CN117649483A - 用于3d虚拟模型的建模系统 - Google Patents

Abstract

本申请涉及用于3D虚拟模型的建模系统。提供了一种建模系统(10)，其从存储器(16)检索对象的3D虚拟模型(30)；提取3D虚拟模型(30)的外表面，外表面包括多个面；识别外表面的多个面中的每一个中的特征曲线(C1‑C199)；从所识别的特征曲线(C1‑C199)生成参数化表面(42)；并且输出特征曲线(C1‑C199)和参数化表面(42)。所述系统(10)可以生成彼此相邻的特征曲线对的列表(36)；获得与特征曲线对相对应的面对；获得外表面中的面的列表(36)并将其添加到将3D空间中的点映射到特征曲线的连接性图(34)；针对每对连接的面，评估连接的面的法线之间的角度差是否大于阈值；并且然后基于该对连接的面来提取特征曲线。

Description

用于3D虚拟模型的建模系统

技术领域

本公开的领域总体涉及建模系统，并且更具体地涉及自适应拟合三维(3D)模型的系统和方法。

背景技术

现代制造业将3D建模应用于各种应用中，以准确建模各种尺寸和形状的制造对象。一种广泛使用的3D虚拟建模技术是多边形网格，其使用顶点、边和面的集合来定义多面体对象的形状。尽管多边形网格通常用于具有弯曲表面的对象，但使用多边形网格对具有相对复杂形状(尤其是具有尖锐特征)的对象进行建模可能会导致模型中的控制点数量过多，无法准确跟踪对象的弯曲特征。

发明内容

鉴于上述情况，提供了一种建模系统，包括至少一个处理器，其通信地耦合到存储三维(3D)计算机辅助设计(CAD)模型和指令的非易失性存储器，该指令在由处理器执行时致使处理器：检索对象的3D CAD模型；提取3D CAD模型的外表面，该外表面包括多个面；从外表面的多个面中的每一个提取特征曲线；从所生成的特征曲线生成参数化表面；并且输出特征曲线和参数化表面。

已经讨论的特征、功能和优点可以在各种实施例中独立实现，或者可以在其他实施例中组合，其进一步细节可以参考以下描述和附图。

附图说明

图1是图示根据本主题公开的示例的建模系统的概述的一般示意图。

图2是根据本主题公开的示例的用于获得参数化表面的连接性图的图示。

图3是根据本主题公开的示例的在3D虚拟模型上获得特征、边界和参数化表面的过程的图示。

图4A和图4B是根据本主题公开的示例的建模方法的流程图。

图5是根据本主题公开的示例的可以通过建模系统进行建模的飞行器的图示。

图6是图示可以用于实施图1-图3的建模系统的示例性计算系统的示意图。

具体实施方式

鉴于上述问题，如图1所示，建模系统10的示意图被描绘为包括服务器计算设备12，该服务器计算设备12包括一个或多个处理器14，该处理器14可以通信地耦合到网络22。服务器计算设备12还包括存储三维(3D)虚拟模型30和指令32的非易失性存储器16，指令32在由处理器14执行时致使处理器14从非易失性存储器16检索3D虚拟模型30。3D虚拟模型30可以是飞行器或飞行器部件，或其他制造的零件或部件的3D虚拟模型，例如，如图3所示。3D虚拟模型30的尺寸没有特别限制，在诸如印刷电路板或医疗设备之类的应用中，3D虚拟模型可以是微米级的对象，或者3D虚拟模型可以是尺寸过大的对象。

3D虚拟模型30是对象的表面几何形状的数学表示，使得可以从任何角度创建对象的计算机渲染图像。3D虚拟模型30可以是多边形网格模型。

非易失性存储器16还可以存储U-V映射40，3D虚拟模型30的一个或多个特征曲线可以投影到该U-V映射40上，以产生多个二维曲线(U-V曲线)。U-V映射是参数化表面，并且可以是二维矩形参数域和三维空间之间的分段多项式映射，诸如张量积样条曲线。

服务器计算设备12包括网络接口18，以影响与网络22的通信耦合，以及通过网络22与客户端计算设备24的通信耦合。客户端计算设备24包括显示器28，该显示器28被配置为显示由服务器计算设备12输出的参数化表面42。网络接口18可以包括物理网络接口，诸如网络适配器。

