至下一個待添加點。
[0096]步驟4對滿足Delaunay特性的三角網(wǎng)格進行記錄，并重新設(shè)置待劃分三角形鏈表及待添加三角形鏈表。Delaunay三角網(wǎng)格重新劃分算法可概括為驗證三角形兩端點與其中一個待添加點所組成的圓是否包含另一待添加點，優(yōu)先連接不包含另一待添加點與相應(yīng)兩端點，組成新三角形后，再進行后續(xù)簡單劃分，如圖3所示。
[0097]步驟5記錄所有新生成的三角網(wǎng)格，并將原三角網(wǎng)格標記為“刪除”。
[0098](d)含符號八叉樹中三角形符號標定:
[0099]步驟I當使用1\切割T #寸，判斷T B所生成的新三角形位置，當新三角形位于切割三角形V法矢一側(cè)時，標記新三角形符號為正；當新三角形位于切割三角形Ta法矢另一側(cè)時，標記新三角形符號為負；
[0100]步驟2當使用Tb切割T八時，判斷Ta所生成的新三角形位置，當新三角形位于切割三角形V法矢一側(cè)時，標記新三角形符號為正；當新三角形位于切割三角形τ B法矢另一側(cè)時，標記新三角形符號為負；
[0101]步驟3對于模型A中的所有新三角形，將標記為正的三角形認定為其在模型B外部，將標記為負的三角形認定為其在模型B的內(nèi)部；
[0102]步驟4對于模型B中的所有新三角形，將標記為正的三角形認定為其在模型A外部，將標記為負的三角形認定為其在模型A的內(nèi)部。
[0103]至此，雙方STL模型的所有發(fā)生相交的面片都已經(jīng)被細分，使得相對于對方STL模型，雙方STL模型的所有面片都在對方的外側(cè)、內(nèi)側(cè)或者在其邊界。最后一步就是從雙方模型中選取滿足布爾運算條件的所有面片，并將其組合成為一個整體。
[0104]假定MA、MB分別為STL模型A和B的所有已劃分網(wǎng)格集合，常見的布爾運算的面片集選取方式如下:布爾加:MA在MB之外的面片加MB在MA之外的面片加MA在MB邊界上且法矢相同的面片；
[0105]布爾交:MA在MB之內(nèi)的面片加MB在MA之內(nèi)的面片加MA在MB邊界上且法矢相同的面片；
[0106]布爾減(MA-MB):MA在MB之外的面片加MB在MA之內(nèi)的面片加MA在MB邊界上且法矢相反的面片；
[0107]對于所有的布爾操作運算符，都需要經(jīng)過空間劃分、相交測試、面片細分這一過程，唯一區(qū)別之處在于最后一步面片歸并的過程。因此，對于所有的布爾運算，其得出結(jié)果的時間都是基本一致的。
[0108]對于布爾減，選擇所有在模型A內(nèi)且模型B之外的三角形，且刪除其它三角形。
[0109]三、選擇布爾減的結(jié)果所組成的三角面片集合，令其為模型C。判斷模型C屬于模型A內(nèi)部的面片，通過人機交互刪除其它冗余面片；將剩余圖形的法矢反向，飛機油箱內(nèi)表面模型提取完畢。
[0110]四、保存內(nèi)表面模型。
【主權(quán)項】
1.一種基于STL模型布爾運算的飛機油箱內(nèi)表面模型提取方法，其特征在于:包括以下步驟: 在CATIA軟件中將飛機油箱模型的CATIA數(shù)據(jù)文件導(dǎo)出為STL格式文件；建立該模型三角面片的點面索引；計算該模型中所有頂點的最大坐標和最小坐標，構(gòu)建該模型的矩形最小包圍盒；令該矩形最小包圍盒為模型A，飛機油箱模型為模型B，使用三維模型布爾減方法得到模型C，C = A-B ;判斷模型C屬于模型A內(nèi)部的面片，通過人機交互從模型C中刪除不屬于模型A內(nèi)部的面片；將模型C中剩余的面片的法矢反向，飛機油箱內(nèi)表面模型提取完畢。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于STL模型布爾運算的飛機油箱內(nèi)表面模型提取方法，其特征在于:所述的三維模型布爾減方法包括以下步驟: 1)以模型A和模型B整體為基準，確定空間總范圍，并以此空間總范圍為基準進行含符號八叉樹劃分； 2)對含符號八叉樹的每一個根節(jié)點進行遍歷，對每個三角面片進行判斷，取出其中來自模型A和模型B的三角面片；在同一個根節(jié)點內(nèi)，由屬于模型B的三角面片對屬于模型A的三角面片進行相交測試，計算出相交點，并重構(gòu)三角面片；同時由屬于模型A的三角面片對屬于模型B的三角面片進行相交測試，計算出相交點，并重構(gòu)三角面片； 3)根據(jù)三角面片法矢判斷三角形內(nèi)外關(guān)系:再次對含符號八叉樹的每一個根節(jié)點進行遍歷，根據(jù)每個根節(jié)點中模型A內(nèi)三角面片的法矢判斷模型B中三角面片是否在模型A之內(nèi)； 4)選擇所有在模型A內(nèi)且模型B之外的三角面片，且刪除其它三角面片。3.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于STL模型布爾運算的飛機油箱內(nèi)表面模型提取方法，其特征在于:所述的含符號八叉樹劃分包括以下步驟: 1.D以模型A和模型B所組成的整體最小包圍盒為初始空間，以整體最小包圍盒各邊中點為限劃分初始空間為相等的八個子空間； 1.2)將每個子空間按照步驟1.1)的方法再次劃分為相等的八個子空間，同時，每劃分一次，定義空間深度加一； 1.3)劃分的結(jié)束判斷標志為:當空間深度達到設(shè)定值，或者劃分后的某個子空間內(nèi)含有來自模型A或模型B的三角面片數(shù)量達到設(shè)定值。