CN101067872B - 从三维逆向建模的源模型数据检测二维草图数据的方法 - Google Patents

Abstract

一种从三维逆向建模的源模型数据检测二维草图数据的方法。该方法包括如下步骤：检测任选的模型数据，依据用户输入的参考坐标系信息建立模型数据的X轴、Y轴和Z轴，并且设定用于检测模型数据的二维部分数据的工作面；将要从模型数据检测出的二维部分数据，或者通过指定检测位置而检测出的多义线投射到工作面上；检测投射到工作面上的模型数据的二维投射部分数据，并依据曲率分布将二维投射部分数据划分成特征段；以及依照二维投射部分数据的划分的特征段之间的联系，建立约束条件和数字信息，并生成二维草图数据。

Description

从三维逆向建模的源模型数据检测二维草图数据的方法

技术领域

本发明涉及对三维建模用的二维草图数据的检测，具体地，本发明涉及用于检测三维建模用的二维草图数据的方法，该方法使用二维草图数据可以产生三维模型数据。 

背景技术

如本领域中公知的那样，在利用CAD/CAM/CAE来操作数字产生系统时，不可避免地需要部件的三维CAD模型等数字模型。具体地，在采用逆向工程进行复制工作的代表性领域中，通常包括手工造的原型、旧制品、竞争对手的产品、人体扫描等等。 

为了与现有的工作过程一起共同执行复制工作过程，必须将复制出的模型维持原样，以便在CAD系统中再次使用，而且必须确保产品质量以允许大规模生产。 

然而，获取既可以在实际生产位置上加以利用又可以确保产品质量的数字数据并不容易。 

此外，与借助于生产过程而设计的CAD模型的数据相比，通过实际扫描产品或者部件而获取的数据总存在着一定程度上的误差。此外，在扫描操作过程中，周围环境或扫描仪本身的误差率也可能改变数据。 

由于这些原因，从由CAD生成的数据等扫描数据来生成实体模型非常困难，并且在一些情形中，也不可能从扫描数据生成实体模型。 

另外，在对原始模型进行扫描、用计算机模拟、物理加工以及手工改变的这些操作过程不断重复的情形中，数字模型的精确形状信息可能会在修改工作进行过程中受到损害或失真，并且在设计的CAD模型与实际的原始模型之间还会引起差别。 

此外，从模型的扫描数据检测到的模型数据，或是借助于模型的曲面拟合等方法而检测到的模型数据，这样的模型数据在参数上并无相互联系，因此，当用户输入新的数字信息或者校正错误的模型数据时，只有数据中相应的特定部分才发生变化或被校正，而与该特定部分相联的其他部分不会发生变化或被校正。 

还有，因为曲面拟合等方法仅能检测到模型的外表面，所以很难获取精确的形状信息。 

发明内容

因此，本发明的提出就是为了解决现有技术中出现的上述问题，本发明的一个目的在于提供一种从三维逆向建模的源模型数据检测二维草图数据的方法，该方法从任选的模型数据检测出用于三维建模的二维部分的特征区域，促使检测出的二维部分的特征区域的部分形状和数字信息用参数联系起来并进行显示。 

为了实现上述目的，依照本发明的一个方面，提供一种从三维逆向建模的源模型数据检测二维草图数据的方法，包括如下步骤：a)检测任选的模型数据，依据用户输入的参考坐标系信息建立含有模型数据的X轴、Y轴和Z轴的参考坐标系，并且设定用于检测被划分的模型数据的二维部分数据的工作面；b)将在垂直偏离工作面的位置处获得的，或者是通过绕测量轴转动工作面而确定的模型数据的部分数据投射到工作面上，形成二维投射部分数据；c)检测投射到工作面上的模型数据的二维投射部分数据，并依据曲率分布将二维投射部分数据划分成特征段；以及d)依照二维投射部分数据的划分的特征段之间的联系，建立约束条件和数字信息，并生成二维草图数据。 

依照本发明的另一个方面，在步骤a)之后步骤b)之前，通过转动工作面将所述参考坐标系变换成UV坐标系。依照本发明的另一个方面，当步骤b)的二维投射部分数据具有一个草图时，建立一个测量范围，以便从被测量的模型数据获取精确的部分，并将包括在该建立的测量范围内的模型数据的轮廓投射到工作面上。 

