【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及基于几何曲面建模，尤其涉及基于水密布尔运算的框架可用于创建水密模型的方法。
技术介绍
1、布尔运算是几何建模的基础，是构成任何实体建模方法的重要支柱，二模型的水密性对产品开发流程有重要意义，下游应用通常需要通过网格划分过程使cad模型无间隙。
2、布尔运算在几何体建模中具有重要的地位，它能简化复杂几何体建模的难度，提高建模质量，使几何体建模的工艺次序和模型的组成结构变得更加合理。随着计算机处理能力的提高和三维扫描技术以及视觉重建技术的发展，对于多数下游应用来说，生成模型的效率，以及模型的水密性对于产品研发有着至关重要的意义。布尔运算可将大量的数据缩减成一系列简单的运算，从而显著提高建模的效率，如果能使用在布尔运算中计算得到的信息，则可利用b-rep(boundary representation)数据结构轻松集成到现有的cad框架，并可在构建几何模型期间将其用作建模技术，以将剪裁后的实体模型转换为具有水密性的版本。
3、然而，在以往的布尔运算中，通常会因布尔运算而导致裁剪曲面模型的几何不一致问题，即表面之间的间隙。由裁剪曲面定义的结果对象通常难以直接编辑，因为曲面实体的后续更改可能会破坏实体模型的拓扑结构，存在鲁棒性问题，从而导致下游应用的水密性问题。大量的调研和出版物表明，对于使用裁剪b-rep模型的用户来说，模型的非水密性是整个产品开发流程中的一大弊端，裁剪后的b-rep模型会对建模造成限制。
技术实现思路
1、本专利技术的目的是为了解决现
2、为了实现上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：
3、一种基于水密布尔运算的框架可用于创建水密模型的方法，包括以下步骤：
4、步骤s1：参数空间分析：通过计算参数空间中交点的相应坐标、确定修剪曲线上的相关点，建立不同ssi曲线之间的逐点精确关系；
5、通过插值法建立模型空间中交集交换的点数据，定义水密ssi运算的结果交集；
6、步骤s2：重新参数化：利用等值曲线及其曲面片之间的密切关系，对每个区域进行重新参数化，使所有的等值曲线都是非冗余且唯一的，以获得共形的矩形参数空间；
7、步骤s3：模型空间更新：确定重新参数化区域的控制点，将相交曲面更新为无缝隙状态。
8、进一步地，在步骤s1中，裁剪曲线的特征点x用于检测具有关键特征的交点，具体包括裁剪曲线中的端点、扭结、尖点和特殊切线角α，其中，特殊切线角α包括以下类型：
9、1：斜率α＝{±45°,±135°}，其中，用x1表示该类型；
10、2：斜率α＝{0°,180°}；
11、3：斜率α＝{90°,270°}；
12、步骤s1中，还包括裁剪曲线的特征点导致裁剪曲线自然划分为与曲面片的u方向或v方向相关联的曲线段γ，其中，具有更显著的水平斜率或垂直斜率的曲线段γ，分别归类为γu或γv。
13、进一步地，在步骤s1中，需要在交叉的几何实体之间交换重要的ssi数据，其中，代表性点的集合包括：
14、(i)从γu到γv的过渡；
15、(ii)裁剪曲线中的端点、扭结、尖点的特征点；
16、(iii)修剪曲线处的原始表面节点数据。
17、进一步地，建立不同ssi曲线之间的逐点精确关系的具体步骤流程为：
18、当是γu段的一部分时，通过xk的u坐标定义s1(u,v)上的等参数曲线并使用常规的曲线-曲面相交方法计算的交点，其中，两个面的剪裁曲线和都由单个段γ组成，即γv和γt，并具有一些节点间隔；
19、将相邻面的代表点映射到γ段的4个子区域上，每个子区域在模型空间和各自的参数空间中都具有定义；
20、通过此过程，建立不同ssi曲线之间的逐点精确关系。
21、进一步地，步骤s1中，通过插值法建立模型空间中的交集交换的点数据，定义水密ssi运算的结果交集的具体流程为：
22、通过插值法建立模型空间中的交集交换的点数据，将所得曲线的每个节点跨度代表一个子段根据需要满足的模型容差要求，选择将进行细化，其中，所需的细化数据通过其他等值曲线和曲面相交获得的；
23、最终，存储了交换的数据，并进一步定义了水密ssi运算的结果交集。
24、进一步地，在步骤s2中，通过使用近似模型空间交集曲线沿着段γ进行参数化来建立共形，该参数化包含步骤s1中所述的交集数据的超集，其中，γ及其相邻曲面s2(s,t)的对应部分都将与共形。
