CN110378998B - 一种基于边缘移动的模型重建方法 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于边缘移动的模型重建方法，该方法首先输入模型、偏移边、偏移向量，分别记录偏移边的有关面与无关面；对于有孔模型，先进行孔的重建之后再进行模型的重建；而对于无孔模型，分别记录偏移边的相关边和无关边，对相关边偏移，有关面重建，最终得到重建的模型。本方法能够快速方便地对工件模型进行参数化重建或者对已有模型进行形状修改或补充；相比于目前传统方式，有效节约人力资源，操作简单，使用可靠，减少工人工作强度，打破了生产时间的约束，有效提高生产速度，能够适应大批量模型的快速重建，也能进行有孔模型的重建。

Description

一种基于边缘移动的模型重建方法
技术领域
本发明涉及制造业领域，具体涉及一种基于边缘移动的模型重建方法。
背景技术
在制造业中，工件建模是大批量钣金件生产必要的制造环节，建模的质量和速度往往决定了生产的效率和效益。在复杂工件模型的建模过程中，有时需要在有尺寸约束的情况下需要对(批量)模型进行快速方便的重建，或者需要对已有模型进行形状修改或补充，对于大批量工件模型建模过程，能够有效提高建模的质量和效率。
现有模型重建方法过程繁琐，工作量大，效率低，而且对于曲面上有孔的模型不能进行重建。
发明内容
本发明的目的是提供一种基于边缘移动的模型重建方法，能够快速方便地对工件模型进行参数化重建或者对已有模型进行形状修改、补充。
为了实现上述任务，本发明采用以下技术方案：
一种基于边缘移动的模型重建方法，包括以下步骤：
步骤1，针对于待重建的模型，选择其偏移边并设定偏移向量；
步骤2，分别找出并记录模型中与偏移有关的面和无关的面
找出模型中与偏移边有关的面，记为有关面并记录保存；找出与偏移边无关的面，记录为无关面；
步骤3，检测有关面是否存在孔，分情况偏移重构：
情况1，如有关面不存在孔，则按照步骤3.1至步骤3.3的方法进行处理，得到的模型即为最终重建后的模型；
步骤3.1，分别记录偏移边的相关边和无关边
找出模型中与偏移边相关的边，记为相关边，相关边分为两种：第一种，相临边，即与偏移边相邻的边；第二种，连接边，即连接偏移边的边；
找出上述与偏移边相关的边之后，记录模型中剩余的每个对应面的无关边；
步骤3.2，进行偏移操作，并进行面的重构
对于每一个有关面中的偏移边以及该偏移边的相关边进行偏移，将偏移后形成的重构边与步骤3.1中记录的无关边中，与该偏移边对应的无关边进行组合，以重构模型面；
步骤3.3，进行模型的重建
将步骤3.2得到的重构面与步骤2中记录的无关面进行组合，以重建模型；
情况2，如有关面存在贯穿模型的孔，即模型为有孔模型，则先对孔进行重建，然后再进行模型的重建。
进一步地，所述的先对孔进行重建，然后再进行模型的重建，包括：
(1)先将模型按照步骤3.1至步骤3.3的方法进行处理，将得到的模型作为初步模型；
(2)如孔为圆柱孔，则选取步骤2所述的有关面中与孔的一个底面圆距离最近的两条边，分别记录这两条边与所述底面圆最近的两个点，用这两个点作为端点构建一条直线，并旋转90°，再记录所述直线旋转后的两个端点；对孔的另外一个底面圆按照相同方法进行操作；
(3)若孔的两个底面圆所在的有关面均有相临边，则根据实际需要选择下面三种方式之一进行模型的重建：
(3-1)直接偏移
将所述的端点用偏移向量进行偏移，用偏移后的点重建一个实体，将该实体与(1)中得到的初步模型进行差集，得到最终重建后的模型；
(3-2)按比例偏移
将所述的端点按比例用偏移向量进行偏移，用偏移后的点重建一个实体，将该实体与(1)中得到的初步模型进行差集，得到最终重建后的模型；
(3-3)缩放偏移
根据模型重建为初步模型过程中有关面的变化，将偏移后的孔进行缩放，再与初步模型进行差集，得到最终重建后的模型；
(4)若孔有一个底面圆所在的有关面没有相邻边，则对另外一个底面圆对应的4个端点按照(3-1)、(3-2)或(3-3)进行处理；
