的元素按照误差值进行升序排序，得到优先级顺序。
[0022]根据本专利技术提供的一种基于误差排序的网格模型特征面提取系统，包括：
[0023]模块M1：对机加工仿真三角网格模型的种子面进行曲面拟合，得到拟合曲面；
[0024]模块M2：根据单个种子面的生长算法将拟合曲面延伸至种子面之间的过渡面，得到重叠区域；
[0025]模块M3：根据重叠区域的各网格面归属于不同种子面的优先级顺序，提取特征面。
[0026]优选地，模块M1，包括：
[0027]子模块M101：用代数曲面或者自由曲面对种子面进行拟合，得到拟合曲面。
[0028]优选地，模块M2，包括：
[0029]子模块M201：根据单个种子面的生长算法将拟合曲面延伸至种子面之间的过渡面；
[0030]子模块M202：根据预设规则对过渡面标记，若过渡面被多个种子面标记，则对应的网格面为重叠区域。
[0031]优选地，模块M3，包括：
[0032]子模块M301：根据网格面与拟合曲面的误差排序，确定重叠区域的各网格面归属于不同种子面的优先级顺序；
[0033]子模块M302：根据优先级顺序引导多种子面交替生长，得到特征面。
[0034]优选地，子模块M301，包括：
[0035]单元D3011：对重叠区域中被拟合曲面多次标记的网格面建立误差表；
[0036]单元D3012：将误差表中的元素按照误差值进行升序排序，得到优先级顺序。
[0037]与现有技术相比，本专利技术具有如下的有益效果：
[0038]1、本专利技术通过根据三角网格与拟合曲面误差的优先级顺序引导多个种子面区域生长，以此判别重叠区域三角网格的归属，确定种子面的生长边界，进而得到完整的特征面集。
[0039]2、本专利技术实现了复杂网格模型的特征面提取，为复杂网格模型的面片重构与模型重构提供技术支撑。
[0040]3、本专利技术用于复杂机加工结构件数控加工仿真网格模型的特征面提取，恢复模型的平面、圆柱、圆锥、球面、圆环面及自由曲面等基本几何类型信息，为机加工仿真三角网格模型到实体模型的逆向重建提供正确良好的几何信息基础。
附图说明
[0041]通过阅读参照以下附图对非限制性实施例所作的详细描述，本专利技术的其它特征、目的和优点将会变得更明显：
[0042]图1为本专利技术的流程示意图；
[0043]图2a为本专利技术的种子面的示意图；
[0044]图2b为本专利技术的种子面F1的曲面拟合结果S1示意图；
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于误差排序的网格模型特征面提取方法，其特征在于，包括：步骤1：对机加工仿真三角网格模型的种子面进行曲面拟合，得到拟合曲面；步骤2：根据单个种子面的生长算法将所述拟合曲面延伸至所述种子面之间的过渡面，得到重叠区域；步骤3：根据所述重叠区域的各网格面归属于不同种子面的优先级顺序，提取特征面。2.根据权利要求1所述的基于误差排序的网格模型特征面提取方法，其特征在于，所述步骤1，包括：步骤101：用代数曲面或者自由曲面对所述种子面进行拟合，得到所述拟合曲面。3.根据权利要求1所述的基于误差排序的网格模型特征面提取方法，其特征在于，所述步骤2，包括：步骤201：根据单个种子面的生长算法将所述拟合曲面延伸至所述种子面之间的过渡面；步骤202：根据预设规则对所述过渡面标记，若所述过渡面被多个所述种子面标记，则对应的网格面为所述重叠区域。4.根据权利要求1所述的基于误差排序的网格模型特征面提取方法，其特征在于，所述步骤3，包括：步骤301：根据网格面与所述拟合曲面的误差排序，确定所述重叠区域的各网格面归属于不同种子面的所述优先级顺序；步骤302：根据所述优先级顺序引导多种子面交替生长，得到所述特征面。5.根据权利要求4所述的基于误差排序的网格模型特征面提取方法，其特征在于，所述步骤301，包括：步骤3011：对所述重叠区域中被所述拟合曲面多次标记的网格面建立误差表；步骤3012：将所述误差表中的元素按照误差值进行升序排序，得到所述优先级顺序。6.一种基于误差排序的网格模型特征...

【专利技术属性】
技术研发人员：李建华，郑祖杰，于谋雨，李子涵，张永升，杨有成，郑国磊，
申请(专利权)人：上海航天精密机械研究所，
类型：发明
国别省市：