25、进一步地，在步骤s3中，等值曲线的控制点ciso被是相关样条曲面控制点ci,j的加权组合，表示等值曲线的控制点的具体定义为：
26、
27、其中，考虑来自步骤s1中的重新参数化的等值曲线集合，由于它们属于相同的基函数通过反转线性方程组(5)来计算水密曲面ci,j的未知控制点，并确定等值曲线控制点
28、进一步地，在步骤s3中，相交曲面更新为无缝隙状态具体步骤流程为：
29、基于已知的等值曲线控制点控制等值曲线集合中的元素，使系统具有唯一的解，将相交曲面更新为无缝隙状态，其中，边界γ上的控制点，由计算出的相交点的控制点即插值直接指定，使用这些点保证在处将相交曲面更新为无缝隙状态。
30、相比于现有技术，本专利技术的有益效果在于：
31、首先通过计算参数空间中交点的相应坐标、确定修剪曲线上的相关点，建立不同ssi曲线之间的逐点精确关系；通过插值法建立模型空间中交集交换的点数据，定义水密ssi运算的结果交集；之后利用等值曲线及其曲面片之间的密切关系，对每个区域进行重新参数化，获得共形的矩形参数空间，使所有的等值曲线都是非冗余且唯一的；之后通过确定重新参数化区域的控制点，将相交曲面更新为无缝隙状态。
32、该方法提供了曲面相交的单一明确的几何定义，从而解决了当前修剪b-rep模型底层表示中的不一致性问题。所得到的模型是具有水密性的，这对于等几何分析等技术很有价值。
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1.一种基于水密布尔运算的框架可用于创建水密模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于水密布尔运算的框架可用于创建水密模型的方法，其特征在于，在步骤S1中，裁剪曲线的特征点x用于检测具有关键特征的交点，具体包括裁剪曲线中的端点、扭结、尖点和特殊切线角α，其中，特殊切线角α包括以下类型：
3.根据权利要求2所述的基于水密布尔运算的框架可用于创建水密模型的方法，其特征在于，在步骤S1中，需要在交叉的几何实体之间交换重要的SSI数据，其中，代表性点的集合包括：
4.根据权利要求3所述的基于水密布尔运算的框架可用于创建水密模型的方法，其特征在于，建立不同SSI曲线之间的逐点精确关系的具体步骤流程为：
5.根据权利要求4所述的基于水密布尔运算的框架可用于创建水密模型的方法，其特征在于，步骤S1中，通过插值法建立模型空间中的交集交换的点数据，定义水密SSI运算的结果交集的具体流程为：
6.根据权利要求5所述的基于水密布尔运算的框架可用于创建水密模型的方法，其特征在于，在步骤S2中，通过使用近似模型空间交集曲
7.根据权利要求6所述的基于水密布尔运算的框架可用于创建水密模型的方法，其特征在于，在步骤S3中，等值曲线的控制点ciso被是相关样条曲面控制点ci,j的加权组合，表示等值曲线的控制点的具体定义为：
8.根据权利要求7所述的基于水密布尔运算的框架可用于创建水密模型的方法，其特征在于，在步骤S3中，相交曲面更新为无缝隙状态具体步骤流程为：
...【技术特征摘要】
1.一种基于水密布尔运算的框架可用于创建水密模型的方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的基于水密布尔运算的框架可用于创建水密模型的方法，其特征在于，在步骤s1中，裁剪曲线的特征点x用于检测具有关键特征的交点，具体包括裁剪曲线中的端点、扭结、尖点和特殊切线角α，其中，特殊切线角α包括以下类型：
3.根据权利要求2所述的基于水密布尔运算的框架可用于创建水密模型的方法，其特征在于，在步骤s1中，需要在交叉的几何实体之间交换重要的ssi数据，其中，代表性点的集合包括：
4.根据权利要求3所述的基于水密布尔运算的框架可用于创建水密模型的方法，其特征在于，建立不同ssi曲线之间的逐点精确关系的具体步骤流程为：
5.根据权利要求4所述的基于水密布尔运算的框架可用于创建水密模型的方法，...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁从敏，程凌子，
申请(专利权)人：上海慕灿信息科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
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