服务器计算设备12可以是适于可靠性和高带宽通信的专用计算机。因此，例如，系统10可以体现在个体硬件服务器计算机的集群中。处理器14可以是适用于处理大量信息的多核处理器。处理器14通信地耦合到存储3D虚拟模型30、U-V映射40和指令32的非易失性存储器16，该指令32可以由处理器14执行以与如下所示和所述的客户端计算设备24协同实现本文公开的技术。非易失性存储器16可以处于廉价磁盘驱动器冗余阵列(RAID)配置，以增加可靠性。处理器14还可以通信地耦合到图形协处理器(GPU)20。图形协处理器20可以通过并行地执行操作来加速本文公开的技术。

处理器14被配置为执行建模应用程序15。建模应用程序15被配置为：从非易失性存储器16检索对象的3D虚拟模型30；定义参数域；在参数域上参数化3D虚拟模型，从而提取3D虚拟模型30的外表面，该外表面包括多个面；识别外表面的多个面中的每一个中的特征曲线和边界框；从所识别的特征曲线生成参数化表面42；并且输出特征曲线和参数化表面42。

图2示出了连接性图34的图示，该连接性图34将3D空间中的点映射到特征曲线。这里，示出了玩具车的3D虚拟模型30，其中面“面01-面10”被提取为3D虚拟模型30的外表面。连接性图34示出了不同面彼此之间的连接性。连接性图34可以是将特征曲线映射到多个面并且将3D空间中的点映射到特征曲线的连接性树或图。

在该示例中，连接性图34示出了面01连接到面02、面07和面08。还示出了在每个面中提取或识别的特征曲线。例如，面01被示出为具有特征曲线C1至C7，而面07被示出为具有特征曲线C92至C97。在一些配置中，只能提取具有比预定最小长度长的弧长的特征曲线。

为了建立连接性图，生成彼此接近或相邻的特征曲线对的列表36，建模应用程序15随后使用该列表36来建立将3D空间中的点映射到特征曲线的连接性图34。为了生成列表36，可以使用空间索引方案针对每个特征曲线中的每个点找到附近点，该空间索引方案包含关于特征曲线彼此的相对接近度的数据。例如，空间索引方案可以被配置为RTREE。针对每个附近点找到对应的曲线，以获得一组独特的附近特征曲线。为了进一步细化列表36，可以执行附加计算以确定独特的附近特征曲线中的两个特征曲线是否彼此接近或相邻。这可以通过计算几何距离(例如，使用距离函数)并确定两个特征曲线之间的近似豪斯多夫(Hausdorff)距离小于预定阈值距离来实现。响应于确定两个曲线彼此接近或相邻，将特征曲线对附加到特征曲线对的列表36，从而生成彼此接近或相邻的特征曲线对的列表36。

可替代地或附加地，可以计算每个特征曲线的主轴。可以确定特征曲线对的特征曲线的主轴的主方向是否在预定角度阈值内对准。响应于确定特征曲线对的特征曲线的主轴的主方向在预定角度阈值内对准，可以将特征曲线对添加到彼此相邻的特征曲线对的列表36。

可替代地或附加地，可以投影每个特征曲线的中点和端点。可以确定中点和端点是否在预定距离内分离。响应于确定中点和端点在预定距离内分离，可以将特征曲线对添加到彼此相邻的特征曲线对的列表36。例如，预定距离可以是特征曲线对的特征曲线的弧长之间的差的一半。

可替代地或附加地，参考图3，针对这些面中的三个：面01、面03和面07，示意性地图示了经由连接性图从3D虚拟模型30中提取特征的过程。三个面中的每一个上的小箭头表示每个面的法线。比较连接的面的法线，并且如果法线之间的角度差大于预定阈值，则将其添加为特征。例如，预定阈值可以设置在45度到90度之间。这里，面01和面07的法线之间的角度差被确定为大于预定阈值，因此在面01和面的07之间提取第一特征38a。同样，面01和面03的法线之间的角度差被确定为大于预定阈值，因此在面01和面03之间提取第二特征38b。随后提取面01、03、07周围的边界38c。当检测到缺失的(missing)面时，会添加这些面，并且更新连接性图。