依照本发明的另一个方面，所述测量范围对应于由用户建立的两个平面之间的区域。 

依照本发明的另一个方面，步骤b)包括如下步骤：在模型数据的投射部分上绘制由用户任选的多义线，或者通过重叠，在投射部分上建立从另一模型数据即一个四边形的二维草图数据检测到的第三特征形状。 

依照本发明的另一个方面，在步骤c)中的特征段是选自下组中的一个：直线、圆、弧、自由曲线、矩形、多边形以及槽。 

依照本发明的另一个方面，步骤d)的约束条件是二维投射部分数据的特征段拟合的条件，该二维投射部分数据的特征段包括直线、圆、弧、自由曲线、矩形、多边形和槽，或者步骤d)的约束条件是由用户设定的以满足特征段之间的下列条件中的至少一个条件：垂直度、水平度、平行度、斜度、接点、固定、一致性、相同直线、同心度、相同半径以及相同距离中；所述步骤d)的数字信息为特征段的数字信息。 

依照本发明的另一个方面，所述二维投射部分数据的特征段依照内部公差自动或手工地连接起来。 

依照本发明的另一个方面，所述将要手工连接起来的特征段是借助于捕捉而选择的，该捕捉用于在构成将要建立或校正的二维投射部分数据的特征段的各个点的节点附近自动地固定鼠标的光标。 

依照本发明的另一个方面，所述约束条件和数字信息通过用户输入的数据手工校正。 

依照本发明的另一个方面，所述要校正的约束条件和数字信息中的二维投射部分数据的特征段通过被加亮而显示。 

依照本发明的另一个方面，二维投射部分数据的特征段、约束条件以及数字信息用参数彼此连接起来。 

依照本发明的又一个方面，生成的二维草图数据被显示为特征树中 的一个元素。 

依照本发明的又一个方面，所述模型数据是选自下组中的一个：扫描数据、点云数据、网格数据以及具有曲表面的CAD数据。 

附图说明

从下面结合附图的详细说明，本发明的上述和其他目的、特征和优点将变得更加明显。附图中： 

图1是框图，显示了依照本发明、用于从三维逆向建模的源模型数据检测二维草图数据的系统的构造； 

图2是流程图，显示了依照本发明、用于从三维逆向建模的源模型数据检测二维草图数据的方法； 

图3显示了依照本发明的任意模型数据的立体图； 

图4显示了为图3所示的模型数据设定参考坐标系的过程； 

图5显示了将图3所示的模型数据的二维部分轮廓投射到工作面上的过程； 

图6显示了投射到工作面上的二维部分轮廓的视图； 

图7显示了另一个实施方式的检测二维部分轮廓的视图； 

图8显示了用于自动设定投射到工作面上的二维部分轮廓的过程； 

图9显示了用于检测具有草图的二维部分轮廓的一个实施方式； 

图10显示了用于设定二维部分轮廓的直线的过程； 

图11显示了用于设定二维部分轮廓的曲线的过程；以及 

图12显示了用于设定二维部分轮廓的圆角的过程。 

具体实施方式

以下，参照附图来说明本发明的优选实施方式。在下面的说明和附图中，使用相同的附图标记来指示相同或相似的部件，从而省略了对相同或相似部件的重复说明。 

图1是框图，显示了依照本发明、用于检测三维建模的模型数据的二维草图数据的系统的构造。参看图1，这种用于检测三维建模的模型数据的二维草图数据的系统包括：扫描仪10，其用于测量建模目标；逆向建模控制单元20，其用于控制整个建模系统并执行建模功能；显示单元30，其用于输出由扫描仪10检测到的扫描数据，或者输出通过变换扫描数据而产生的模型数据，从而允许用户对数据加以确认；用户输入单元40，其用于检测由用户输入的设定数据；以及数据存储单元50，其用于存储三维扫描数据或模型数据以及从扫描数据或模型数据检测到的二维草图数据。 

扫描仪10是通过测量目标而获取扫描数据的构成部件，优选地，其包括三维扫描仪。 

在本发明中作为建模目标的模型数据包括由扫描仪10检测到的点云数据、扫描数据、通过变换扫描数据而产生的模型数据、通常的CAD数据、具有曲表面的CAD数据、以及借助于计算机等外部设备内的图形通过连接线段而以各种方式产生的多义线。在下文中，这些数据都称作模型数据。 