(5)若孔的两个底面圆所在的有关面均没有相临边，则不进行偏移，所述的初步模型即为最终重建后的模型；
(6)若孔为多边形孔，则记录孔的所有边的端点，然后按照(3-1)、(3-2)或(3-3)进行处理。
本发明具有以下技术特点：
1.本方法能够快速方便地对工件模型进行参数化重建或者对已有模型进行形状修改或补充。
2.本方法相比于目前传统方式，有效节约人力资源，操作简单，使用可靠，减少工人工作强度，打破了生产时间的约束，有效提高生产速度，能够适应大批量模型的快速重建，也能进行有孔模型的重建。
附图说明
图1为本发明方法的流程图；
图2为模型具有单一曲面的情况下进行重建的示意图；
图3为模型具有多重曲面的情况下进行重建的示意图；
图4为模型具有多重曲面且带有孔的情况下进行重建的示意图。
具体实施方式
本发明提供一种基于边缘移动的模型重建方法，包括以下步骤：
步骤1，针对于待重建的模型，选择其偏移边并设定偏移向量
本实施例中，该模型重建方法利用Grasshopper软件，首先输入钣金件的模型、偏移边以及偏移向量并存储在列表中。
步骤2，分别找出并记录模型中与偏移有关的面和无关的面
找出模型中与偏移边有关的面，记为有关面并记录保存，这些面后续在线偏移之后需进行重构；找出与偏移边无关的面，记为无关面，方便最后的模型重构。
步骤3，检测有关面是否存在孔(一般默认为贯穿模型的孔)，分情况偏移重构：
情况1，如有关面不存在孔，即模型为无孔模型，则按照步骤3.1至步骤3.3的方法进行处理，得到的模型即为最终重建后的模型；
步骤3.1，分别记录步骤1所述的偏移边的相关边和无关边
找出模型中与偏移边相关的边，记为相关边，相关边分为两种：
第一种，相临边，即与偏移边相邻的边，后续按比例沿偏移向量偏移；需要注意的是，相临边在筛选中应注意区分首位，方便确定相临边偏移中的顶点和偏移点。
第二种，连接边，即连接偏移边的边；将连接边归类为偏移边，直接沿偏移向量进行偏移。
找出上述与偏移边相关的边之后，记录模型中剩余的每个对应面的无关边。
步骤3.2，进行偏移操作，并进行面的重构
对于每一个步骤2所述的有关面中的偏移边以及该偏移边的相关边进行偏移，将偏移后形成的重构边与步骤3.1中记录的无关边中，与该偏移边对应的无关边进行组合，以重构模型面；
步骤3.3，进行模型的重建
将步骤3.2得到的重构面与步骤2中记录的无关面进行组合，以重建模型；
情况2，如有关面存在贯穿模型的孔，即模型为有孔模型，则处理过程为：
(1)先将模型按照步骤3.1至步骤3.3的方法进行处理，将得到的模型作为初步模型；
(2)如孔为圆柱孔，则选取步骤2所述的有关面中与孔的一个底面圆距离最近的两条边，分别记录这两条边与所述底面圆最近的两个点A、B，用这两个点作为端点构建一条直线，并旋转90°，再记录所述直线旋转后的两个端点A′、B′；对孔的另外一个底面圆按照相同方法进行操作，另外两个端点C、D以及旋转后的端点C′、D′，则共记录到A,A′,B,B′,C,C′,D,D′8个端点。
(3)若孔的两个底面圆所在的有关面均有相临边，则根据实际需要选择下面三种方式之一进行模型的重建
(3-1)直接偏移
将所述的端点用偏移向量进行偏移，用偏移后的点重建一个实体，将该实体与(1)中得到的初步模型进行差集，得到最终重建后的模型；
(3-2)按比例偏移
将所述的端点按比例用偏移向量进行偏移，用偏移后的点重建一个实体，将该实体与(1)中得到的初步模型进行差集，得到最终重建后的模型；
(3-3)缩放偏移
根据模型重建为初步模型过程中有关面的变化，将偏移后(即原始模型按照步骤3.1至步骤3.3的方法重建为初步模型过程中发生的偏移)的孔进行缩放，再与初步模型进行差集，得到最终重建后的模型。
(4)若孔有一个底面圆所在的有关面没有相邻边，则对另外一个底面圆(即该底面圆所在的有关面有相临边)对应的4个端点按照(3-1)、(3-2)或(3-3)进行处理。
(5)若孔的两个底面圆所在的有关面均没有相临边，则不进行偏移，所述的初步模型即为最终重建后的模型。
(6)若孔为多边形孔，则记录孔的所有边的端点，然后按照(3-1)、(3-2)或(3-3)进行处理。