对于列表36中的每个特征曲线对，获得与该特征曲线对相对应的两个面，并将这两个面添加到连接性图34。例如，与特征曲线C7和C8相对应的两个面分别被识别为面01和面02。同样，与特征曲线C1和C92相对应的两个面分别被识别为面01和面07。因此，建模应用程序15获得与特征曲线对相对应的面对，以获得3D虚拟模型30的外表面中的面的列表36，并且然后将该面的列表36添加到连接性图34。

随后输出特征的列表。特征38a、38b可以被组织并且曲线被连结成单个特征。可以从所生成的特征曲线来生成参数化表面42。特征曲线C1-C199和参数化表面42随后被输出。

图4A和图4B示出了根据本公开的示例的示例性建模方法100。方法100的以下描述是参考在上面描述并且在图1至图3中示出的软件和硬件部件提供。应当理解，方法100也可以在使用其他合适的硬件和软件部件的其他上下文中执行。

在步骤102，检索3D虚拟模型。在步骤104，提取3D虚拟模型的外表面，该外表面包括多个面。在步骤106，识别外表面的多个面中的每一个中的特征曲线。步骤106可以包括步骤106a：识别外表面的多个面中的每一个中的具有比预定最小长度长的弧长的特征曲线。

在步骤110，针对一个或多个特征曲线建立连接性图，该连接性图将3D空间中的点映射到特征曲线。步骤110可以包括步骤110a-110f。在步骤110a，针对每个特征曲线识别所有点。在步骤110b，使用空间索引方案针对每个特征曲线中的每个点找到附近点。在步骤110c，针对每个附近点找到对应的曲线，以获得一组独特的附近特征曲线。步骤110d确定独特的附近特征曲线中的两个特征曲线是否彼此接近或相邻。这可以通过计算几何距离(例如，使用距离函数)并确定两个特征曲线之间的近似豪斯多夫距离小于预定阈值距离来实现。然而，应当理解，可以使用其他附加的或替代的方法来识别相邻特征曲线对。在步骤110e，响应于确定两个曲线彼此接近或相邻，将特征曲线对附加到特征曲线对的列表，以生成彼此接近或相邻的特征曲线对列表。在步骤110f，针对每个特征曲线，识别与特征曲线对相对应的两个面，以获得与特征曲线对相对应的面对，并获得外表面中的面的列表，并且将外表面中的面的列表添加到连接性图。

在步骤112，从连接性图提取特征。步骤112可以包括步骤112a-112d。在步骤112a，提取边界。在步骤112b，检测缺失的面。在步骤112c，修复面，并且更新连接性图。在步骤112d，计算并比较每对连接的面的法线，评估连接的面的法线之间的角度差是否大于预定阈值。基于该对连接的面提取特征曲线，并且响应于确定法线之间的角度差大于阈值而将该特征曲线添加为特征。在步骤114，输出特征的列表。在步骤116，对特征进行组织，并且将曲线连结成单个特征。

在步骤118，从所生成的特征曲线生成参数化表面。在步骤120，输出特征曲线和参数化表面。

图5是根据一些实施例的飞行器200的图像。应当理解，飞行器200或其部件202可以是根据本主题公开的系统10和方法100由3D虚拟模型30建模的对象。

本文所述的系统和过程具有建立3D参数化表面的潜在好处，该3D参数化表面在不使用过多控制点的情况下准确且有效地对复杂形状进行建模，使得3D虚拟模型的特征曲线跟踪3D虚拟模型的特征，包括3D虚拟模型尖锐边或拐角，甚至是在具有复杂几何曲率的零件上，诸如具有许多多边形面的飞机的机翼面板。

因此，本公开的3D虚拟模型改善了准确性。通过减少3D虚拟模型中的控制点的数量，设计师和程序员可以更容易地使用该模型。常规地，设计师和程序员将针对模型中检测到的每个特征合成以多个分离的几何补块表示的数据，这是处理器和存储器密集型的，使得合成的模型可以输入到分析软件程序中。产生补块的合成版本是一个耗时、处理器密集和存储器密集的过程。相反，本公开的3D虚拟模型可以通过避免分离的几何形状的这种费力的合成来节省处理器和存储器资源。此外，通过检测3D虚拟模型上的尖锐特征曲线，它们可以用作计算机辅助设计(CAD)应用程序中的工程特征，从而与现有方法相比改善了模型的技术兼容性。