逆向建模控制单元20分析任选的模型数据，依据从用户输入单元40输入的参考坐标系信息而建立模型数据的X轴、Y轴和Z轴，并且设立用于检测已建立的模型数据的二维部分数据的工作面。 

此外，逆向建模控制单元20分析投射在工作面上的模型数据的二维投射部分数据，以产生二维草图数据并将其存储起来，并且将产生的二维草图数据用参数显示在显示单元30上。此处，投射到工作面上的三维模型数据的二维部分数据被定义为二维投射部分数据，通过拟合二维投射部分数据而产生的数据被定义为二维草图数据。 

逆向建模控制单元20依据曲率分布分析投射到工作面上的二维投射部分数据的分布，依据所分析的二维投射部分数据的曲率分布提取出 二维投射部分数据的特征段(例如，直线、圆、弧、自由曲线、矩形、多边形、槽等)，并检测特征段的坐标系信息和数字信息。 

这里，曲率指的是由弧长调节的曲线方向变化率。借助于投射到工作面上的二维投射部分数据的曲率分布，可以将二维投射部分数据的由直线、圆、弧、自由曲线、矩形、多边形、槽等构成的轮廓显示出来。 

逆向建模控制单元20通过将检测到的特征段的数字信息用作参数，将特征段之间的连接关系用参数建立起来，并将建立的特征段和数字信息显示在显示单元30上。 

显示单元30优选借助于特征树(feature tree)，用参数显示并输出模型数据，从用户输入单元40输入的有关X轴、Y轴和Z轴方向的信息，由逆向建模控制单元20产生的工作面，投射到工作面上的二维投射部分数据，以及在形成二维草图数据过程中检测到的二维投射部分数据的特征段和数字信息，其中的二维草图数据是基于二维投射部分数据产生的。 

用户输入单元40包括诸如键盘、鼠标等输入装置。用户输入单元40输入用于建立在显示单元30上显示的模型数据的参考坐标系的建立信息，从模型数据的二维投射部分数据检测到的特征段，以及用于校正特征段的数字信息的校正信息，等等。 

数据存储单元50存储模型数据，以及由逆向建模控制单元20产生的二维草图数据，等等。 

图2是流程图，显示了依照本发明、用于检测三维建模的模型数据的二维草图数据的方法。这种用于检测三维建模的模型数据的二维草图数据的方法将在下面参看图1和图2加以说明。 

用于产生模型数据的二维草图数据的逆向建模控制单元20借助于扫描仪10或外部设备(例如，计算机系统)检测出模型数据，并借助于显示单元30显示所检测到的模型数据(S100)。 

也即，如图3所示，逆向建模控制单元20借助扫描仪10和/或外部设备检测建模目标的模型数据100。在本实施方式中，建模目标包括一个 规则六面体，建模目标的角形成为圆角，并且建模目标具有一个用于注模成型的草图。 

再次参看图1和图2，在实施步骤S100之后，逆向建模控制单元20按照从用户输入单元40输入的坐标系建立信息，建立含有模型数据100的X轴、Y轴和Z轴的参考坐标系，由此建立模型数据100的坐标(S110)。 

也即，如图4所示，用户将包括规则六面体的模型数据100划分成第一区110、第二区120和第三区130，并建立X-Y面200、Y-Z面210和Z-X面220，以作为用于检测被划分的模型数据100的二维部分数据的工作面。 

此时，采用建立参考坐标系的常规方式，建立起三个参考表面，例如，X-Y面200、Y-Z面210和Z-X面220，而且在各个表面相互交叉的位置处设立局部坐标系，所设立的局部坐标系与整体坐标系相关联。 

作为建立参考坐标系的其他方式，在建模目标的CAD数据已经存在的情形中，有一种将CAD数据的曲表面与模型数据的各个点之间的距离减至最小的方法，还有另一种将CAD数据内预先定义的参考点和模型数据上的相应点找到然后将这些点之间的距离减至最小的方法。 