Claims (2)

1.一种基于边缘移动的模型重建方法，其特征在于，包括以下步骤：
步骤1，针对于待重建的模型，选择其偏移边并设定偏移向量；
步骤2，分别找出并记录模型中与偏移有关的面和无关的面
找出模型中与偏移边有关的面，记为有关面并记录保存；找出与偏移边无关的面，记录为无关面；
步骤3，检测有关面是否存在孔，分情况偏移重构：
情况1，如有关面不存在孔，则按照步骤3.1至步骤3.3的方法进行处理，得到的模型即为最终重建后的模型；
步骤3.1，分别记录偏移边的相关边和无关边
找出模型中与偏移边相关的边，记为相关边，相关边分为两种：第一种，相临边，即与偏移边相邻的边；第二种，连接边，即连接偏移边的边；
找出上述与偏移边相关的边之后，记录模型中剩余的每个对应面的无关边；
步骤3.2，进行偏移操作，并进行面的重构
对于每一个有关面中的偏移边以及该偏移边的相关边进行偏移，将偏移后形成的重构边与步骤3.1中记录的无关边中，与该偏移边对应的无关边进行组合，以重构模型面；
步骤3.3，进行模型的重建
将步骤3.2得到的重构面与步骤2中记录的无关面进行组合，以重建模型；
情况2，如有关面存在贯穿模型的孔，即模型为有孔模型，则先对孔进行重建，然后再进行模型的重建。
2.如权利要求1所述的基于边缘移动的模型重建方法，其特征在于，所述的先对孔进行重建，然后再进行模型的重建，包括：
(1)先将模型按照步骤3.1至步骤3.3的方法进行处理，将得到的模型作为初步模型；
(2)如孔为圆柱孔，则选取步骤2所述的有关面中与孔的一个底面圆距离最近的两条边，分别记录这两条边与所述底面圆最近的两个点，用这两个点作为端点构建一条直线，并旋转90°，再记录所述直线旋转后的两个端点；对孔的另外一个底面圆按照相同方法进行操作；
(3)若孔的两个底面圆所在的有关面均有相临边，则根据实际需要选择下面三种方式之一进行模型的重建：
(3-1)直接偏移
将所述的端点用偏移向量进行偏移，用偏移后的点重建一个实体，将该实体与(1)中得到的初步模型进行差集，得到最终重建后的模型；
(3-2)按比例偏移
将所述的端点按比例用偏移向量进行偏移，用偏移后的点重建一个实体，将该实体与(1)中得到的初步模型进行差集，得到最终重建后的模型；
(3-3)缩放偏移
根据模型重建为初步模型过程中有关面的变化，将偏移后的孔进行缩放，再与初步模型进行差集，得到最终重建后的模型；
(4)若孔有一个底面圆所在的有关面没有相邻边，则对另外一个底面圆对应的4个端点按照(3-1)、(3-2)或(3-3)进行处理；
(5)若孔的两个底面圆所在的有关面均没有相临边，则不进行偏移，所述的初步模型即为最终重建后的模型；
(6)若孔为多边形孔，则记录孔的所有边的端点，然后按照(3-1)、(3-2)或(3-3)进行处理。
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基于模型和广义点摄影测量的圆柱体自动三维重建与检测;郑顺义等;《测绘学报》;20110815(第04期);全文 *

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