本文所述的系统和过程输出的参数化表面可以用于各种应用。例如，参数化表面可以用于增材制造应用中，例如，通过3D模型修改来优化3D制造对象的重量、成本和/或功能。例如，参数化表面还可以用于在使用三维建模对飞行器的制造或组装零件的蒙皮进行检查期间检测表面异常。

图6示出了可以用于实施上述系统10和方法100的示例性计算系统300。计算系统300包括逻辑处理器302、易失性存储器304和非易失性存储设备306。计算系统300可以可选地包括显示子系统308、输入子系统310、连接到计算机网络的通信子系统312和/或图6中未示出的其他部件。当集成到单个设备中时，这些部件通常通过一个或多个数据总线连接以进行数据交换，或者当集成到由计算机网络连接的分离的设备中时，这些部件通过数据总线、网络数据接口和计算机网络的组合连接以进行数据交换。

非易失性存储设备306存储由逻辑处理器302执行的各种指令，也称为软件。逻辑处理器302包括被配置为执行指令的一个或多个物理设备。例如，逻辑处理器302可以被配置为执行作为一个或多个应用程序、程序、例程、库、对象、部件、数据结构或其他逻辑构造的一部分的指令。这样的指令可以被实施为执行任务、实施数据类型、变换一个或多个部件的状态、实现技术效果或以其他方式获得期望的结果。

逻辑处理器302可以包括被配置为执行软件指令的一个或多个物理处理器(硬件)。附加地或可替代地，逻辑处理器302可以包括被配置为执行硬件实施的逻辑或固件指令的一个或多个硬件逻辑电路或固件设备。逻辑处理器302的处理器可以是单核或多核，并且在其上执行的指令可以被配置用于顺序、并行和/或分布式处理。逻辑处理器302的个体部件可选地可以分布在两个或更多个分离的设备之间，这些设备可以被远程定位和/或被配置用于协调处理。逻辑处理器302的各方面可以由以云计算配置进行配置的可远程访问的联网计算设备来虚拟化和执行。在这种情况下，这些虚拟化方面在各种不同机器的不同物理逻辑处理器上运行，这将被理解。

非易失性存储设备306包括一个或多个物理设备，这些物理设备被配置为保持可由逻辑处理器执行以实施本文所述的方法和过程的指令。当实施这样的方法和过程时，非易失性存储设备306的状态可以被变换，例如，以保持不同数据。

非易失性存储设备306可以包括可移除和/或内置的物理设备。非易失性存储设备306可以包括光学存储器(例如，CD、DVD、HD-DVD、蓝光光盘等)、半导体存储器(例如ROM、EPROM、EEPROM、FLASH存储器等)和/或磁存储器(例如硬盘驱动器、软盘驱动器、磁带驱动器、MRAM等)或其他大容量存储设备技术。非易失性存储设备306可以包括非易失性、动态、静态、读/写、只读、顺序存取、位置可寻址、文件可寻址和/或内容可寻址设备。将认识到，非易失性存储设备306被配置为即使在非易失性存储设备306断电时也保持指令。

易失性存储器304可以包括物理设备，该物理设备包括随机存取存储器。易失性存储器304通常由逻辑处理器302用来在软件指令的处理期间临时存储信息。应当理解，当易失性存储器304断电时，易失性存储304通常不继续存储指令。

逻辑处理器302、易失性存储器304和非易失性存储设备306的各方面可以一起集成到一个或多个硬件逻辑部件中。例如，这样的硬件逻辑部件可以包括现场可编程门阵列(FPGA)、特定于程序和应用程序的集成电路(PASIC/AASIC)、特定于程序和应用程序的标准产品(PSSP/ASP)、片上系统(SOC)和复杂可编程逻辑设备(CPLD)。

术语“模块”、“程序”和“引擎”可以用于描述建模系统10的方面，建模系统10通常由处理器以软件实施，以使用易失性存储器的部分来执行特定功能，该功能涉及专门配置处理器以执行该功能的变换处理。因此，可以经由逻辑处理器302使用易失性存储器304的部分执行由非易失性存储设备306保持的指令来实例化模块、程序或引擎。将理解，不同模块、程序和/或引擎可以从相同应用程序、服务、代码块、对象、库、例程、API、功能等实例化。同样，相同模块、程序和/或引擎可以由不同应用程序、服务、代码块、对象、例程、API、功能等实例化。术语“模块”、“程序”和“引擎”可以包含个体的或成组的可执行文件、数据文件、库、驱动器、脚本、数据库记录等。