另外，尽管可以建立X-Y面200、Y-Z面210和Z-X面220作为基本的工作面，但是也可以建立由用户选择的任意面作为工作面。 

再次参看图1和图2，如果在步骤S110中完成了模型数据的参考坐标系的建立，那么逆向建模控制单元20将用于检测模型数据的二维部分数据的工作面连同模型数据一起输出到显示单元30，并且依据从用户输入单元40输入的检测信息来检测模型数据的二维部分数据(S120)。 

也即，如图5所示，为了提取出模型数据的二维部分数据，将已经在步骤S110(参看图2)中建立起参考坐标系的模型数据的第一区110投射到工作面300上。相应地，在工作面300上形成投射部分310，作为二维投射部分数据。 

此时，由于二维投射部分数据即为检测目标，因此将在垂直偏离工作面300的位置处获得的或者是通过绕测量轴转动工作面300而确定的 模型数据的部分数据投射到工作面300上。 

此外，可以通过转动工作面300将参考坐标系变换成UV坐标系，然后建立二维部分数据的U方向和V方向。此外，特定二维投射部分数据的U方向和V方向可以随后再次建立。 

此外，在二维投射部分数据具有一个用于注模成型的草图的情形中，可以设想建立一个测量范围(例如，作为由用户确定的两个平面之间的区域)，以便从检测到的模型数据获取精确的部分，而且将包括在所建立的测量范围内的模型数据的轮廓投射到工作面300上。在下文中，参看图8详细说明具有所述草图的模型数据的二维投射部分数据的检测。 

再次参看图1和图2，在步骤S120实施之后，逆向建模控制单元20通过依据曲率分布将二维投射部分数据划分成含有直线、圆、弧、自由曲线、矩形、多边形、槽等的特征区域，从而将投射到工作面300上的二维投射部分数据显示出来(S130)。 

也即，逆向建模控制单元20自动地将投射到工作面300上的二维草图区域划分成直线、圆、弧、自由曲线、矩形、多边形、槽等，并执行拟合操作。 

如图6所示，投射到工作面300上的投射部分310由四条直线L1至L4、四段弧C1至C4以及八个代表点P1至P8构成。 

换句话说，对投射到投射部分310上的二维投射部分数据的曲率分布分析结果是，从平面曲线曲率分布点的起点P8延伸到弯曲曲线曲率分布点的起点P1的部分用直线L1表示，从弯曲曲线曲率分布点的起点P1延伸到平面曲线曲率分布点的起点P2的部分用弧C1表示，从平面曲线曲率分布点的起点P2延伸到弯曲曲线曲率分布点的起点P3的部分用直线L2表示。 

此外，从弯曲曲线曲率分布点的起点P3延伸到平面曲线曲率分布点的起点P4的部分用弧C2表示，从平面曲线曲率分布点的起点P4延伸到弯曲曲线曲率分布点的起点P5的部分用直线L3表示，从弯曲曲线曲率分布点的起点P5延伸到平面曲线曲率分布点的起点P6的部分用弧C3 表示。 

另外，从平面曲线曲率分布点的起点P6延伸到弯曲曲线曲率分布点的起点P7的部分用直线L4表示，从弯曲曲线曲率分布点的起点P7延伸到平面曲线曲率分布点的起点P8的部分用弧C4表示。这样，投射部分310的二维投射部分数据的特征段就能被提取出来。 

此外，如图7所示，可以从至少两个工作面300a和300b提取出模型数据的二维投射部分数据的特征段。 

也即，为了提取出最佳的投射部分，从第一工作面300a检测出模型数据的二维投射部分数据的特征段中的一些特征段(例如，直线L1a和L2a，以及弧C1a和C2a)，并且，为了检测出模型数据的二维投射部分数据的剩余特征段，将模型数据的剩余二维投射部分数据(例如，直线L3a和L4a，以及弧C3a和C4a)投射到与第一工作面300a具有相同轴的第二工作面300b上，并将它们从第二工作面300b提取出来。然后，通过在第三投射面300c上进行重叠，将从第二工作面300b检测出的模型数据的二维投射部分数据的剩余特征段与从第一工作面300a检测出的模型数据的二维投射部分数据的那些特征段耦合起来。这样，从多个平面检测出的特征区域可以在一个投射面上进行检测，作为最佳的投射部分310a，即作为二维投射部分数据的特征段。 

