基于stl模型的逆向工程实体建模技术(doc15)-工程综合(编辑修改稿)

基于stl模型的逆向工程实体建模技术(doc15)-工程综合(编辑修改稿)内容摘要：

矢为 N0。 Ni 为与 “ 种子 ”三角形有相邻边的三角形的法矢，计算 N0、 Ni 的夹角θ=arccos(|N0||Ni)。 若 θδ(δ 为三角形合并阈值 )，则三角形 i 可以与 “ 种子 ” 三角形合并。 发生三角形合并后，原来的 “ 种子 ” 三角形边界扩充为多边形边界， “ 种子 ” 三角形成为 “ 种子 ” 多边形。 以新得到的 “ 种子 ” 多边形边界为依据，寻找相邻三角形，再重复以上合并步骤，使 “ 种子 ” 多边形不断 长大，最终当所有相邻三角形均无法与 “ 种子 ” 多边形合并时，递归停止。 这时得到的是由多条边界组成的平面多边形。 此时我们发现，即使是简单矩形，依然是由很多短边组成的多边形，这显然不适合特征造型的要求。 为此还需要进行边直化。 边直化就是将共线的短边合并成为一条直线边。 完成边直化以后就 中国最大的管理资料下载中心 (收集 \整理 . 部分版权归原作者所有 ) 第 6 页 共 14 页 得到了正确的平面多边形，其法矢就是初始三角形的法矢。 对完成平面边界提取的模型基础，从边界边链表中的任意一条边开始，总可以找到与它位置相连的组成一个封闭几何体的所有边。 这时，剩下的边就成为另一个与当前几何体无几何位置联系的独立几何体。 当边界边链表中所有的边都遍历分离以后，就可得到所有组成零件的独立几何体的各自的边集合。 按照该方法，类似阶梯孔之类的特征将会被分解为 n 个 (n 为阶梯的层次数 )独立的几何体。 体素分离的过程见图 1。 图 1a是 STL 模型，图 1b是提取平面边界后的模型。 我们可以看到，原来 STL模型上所有的平面都被提取出来了，而诸如圆角、圆柱面、圆锥面等二次曲面部分则还保留着三角形描述。 图 1c是体素分离以后的 STL 模型 (成为 4 个独立的几何体素 )。 对于这些独立体素，我们需要将其中规则几何体重新利用参数化方法重构，这样才能使最终重建模型 成为一个参数化的、有一定拓扑关系的实体模型。 图 1 几何体素的分离 中国最大的管理资料下载中心 (收集 \整理 . 部分版权归原作者所有 ) 第 7 页 共 14 页 规则几何体素重构 由于大多数结构件模型可以分解为平面和各种二次曲面 (圆柱面、球面、锥面等 )的组合，因此将这些规则几何体利用参数化方法重构以后，就可以得到具有参数信息的结构件模型。 对于由平面围成的体素，可以直接将所有平面拼合在一起构成实体体素。 对于包含圆柱面、圆锥面等非 平面的体素，根据这些几何体的特点以及 STL模型能够提供的信息，我们对几类常见几何体的判断给出了准则。 通过实际建模证明，这些准则可以较准确地重建这些几何体。 (1)圆柱 (外圆柱面、内孔面 )体素重建 由于 STL 模型是用离散的数据表示连续曲面，因此 STL模型中的圆 (柱 )实际上是一个多边形 (体 )。 对于圆柱面的判断，我们根据其几何特性提出如下准则： 条件 1 设组成圆柱。