显示子系统308通常包括一个或多个显示器，该显示器可以与容纳逻辑处理器302的设备物理集成或远离该设备。执行上述指令的逻辑处理器的图形输出(诸如图形用户界面)被配置为显示在显示子系统308上。

输入子系统310通常包括键盘、定点设备(例如，鼠标、触控板、手指操作的指针)、触摸屏、麦克风和相机中的一个或多个。还可以提供其他输入设备。

通信子系统312被配置为将本文所述的各种计算设备彼此通信耦合，以及与其他设备通信耦合。通信子系统312可以包括与一个或多个不同通信协议兼容的有线和/或无线通信设备。作为非限制性示例，通信子系统可以被配置为经由无线电话网络，或有线或无线局域网或广域网，通过诸如3G、4G、5G或6G无线电、WIFI卡、以太网网络接口卡、蓝牙无线电等设备进行通信。在一些实施例中，通信子系统可以允许计算系统10经由网络(诸如因特网)向其他设备发送消息和/或从其他设备接收消息。将理解，通信子系统312被配置为经由其进行通信的计算机网络中的一个或多个可以包括安全措施，诸如用户识别和认证、访问控制、恶意软件检测、强制加密、内容过滤等，并且可以耦合到广域网(WAN)，诸如因特网。

本主题公开包括本文公开的各种特征和技术的所有新颖和非显而易见的组合和子组合。本文公开的各种特征和技术不一定是本主题公开的所有示例所必需的。此外，本文公开的各种特征和技术可以定义除了公开的实例之外的可申请专利的主题，并且可以在本文未明确公开的其他实施方式中找到实用性。

在本文中使用术语“包括”、“包含”、“具有”、“含有”及其变体的范围内，这些术语旨在以类似于术语“包含”作为开放过渡词的方式具有包容性，而不排除任何附加或其他元素。

此外，本公开包括根据以下条款的配置。

条款1.一种建模系统，其包括：至少一个处理器，其通信地耦合到存储三维(3D)虚拟模型和指令的非易失性存储器，所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器：检索对象的3D虚拟模型；提取所述3D虚拟模型的外表面，所述外表面包括多个面；识别所述外表面的所述多个面中的每一个中的特征曲线；从所识别的特征曲线生成参数化表面；并且输出所述特征曲线和所述参数化表面。

条款2.根据条款1所述的建模系统，其中，所述指令在由所述处理器执行时还致使所述处理器：生成彼此相邻的特征曲线对的列表；获得与所述特征曲线对相对应的面对；获得所述外表面中的面的列表；将所述面的列表添加到将3D空间中的点映射到所述特征曲线的连接性图；计算每对连接的面的法线；并且针对每对连接的面，评估所述连接的面的法线之间的角度差是否大于预定阈值；并且响应于确定所述连接的面的所述法线之间的所述角度差大于所述预定阈值，基于该对连接的面提取特征曲线。

条款3.根据条款1或2所述的建模系统，其中，空间索引方案用于生成彼此相邻的特征曲线对的所述列表。

条款4.根据条款1-3中任一项所述的建模系统，其中，为了生成彼此相邻的特征曲线对的所述列表，针对每个特征曲线对：计算每个特征曲线的主轴；确定所述特征曲线对的所述特征曲线的所述主轴的主方向是否在预定角度阈值内对准；并且响应于确定所述特征曲线对的所述特征曲线的所述主轴的所述主方向在所述预定角度阈值内对准，将所述特征曲线对添加到彼此相邻的特征曲线对的所述列表。

条款5.根据条款1-4中任一项所述的建模系统，其中，为了生成彼此相邻的特征曲线对的所述列表，针对每个特征曲线对：投影每个特征曲线的中点和端点；确定所述中点和所述端点是否在预定距离内分离；响应于确定所述中点和所述端点在所述预定距离内分离，将所述特征曲线对添加到彼此相邻的特征曲线对的所述列表。

条款6.根据条款1-5中任一项所述的建模系统，其中，响应于确定所述中点和所述端点在所述预定距离内分离，并且所述预定距离大于所述特征曲线对的所述特征曲线的弧长之间的差的一半，将所述特征曲线对添加到彼此相邻的特征曲线对的所述列表。