再次参看图6，与实际设计者的目的不同，通过在工作面300上自动拟合而产生的特征段可以在稍微偏离参考坐标系的位置处产生，而不用受任何预先定义的约束条件(例如，二维投射部分数据的特征段之间的垂直度、水平度、平行度、斜度、接点、固定、一致性、相同直线、同心度、相同半径、相同距离，等等)的限制。 

也即，二维投射部分数据的各个特征段之间的终点彼此分开，并且当与原始设计的尺寸比较时，诸如长度、半径等的值具有一些误差。所以，要利用内部公差将这些终点自动地或手工地连接起来，并允许这些终点根据尺寸和约束条件而自动地或手工地建立起来。 

换句话说，如图8所示，如果投射到投射部分310上的直线的终点 P7和弧C4b的终点在预定的距离内接近，那么就会促成它们彼此交会。那样的话，直线的终点和弧的终点就可以延伸为彼此交会。 

此外，对用户而言，可以使用捕捉功能(snapping function)在二维投射部分数据的节点处建立一个新的弧C4，从而产生一个新的草图元素。即，捕捉是一种在节点附近自动固定鼠标的光标的技术。为了使用户能够正确地建立曲线C4b，在包括用户输入单元40(参看图1)的鼠标的光标朝着点P7或点P8移动的过程中，如果鼠标的光标接近将要置于预定范围内的点P7和点P8之中的一个时，鼠标的光标就通过捕捉而固定到点P7和P8之中的一个上。 

其后，随着用户将鼠标的光标从固定点(这里，假设鼠标的光标固定在点P8上)移向新建的弧C4将要连接的点P7，鼠标的光标就通过捕捉而固定在点P7上，从而建立起新的弧C4。 

另外，还可以设定一个斜率，使得当一个终点处的斜率方向在预定角度内接近时，两条线彼此相切，而且，基于取最近整数、四舍五入等规则来自动地设定角度、长度、半径等。 

也就是说，如果投射的特征区域的两条直线之间的角度是89.9°，那么该角度将自动地设定为90°。以这种方式，各个特征区域之间的约束条件自动地进行覆盖检查，因此各个特征区域就通过参数彼此连接起来。 

此外，还可以在模型数据的投射部分310上绘制由用户任选的多义线，或者通过重叠，在投射部分310上建立从另一模型数据即一个四边形的二维草图数据检测到的第三特征形状。 

图9显示了在模型数据100a具有草图的情形中，检测具有精确部分的二维草图数据的实施方式。 

这里，原始设计者将模型数据100a设计成用虚线A1表示的规则正方形。然而，在借助于注模成型而实际形成产品的过程中，会给规则正方形的设计数据提供草图。 

也就是说，尽管原始设计数据被设计为用虚线A1表示，但是在设计者放置了用于注模成型的草图的情形中，规则正方形会变成用直线A2 表示的锥形形状。通常，草图的角度被设定为0.5°～2°。 

结果，由于用扫描仪等测量到的模型数据被检测成用直线A2表示的规则正方形，因此需要检测用虚线A1表示的原始设计的形状。 

此时，尽管投射到第四投射面300d上的二维投射部分数据具有原始设计的形状，该原始设计的形状即是要检测的二维部分数据，但是由于投射到第四投射面300d上的二维投射部分数据具有圆角或者是圆形的，因此很难检测出精确的形状和尺寸。 

考虑到这个事实，将第四投射面300d首先建立在模型数据100a的最低区域上，并将用户建立或自动建立的两个投射面即第五投射面300e和第六投射面300f设定在模型数据100a上的任意位置处。 

这里，因为可以检测出所设定的第五投射面300e与第六投射面300f之间的距离D1，以及分别投射到第五投射面300e和第六投射面300f上的二维投射部分数据的长度D2和D3，所以该草图的值可以用检测到的距离D1和长度差(D2-D3)计算出来。也就是说，当知道三角形的底长和高度时，草图的值就可以用三角形的正弦、余弦和正切定律计算出来。 

因此，使用从第五投射面300e和第六投射面300f计算出的草图的值，可以检测出为模型数据100a设定的草图的值，并且基于检测出的草图的值，可以检测出投射到第四投射面300d上的精确的二维投射部分数据。 

