一种基于离散Morse理论特征识别的混合建模方法.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115935447A(43)申请公布日2023.04.07(21)申请号202211402756.XG06F111/10(2020.01)(22)申请日2022.11.09(71)申请人上海智能制造功能平台有限公司地址201306上海市浦东新区南汇新城镇海洋四路99弄3号楼(72)发明人洪子橙钟芳宠吴海涛(74)专利代理机构北京盛询知识产权代理有限公司11901专利代理师刘静(51)Int.Cl.G06F30/10(2020.01)G06F30/15(2020.01)G06T17/20(2006.01)G06T7/11(2017.01)G06F113/24(2020.01)权利要求书2页说明书10页附图4页(54)发明名称一种基于离散Morse理论特征识别的混合建模方法(57)摘要本发明公开一种基于离散Morse理论特征识别的混合建模方法，包括：获取待测物体的网格曲面，计算网格曲面的几何量；基于几何量，对网格曲面进行区域分割，得到分割结果；基于分割结果，对分割后的网格曲面进行局部特征识别，基于局部特征识别的结果进行混合建模。本发明能够保留网格曲面模型的精度同时能够更加准确与灵活地进行模型修改；混合模型既能基于网格曲面模型进行表征与渲染，又保有参数特征能够直接进行拉伸、变形操作。同时，在进行布尔运算等操作过程时能够为另一个网格模型提供精确的定位信息，为用户提供了更加灵活的建模方法。CN115935447ACN115935447A权利要求书1/2页1.一种基于离散Morse理论特征识别的混合建模方法，其特征在于，包括以下步骤：S1，获取待测物体的网格曲面，计算所述网格曲面的几何量；S2，基于所述几何量，对所述网格曲面进行区域分割，得到分割结果；S3，基于所述分割结果，对分割后的所述网格曲面进行局部特征识别，基于所述局部特征识别的结果进行混合建模。2.根据权利要求1所述的基于离散Morse理论特征识别的混合建模方法，其特征在于，所述几何量包括顶点法矢量、顶点法曲率、顶点主曲率和顶点曲率梯度。3.根据权利要求2所述的基于离散Morse理论特征识别的混合建模方法，其特征在于，所述顶点法矢量的计算公式为：式中，为顶点vi的顶点法矢量；n为顶点数量；j为第j个三角面片；fj为与顶点vi相接的三角面片；为三角形fj在顶点vi处的顶角；为面片的形状因子；为三角面片fj的外法向；为质心到顶点vi的欧式距离。4.根据权利要求2所述的基于离散Morse理论特征识别的混合建模方法，其特征在于，所述顶点曲率梯度的计算公式为：式中，k1、k2分别表示两个主方向对应的主曲率；{e1,e2}表示主方向梯度。5.根据权利要求1所述的基于离散Morse理论特征识别的混合建模方法，其特征在于，采用分水岭算法生成Morse单元，通过所述Morse单元进行所述区域分割。6.根据权利要求5所述的基于离散Morse理论特征识别的混合建模方法，其特征在于，所述分水岭算法包括：随机选择一个初始三角形面片并贪婪跟踪，使相邻三角形面片的Morse函数值最小；对所述初始三角形面片进行连续搜索，直至得到局部最小值；所述初始三角形面片被标记为局部最小三角形，通过对所述网格曲面内所有三角形面片进行处理，所述网格曲面被划分为多个Morse单元。7.根据权利要求6所述的基于离散Morse理论特征识别的混合建模方法，其特征在于，所述Morse函数为：式中，和为曲率梯度的模。2CN115935447A权利要求书2/2页8.根据权利要求1所述的基于离散Morse理论特征识别的混合建模方法，其特征在于，所述局部特征识别包括：基于所述分割结果，给定所述网格曲面的曲率取值范围表示平面；基于所述曲率取值范围，计算分割后的每块所述网格曲面的平均曲率和高斯曲率的正负性。3CN115935447A说明书1/10页一种基于离散Morse理论特征识别的混合建模方法技术领域[0001]本发明涉及三维原型再设计及增材制造领域，特别涉及一种基于离散Morse理论特征识别的混合建模方法。背景技术[0002]计算机辅助设计、制造技术在航空航天邻域、汽车制造、模具加工、康复辅助制造等邻域有着广泛的应用。目前，在产品原型建模过程中，主要的方式是基于特征的参数化建模。在该建模过程中，用户的关注点并非模型的几何形状，而是物体特征与尺寸的智能排布方案，因此当模型为非典型形状时，建模困难，效率低下。随着制造业向自动化与智能化转型，参数模型由于其灵活性低，难以适应日益增长的快速CAD设计的需求。[0003]三角网格模型是一种灵活、轻量化的模型，其采用三角面片结构描述数据点之间的拓扑关系，具有几何精度高、完整性好、拓扑一致性强等优点。随着三维视觉测量精度及效率的提高，快速采集具有