利索能及
我要发布
收藏
专利号: 2020110448310
申请人: 嘉兴学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2026-07-29
缴费截止日期: 暂无
联系人

摘要:

权利要求书:

1.一种非流形网格模型切片处理方法,用于快速成型技术中非流形网格模型切片封闭性轮廓获取,其特征在于,其包括以下步骤:步骤一、读取三角网格模型,并对模型进行封闭性检测;

步骤二、计算各层切片与模型的交点,并将交点映射为节点集,相交线段映射为边集,利用节点集和边集建立一个无向图;

步骤三、对无向图中的节点集和边集进行重复性检测;

步骤四、计算无向图的连通子图,根据每个连通子图中节点度的分布情况,基于路径规划方法获取每层切片的有序轮廓,步骤一中的封闭性检测步骤如下:

1)检测三角网格模型上每条边的三角片关联度;

2)将关联度为0的边标记为悬边,然后删除所有的悬边;将关联度为1的边标记为边界边,提取所有的边界边以构建边界集合;若模型上没有关联度为0和1的边,则结束;

3)从边界集合中取出一条边作为起始边,依次搜索与其相邻的边界边,当构成一个封闭环时,将该环保存成一个孔洞边界;若不能构成封闭环,将这些边界边所关联的三角片删除,若删除后出现新的悬边,将其删除,若出现新的边界边,将其加入到边界集合中;

4)判断是否遍历完所有的边界边,若没有遍历完毕,则转步骤3);否则转步骤5);

5)对所有构建的孔洞边界进行三角片填补,得到封闭形体,

步骤三中重复性检测步骤如下:

首先对每层切片的无向图中的节点集进行重复性检测,若搜索到坐标重合的节点,只保留其中一个节点而删除与之重合的其它节点,将所删除节点关联的边加入到所保留节点的关联边中,然后对无向图的边集进行重复性检测,删除重复的边,步骤四中包括以下步骤:

S1:计算无向图中的极大连通子图,并获取每个连通子图中节点的度;

S2:判断连通子图中节点度的分布范围:①当连通子图Gg中所有节点的度都等于2时,对连通子图Gg中的节点进行深度优先遍历获得该连通域内的有序切片轮廓路径;②当连通子图Gg中节点的度范围在[0,2],不进行该连通域内轮廓路径的创建;③当连通子图Gg中存在度大于2的节点时,转步骤S3;

S3:计算连通子图Gg的极大双连通子图,若双连通子图的个数为1,则执行S4;若双连通子图的个数大于1时,则对每个双连通子图Ggg循环执行S2;

S4:利用双连通子图的节点集建立凸包,根据凸包确定切片轮廓路径的起始边,然后依次搜索最右拐的邻接边,构成一条有序封闭轮廓路径后,再将剩余节点集组成新图,对新图重复步骤S2以完成剩余轮廓路径的创建。

2.根据权利要求1所述的一种非流形网格模型切片处理方法,其特征在于,步骤S4中,具体包括以下步骤:i)利用双连通子图Ggg = (Vgg,Egg)的节点集Vgg计算凸包,凸包按逆时针方向排序,然后在凸包边界上找到属于双连通子图Ggg边集Egg的一条边,并将其作为切片轮廓路径的起始边;

ii)从切片轮廓路径的起始边开始,设起始边的第一个节点为起点s1,第二个节点为s2,在双连通子图Ggg中搜索与s2关联且未被使用的邻接点作为下一个路径点s3,依次遍历求出路径点,直到回到起点s1,则完成一条有序切片轮廓路径Path的创建,并记录路径Path中节点度大于2的节点DPath;

iii)提取剩余节点集Vgg‑Path+DPath,组成新图后,转步骤S2,以完成剩余轮廓路径的创建。

3.根据权利要求2所述的一种非流形网格模型切片处理方法,其特征在于,ii)中,在搜索过程中,若当前节点有多个邻接点,则选择最右拐的邻接点作为下一个路径点,具体判断方法如下:设当前路径点为s2,上一个路径点为s1,以 为基准向量,若与s2关联的且未使用的邻接点共有n个:{t1, t2…, t n},则依次计算向量 ,i=1, 2, …, n,然后计算两个向量P0、Pi的夹角 和叉积 ,若, 则Pi相对于P0逆时针旋转,表示左拐,反之若 ,Pi相对

于P0时顺针旋转,表示右拐,为使路径所围成的区域始终在路径方向的左边,应选择右拐且夹角最大的节点,因此计算 ,然后选择fi为最小时所对应的节点ti作为下一个路径点s3,其中,sgn()为符号函数。