未加以说明的附图标记300g表示建立在模型数据100a顶端上的投射面。 

再次参看图1和图2，逆向建模控制单元20提取出二维投射部分数据的特征段的数字信息，该二维投射部分数据的特征段是从步骤S130提取出来的，然后将该数字信息显示在显示单元30上(S140)。 

在步骤S140实施之后，从用户输入单元40输入的二维投射部分数据可能会明显偏离原始的模型数据。从已经建立并且需要用户进行校正的工作面或一些特征段获取的二维投射部分数据的特征段，被自动地固定在它们的已在步骤S130中建立的约束条件和尺寸内。逆向建模控制单 元20确定是否检测到来自于用户的、用于数字信息等的校正请求(S150)。 

用户可以校正自动建立的各个特征区域的约束条件和数字信息。 

这个过程将参看图10到图12详细说明。 

如图10所示，如果用户请求校正自动建立的投射部分的约束条件和数字信息之中的直线L1，那么，例如“草图直线1”420将显示在显示单元30(参看图1)上，并且直线L1的起点P1的X轴坐标430和Y轴坐标432以及直线L1的终点P8的X轴坐标440和Y轴坐标442将被检测并显示在显示单元30上。 

此时，如图10所示，要校正的直线L1用粗实线或用另一种颜色表示，并加亮。除了要校正的直线L1之外，其它的在点P2与P3之间的直线L2、在点P4与P5之间的直线L3以及在点P6与P7之间的直线L4用虚线表示，或用一种与要校正的直线L1不同的颜色表示。 

此外，除了用户直接输入起点P1和终点P8的坐标这种方法之外，还可以使用组合框431和441实施校正。 

另外，从用户输入单元40(参看图1)检测出建立信息，以使直线L1可以被适当地重新建立，这些建立信息例如有：促使当前显示的直线L1的坐标和长度进行存储的“确认拟合”450、促使当前显示的直线L1的坐标和长度被删除的“删除拟合”460、以及促使当前显示的直线L1被删除的“删除部分”470。 

如图11所示，如果用户请求校正自动建立的投射部分的约束条件和数字信息之中的曲线(弧)A1，那么，例如“草图曲线”500将显示在显示单元30(参看图1)上，并且会显示曲线A1的中心的X轴坐标510和Y轴坐标512，而且还会显示曲线A1的半径520。 

另外，曲线A1的起点P8′的X轴坐标530和Y轴坐标532以及曲线A1的终点P1′的X轴坐标540和Y轴坐标542将被检测并显示在显示单元30上。

此时，如图11所示，要校正的曲线A1用粗实线或用另一种颜色表示，并加亮。除了要校正的曲线A1之外，其它的在点P2′与P3′之间的直线L2′、在点P4′与P5′之间的直线L3′以及在点P6′与P7′之间的直线L4′用虚线表示，或用一种与要校正的曲线A1不同的颜色表示。 

此外，除了用户直接输入中心坐标、半径、起点和终点的坐标这种方法之外，还可以使用组合框511、521、531和541实施校正。 

另外，从用户输入单元40(参看图1)检测出建立信息，以使曲线A1可以被适当地重新建立，这些建立信息例如有：促使当前显示的曲线A1的数字信息进行存储的“确认拟合”550、促使当前显示的曲线A1的数字信息被删除的“删除拟合”551、以及促使当前显示的曲线A1被删除的“删除部分”552。 

此外，如图12所示，如果用户请求校正自动建立的投射部分的约束条件和数字信息之中的圆角R1至R4，那么，例如“草图圆角”600将显示在显示单元30(参看图1)上，并且这些圆角的约束条件和半径610将显示在显示单元30上。 

此时，如图12所示，要校正的圆角R1至R4用粗实线或用另一种颜色表示，并加亮。 

此外，可以为各个圆角设定不同的约束条件，而且与用户直接输入半径这样的方法不同，可以使用组合框611实施校正。 

再次参看图1和图2，将上述校正后的二维投射部分数据的特征段的修改和显示加以校正，并且将校正的特征段的数字信息和约束条件信息显示在显示单元30上(S160)。 

在步骤S160实施之后，逆向建模控制单元20将在步骤S160中产生的二维投射部分数据建立为二维草图数据，并将该二维草图数据存储在数据存储单元50内(S170)。 

从上面的说明明显可见，本发明提供了这样的优点，即，由于建模工作是基于建模目标的模型数据来进行的，因此提高了建模工作的效率，并且缩短了建模工作的时间。

此外，在本发明中，基于从扫描仪得到的建模目标的模型数据，可以自动地提取出该模型数据的二维草图特征区域，其中的模型数据包括点云数据、网格数据、通常的CAD数据以及具有曲表面的CAD数据。 