4.根據(jù)權(quán)利要求2所述一種基于STL模型布爾運算的飛機油箱內(nèi)表面模型提取方法，其特征在于:所述的相交測試及重構(gòu)三角面片具體包括以下步驟: 2.1)以1\為被切割三角形，Tb為切割三角形，分別使用三角形Tb的三邊，對三角形Ta所在平面進行相交計算，并計算交點是否在三角形！\內(nèi)；三角形T A為屬于模型A的三角面片，三角形Tb為屬于模型B的三角面片； 2.2)對于在三角形Ta內(nèi)和在三角形Ta邊上的交點，記錄該交點，用作重構(gòu)三角形，對于在三角形1\外的交點，忽略并認為不相交； 2.3)以Ta作為被切割三角形所記錄的交點為基準，根據(jù)交點數(shù)量及位置關(guān)系情況枚舉，確定!\被劃分的形狀，生成新三角形，同時記錄T A為被劃分狀態(tài)； 2.4)以1\為切割三角形，T 被切割三角形，再次按照步驟2.1)?2.3)執(zhí)行。5.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種基于STL模型布爾運算的飛機油箱內(nèi)表面模型提取方法，其特征在于:所述步驟2)中對含符號八叉樹的根節(jié)點的遍歷流程為: 循環(huán)1:對含符號八叉樹的根節(jié)點進行深度優(yōu)先遍歷； 循環(huán)2:在循環(huán)I中，對根節(jié)點中來自模型A的三角形Ta進行順序遍歷； 循環(huán)3:在循環(huán)2中，對根節(jié)點中來自模型B的三角形Tb進行順序遍歷； 在循環(huán)3中，對循環(huán)2中所遍歷到的三角形Ta和循環(huán)3中所遍歷到的三角形Tb進行相交測試及三角面片重構(gòu)，如！\被標記為被劃分狀態(tài)，則從循環(huán)2中剔除T A，并開始循環(huán)2的下一次循環(huán)，并對循環(huán)3置零； 如1被標記為被劃分狀態(tài)，則從循環(huán)3中剔除T B，并開始循環(huán)2的下一次循環(huán)； 如！\及T B均被標記為被劃分狀態(tài)，則開始循環(huán)3的下一次循環(huán)； 如循環(huán)3已遍歷完成，則將循環(huán)2前移一個單位； 如循環(huán)2已遍歷完成，則將循環(huán)I前移一個單位； 如循環(huán)I已遍歷完成，則遍歷結(jié)束。6.根據(jù)權(quán)利要求4所述一種基于STL模型布爾運算的飛機油箱內(nèi)表面模型提取方法，其特征在于:所述的根據(jù)三角形法矢判斷三角形內(nèi)外關(guān)系具體包括以下步驟: 當三角形1被切割時，所生成的新三角形在三角形Ta法矢一側(cè)的，均標記為正；所生成的新三角形與三角形V法矢方向相反的，均標記為負；當三角形1\被切割時，所生成的新三角形在三角形V法矢一側(cè)的，均標記為正；所生成的新三角形與三角形τ ^法矢方向相反的，均標記為負；對于模型A中的所有新三角形，將標記為正的三角形認定為其在模型B外部，將標記為負的三角形認定為其在模型B的內(nèi)部；對于模型B中的所有新三角形，將標記為正的三角形認定為其在模型A外部，將標記為負的三角形認定為其在模型A的內(nèi)部。7.根據(jù)權(quán)利要求1所述一種基于STL模型布爾運算的飛機油箱內(nèi)表面模型提取方法，其特征在于:所述將模型C中剩余的面片的法矢反向具體包括以下步驟:保留模型A中標記為正的所有三角形和模型B中標記為負的所有三角形；并將模型B中所有標記為負的三角形法矢反向。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于STL模型布爾運算的飛機油箱內(nèi)表面模型提取方法，通過對初始CAD模型進行格式轉(zhuǎn)換，生成STL格式文件；對STL格式文件進行拓撲優(yōu)化，生成點線面索引信息及相鄰點線面信息；以油箱理論外形面所形成的包圍體A和真實油箱模型B之間進行布爾減操作，對三角面片相交方式分類，相交之后對網(wǎng)格進行再劃分；最后將兩模型的所有面片按照布爾減的邏輯關(guān)系進行篩選，重組為新模型并剔除其余面片，實現(xiàn)內(nèi)表面模型的提取。本發(fā)明從復(fù)雜飛機油箱的CAD模型提取出內(nèi)表面模型，具有魯棒性和時效性，計算復(fù)雜度顯著降低，極大的領(lǐng)先于同類已有方法。
【IPC分類】G06F17/50, G06T17/30
【公開號】CN105022865
【申請?zhí)枴緾N201510374124
【發(fā)明人】洪軍, 鄭帥, 王崴, 申凌宇
【申請人】西安交通大學(xué)
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2015年6月30日