条款7.根据条款1-6中任一项所述的建模系统，其中，所述连接性图将所述特征曲线映射到所述多个面，并且将所述3D空间中的点映射到所述特征曲线。

条款8.根据条款1-7中任一项所述的建模系统，其中，所述处理器还被配置为基于所生成的特征曲线和所述参数化表面生成瓦片。

条款9.根据条款1-8中任一项所述的建模系统，其中，从所述多个面提取弧长比预定最小长度长的特征曲线。

条款10.根据条款1-9中任一项所述的建模系统，其中提取特征曲线包括提取与所述特征曲线相关联的边界框；并且所述边界框表示所述多个面的几何形状。

条款11.一种建模方法，其包括以下步骤：提取三维(3D)虚拟模型的外表面，所述外表面包括多个面；识别所述外表面的所述多个面中的每一个中的特征曲线；从所识别的特征曲线生成参数化表面；并且输出所述特征曲线和所述参数化表面。

条款12.根据条款11所述的建模方法，还包括以下步骤：生成彼此接近或相邻的特征曲线对的列表；获得与所述特征曲线对相对应的面对；获得所述外表面中的面的列表；将所述面的列表添加到将3D空间中的点映射到所述特征曲线的连接性图；计算每对连接的面的法线；并且针对每对连接的面，评估所述连接的面的法线之间的角度差是否大于预定阈值；并且响应于确定所述连接的面的所述法线之间的所述角度差大于所述预定阈值，基于该对连接的面提取特征曲线。

条款13.根据条款11或12所述的建模方法，其中，空间索引方案用于生成彼此接近或相邻的特征曲线对的所述列表。

条款14.根据条款11-13中任一项所述的建模方法，其中，为了生成彼此相邻的特征曲线对的所述列表，针对每个特征曲线对：计算每个特征曲线的主轴；确定所述特征曲线对的所述特征曲线的所述主轴的主方向是否在预定角度阈值内对准；并且响应于确定所述特征曲线对的所述特征曲线的所述主轴的所述主方向在所述预定角度阈值内对准，将所述特征特征曲线对添加到彼此相邻的特征曲线对的所述列表。

条款15.根据条款11-14中任一项所述的建模方法，其中，为了生成彼此相邻的特征曲线对的所述列表，针对每个特征曲线对：投影每个特征曲线的中点和端点；确定所述中点和所述端点是否在预定距离内分离；响应于确定所述中点和所述端点在所述预定距离内分离，将所述特征曲线对添加到彼此相邻的特征曲线对的所述列表。

条款16.根据条款11-15中任一项所述的建模方法，其中，响应于确定所述中点和所述端点在所述预定距离内分离，并且所述预定距离大于所述特征曲线对的所述特征曲线的弧长之间的差的一半，将所述特征曲线对添加到彼此相邻的特征曲线对的所述列表。

条款17.根据条款11-16中任一项所述的建模方法，其中，所述连接性图将所述特征曲线映射到所述多个面，并且将所述3D空间中的点映射到所述特征曲线。

条款18.根据条款11-17中任一项所述的建模方法，还包括基于所生成的特征曲线和所述参数化表面生成瓦片。

条款19.根据条款11-18中任一项所述的建模方法，其中提取特征曲线包括提取与所述特征曲线相关联的边界框；并且所述边界框表示所述多个面的几何形状。

条款20.一种建模系统，其包括：至少一个处理器，其通信地耦合到存储三维(3D)虚拟模型和指令的非易失性存储器，所述指令在由所述处理器执行时致使所述处理器：检索对象的3D虚拟模型；提取所述3D虚拟模型的外表面，所述外表面包括多个面；从所述外表面的所述多个面识别特征曲线和所述特征曲线的边界框；生成彼此相邻的特征曲线对的列表；获得与所述特征曲线对相对应的面对；计算每对连接的面的法线；针对每对连接的面，评估所述连接的面的法线之间的角度差是否大于预定阈值；并且响应于确定所述连接的面的所述法线之间的所述角度差大于所述预定阈值，基于该对连接的面提取特征曲线；从所生成的特征曲线生成参数化表面；并且输出所述特征曲线和所述参数化表面。