另外，在本发明中，由于二维草图数据彼此之间用参数连接起来，因此当重新设定或改变条件或信息时，这些二维草图数据可以自动更新。 

此外，由于二维草图数据的特征区域的信息是实时显示的，基于这样的事实，用户可以很容易地发现并校正错误。 

尽管为了说明的目的已经描述了本发明的优选实施方式，但是本领域所属技术人员将理解，在不脱离本发明由所附权利要求书公开的范围和精神内，可以做出各种修改、添加和代替。

Claims (14)

1.一种从三维逆向建模的源模型数据检测二维草图数据的方法，包括如下步骤：

a)检测任选的模型数据，依据用户输入的参考坐标系信息建立含有模型数据的X轴、Y轴和Z轴的参考坐标系，并且设定用于检测被划分的模型数据的二维部分数据的工作面；

b)将在垂直偏离工作面的位置处获得的，或者是通过绕测量轴转动工作面而确定的模型数据的部分数据投射到工作面上，形成二维投射部分数据；

c)检测投射到工作面上的模型数据的二维投射部分数据，并依据曲率分布将二维投射部分数据划分成特征段；以及

d)依照二维投射部分数据的划分的特征段之间的联系，建立约束条件和数字信息，并生成二维草图数据。

2.如权利要求1所述的方法，其中在所述步骤a)之后所述步骤b)之前，通过转动工作面将所述参考坐标系变换成UV坐标系。

3.如权利要求1所述的方法，其中当所述步骤b)的二维投射部分数据具有一个草图时，建立一个测量范围，以从模型数据获取精确的部分，并将包括在所述建立的测量范围内的模型数据的轮廓投射到工作面上。

4.如权利要求3所述的方法，其中所述测量范围对应于由用户建立的两个平面之间的区域。

5.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤b)包括如下步骤：在模型数据的投射部分上绘制由用户任选的多义线，或者通过重叠，在投射部分上建立从另一模型数据即一个四边形的二维草图数据检测到的第三特征形状。

6.如权利要求1所述的方法，其中在所述步骤c)中的特征段是选自下组中的一个：直线、圆、弧、自由曲线、矩形、多边形以及槽。

7.如权利要求1所述的方法，其中所述步骤d)的约束条件是二维投射部分数据的特征段拟合的条件，所述二维投射部分数据的特征段包括直线、圆、弧、自由曲线、矩形、多边形和槽，或者步骤d)的约束条件是由用户设定的以满足特征段之间的下列条件中的至少一个条件：垂直度、水平度、平行度、斜度、接点、固定、一致性、相同直线、同心度、相同半径以及相同距离；所述步骤d)的数字信息为特征段的数字信息。

8.如权利要求1所述的方法，其中所述二维投射部分数据的特征段依照内部公差自动或手工地连接起来。

9.如权利要求8所述的方法，其中所述将要手工连接起来的特征段是借助于捕捉而选择的，所述捕捉用于在构成将要建立或校正的二维投射部分数据的特征段的各个点的节点附近自动地固定鼠标的光标。

10.如权利要求1所述的方法，其中所述约束条件和数字信息通过用户输入的数据手工校正。

11.如权利要求10所述的方法，其中与所述要校正的约束条件和数字信息对应的二维投射部分数据的特征段通过被加亮而显示。

12.如权利要求1～11中任一项所述的方法，其中二维投射部分数据的特征段、约束条件以及数字信息用参数彼此连接起来。

13.如权利要求1～11中任一项所述的方法，其中生成的二维草图数据被显示为特征树中的一个元素。

14.如权利要求1所述的方法，其中所述模型数据是选自下组中的一个：扫描数据、点云数据、网格数据以及具有曲表面的CAD数据。

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