零件列表：

面 01

面 02

面 03

面 04

面 05

面 06

面 07

面 08

面 09

面 10

建模系统 10

服务器计算设备 12

处理器 14

建模应用程序 15

非易失性存储器 16

网络接口 18

图形协处理器 20

网络 22

客户端计算设备 24

显示器 28

三维(3D)虚拟模型30指令 32

连接性图 34

列表 36

第一特征 38a

第二特征 38b

边界 38c

U-V映射40

参数化表面 42

建模方法 100步骤 102

步骤 104

步骤 106

步骤 106a

步骤 110

步骤 110a

步骤 110b

步骤 110c

步骤 110d

步骤 110e

步骤 110f

步骤 112

步骤 112a

步骤 112b

步骤 112c

步骤 112d

步骤 114

步骤 116

步骤 118

步骤 120

飞行器 200

部件 202

计算系统 300逻辑处理器 302易失性存储器 304非易失性存储设备 306显示子系统 308输入子系统 310通信子系统 312特征曲线C1-C199

Claims (20)

1.一种建模系统(10)，其包括：

至少一个处理器(14)，其通信地耦合到存储三维虚拟模型即3D虚拟模型(30)和指令(32)的非易失性存储器(16)，所述指令(32)在由所述处理器(14)执行时致使所述处理器(14)：

检索对象的3D虚拟模型(30)；

提取所述3D虚拟模型(30)的外表面，所述外表面包括多个面；

识别所述外表面的所述多个面中的每一个中的特征曲线(C1-C199)；

从所识别的特征曲线(C1-C199)生成参数化表面(42)；并且

输出所述特征曲线(C1-C199)和所述参数化表面(42)。

2.根据权利要求1所述的建模系统(10)，其中，所述指令(32)在由所述处理器(14)执行时还致使所述处理器(14)：

生成彼此相邻的特征曲线对的列表(36)；

获得与所述特征曲线对相对应的面对；

获得所述外表面中的面的列表(36)；

将所述面的列表(36)添加到将3D空间中的点映射到所述特征曲线(C1-C199)的连接性图(34)；

计算每对连接的面的法线；并且

针对每对连接的面，

评估所述连接的面的法线之间的角度差是否大于预定阈值；并且

响应于确定所述连接的面的所述法线之间的所述角度差大于所述预定阈值，基于该对连接的面提取特征曲线。

3.根据权利要求2所述的建模系统(10)，其中，空间索引方案被用于生成彼此相邻的特征曲线对的所述列表(36)。

4.根据权利要求2所述的建模系统(10)，其中，为了生成彼此相邻的特征曲线对的所述列表(36)，针对每个特征曲线对：

计算每个特征曲线的主轴；

确定所述特征曲线对的所述特征曲线(C1-C199)的所述主轴的主方向是否在预定角度阈值内对准；并且

响应于确定所述特征曲线对的所述特征曲线(C1-C199)的所述主轴的所述主方向在所述预定角度阈值内对准，将所述特征特征曲线对添加到彼此相邻的特征曲线对的所述列表(36)。

5.根据权利要求2所述的建模系统(10)，其中，为了生成彼此相邻的特征曲线对的所述列表(36)，针对每个特征曲线对：

投影每个特征曲线的中点和端点；

确定所述中点和所述端点是否在预定距离内分离；

响应于确定所述中点和所述端点在所述预定距离内分离，将所述特征曲线对添加到彼此相邻的特征曲线对的所述列表(36)。

6.根据权利要求5所述的建模系统(10)，其中，响应于确定所述中点和所述端点在所述预定距离内分离，并且所述预定距离大于所述特征曲线对的所述特征曲线(C1-C199)的弧长之间的差的一半，将所述特征曲线对添加到彼此相邻的特征曲线对的所述列表(36)。

7.根据权利要求2所述的建模系统(10)，其中，所述连接性图(34)将所述特征曲线(C1-C199)映射到所述多个面，并且将所述3D空间中的点映射到所述特征曲线(C1-C199)。

8.根据权利要求1所述的建模系统(10)，其中，所述处理器(14)还被配置为基于所生成的特征曲线(C1-C199)和所述参数化表面(42)生成瓦片。

9.根据权利要求1所述的建模系统(10)，其中，从所述多个面提取具有比预定最小长度长的弧长的特征曲线(C1-C199)。

10.根据权利要求1所述的建模系统(10)，其中

提取特征曲线(C1-C199)包括提取与所述特征曲线(C1-C199)相关联的边界框；并且

所述边界框表示所述多个面的几何形状。

11.一种建模方法(100)，其包括以下步骤：

提取三维虚拟模型即3D虚拟模型(30)的外表面，所述外表面包括多个面；

识别所述外表面的所述多个面中的每一个中的特征曲线(C1-C199)；

从所识别的特征曲线(C1-C199)生成参数化表面(42)；并且

输出所述特征曲线(C1-C199)和所述参数化表面(42)。

12.根据权利要求11所述的建模方法(100)，还包括以下步骤：

生成彼此接近或相邻的特征曲线对的列表(36)；

获得与所述特征曲线对相对应的面对；

获得所述外表面中的面的列表(36)；

将所述面的列表(36)添加到将3D空间中的点映射到所述特征曲线(C1-C199)的连接性图(34)；

计算每对连接的面的法线；并且

针对每对连接的面，

评估所述连接的面的法线之间的角度差是否大于预定阈值；并且

响应于确定所述连接的面的所述法线之间的所述角度差大于所述预定阈值，基于该对连接的面提取特征曲线。

13.根据权利要求12所述的建模方法(100)，其中，空间索引方案被用于生成彼此接近或相邻的特征曲线对的所述列表(36)。

14.根据权利要求12所述的建模方法(100)，其中，为了生成彼此相邻的特征曲线对的所述列表(36)，针对每个特征曲线对：

计算每个特征曲线的主轴；

确定所述特征曲线对的所述特征曲线(C1-C199)的所述主轴的主方向是否在预定角度阈值内对准；并且

响应于确定所述特征曲线对的所述特征曲线(C1-C199)的所述主轴的所述主方向在所述预定角度阈值内对准，将所述特征特征曲线对添加到彼此相邻的特征曲线对的所述列表(36)。

15.根据权利要求12所述的建模方法(100)，其中，为了生成彼此相邻的特征曲线对的所述列表(36)，针对每个特征曲线对：

投影每个特征曲线的中点和端点；

确定所述中点和所述端点是否在预定距离内分离；

响应于确定所述中点和所述端点在所述预定距离内分离，将所述特征曲线对添加到彼此相邻的特征曲线对的所述列表(36)。

16.根据权利要求15所述的建模方法(100)，其中，响应于确定所述中点和所述端点在所述预定距离内分离，并且所述预定距离大于所述特征曲线对的所述特征曲线(C1-C199)的弧长之间的差的一半，将所述特征曲线对添加到彼此相邻的特征曲线对的所述列表(36)。

17.根据权利要求12所述的建模方法(100)，其中，所述连接性图(34)将所述特征曲线(C1-C199)映射到所述多个面，并且将所述3D空间中的点映射到所述特征曲线(C1-C199)。

18.根据权利要求11所述的建模方法(100)，还包括基于所生成的特征曲线(C1-C199)和所述参数化表面(42)生成瓦片。

19.根据权利要求11所述的建模方法(100)，其中

提取特征曲线(C1-C199)包括提取与所述特征曲线(C1-C199)相关联的边界框；并且

所述边界框表示所述多个面的几何形状。

20.一种建模系统(10)，其包括：

至少一个处理器(14)，其通信地耦合到存储三维虚拟模型即3D虚拟模型(30)和指令(32)的非易失性存储器(16)，所述指令(32)在由所述处理器(14)执行时致使所述处理器(14)：

检索对象的3D虚拟模型(30)；

提取所述3D虚拟模型(30)的外表面，所述外表面包括多个面；

从所述外表面的所述多个面识别特征曲线(C1-C199)和所述特征曲线(C1-C199)的边界框；

生成彼此相邻的特征曲线对的列表(36)；

获得与所述特征曲线对相对应的面对；

计算每对连接的面的法线；

针对每对连接的面，

评估所述连接的面的法线之间的角度差是否大于预定阈值；并且

响应于确定所述连接的面的所述法线之间的所述角度差大于所述预定阈值，基于该对连接的面提取特征曲线；

从所生成的特征曲线(C1-C199)生成参数化表面(42)；并且

输出所述特征曲线(C1-C199)和所述参数化表面(42)。