申请/专利权人：南京信息工程大学

申请日：2023-12-06

公开（公告）日：2024-03-08

公开（公告）号：CN117349914B

主分类号：G06F30/10

分类号：G06F30/10

优先权：

专利状态码：有效-授权

法律状态：2024.03.08#授权;2024.01.23#实质审查的生效;2024.01.05#公开

摘要：本发明公开一种基于环绕数的布尔运算方法，应用于计算机辅助设计软件的基本几何计算，该方法通过三维环绕数和最近距离法查找相交线段与网格面，计算网格面与线段的交点，以链式邻接表作为储存结构，并以三角网格链表作为拓扑结构描述模型，主要包括：获取两个相交模型的三角网格数据；基于环绕数法搜索相交线段；通过最短距离查找相交网格面；计算交点环链；基于广度优先遍历删除模型表面多余节点，并标记环链内部节点。由于本发明通过环绕数定量追踪相交节点的位置，降低了查找交点的计算量，此外，环绕数不受表面间隙的影响，提高了算法的健壮性。

主权项：1.一种基于环绕数的布尔运算方法，其特征在于，包括如下步骤：步骤1、分别获取目标工件的两个三角形模型A、B的STL数据；步骤2、将两个三角形模型A、B的STL数据转换为以网格节点为根节点的链表；步骤3、基于环绕数法搜索两个三角形模型A、B间的相交线段；具体为：顺序遍历三角网格节点A模型的三角网格节点a，直至节点a位于B模型的内部，通过计算A模型表面节点a与模型B表面的所有三角形计算立体角之和sum，将该值与边界范围比较，来判断节点a与模型B的空间关系，若sum在边界范围以外，则节点a在模型B外部，若sum在边界范围内，则节点a在模型B的内部，若该点在模型B内部，并且当节点a存在某一个相邻节点b,b节点位于模型B的外部时，则节点a,b两点构成相交节点对；采用相邻节点标记的方法，在已知节点对a,b的基础上，遍历a的相邻节点c，当c不为b且c位于模型B的外部，且c也存在某个相邻节点d,该节点d位于模型B的内部，则c，d节点就是目标节点,将c,d节点作为下一对相交节点对的递归计算输入，直到模型A中所有的相交节点对计算完成，通过所有的相交节点对的外部节点集合是否两两相邻，构成一个环形，来判断模型A中所有相交节点对是否计算完成；步骤4、利用环绕数法查找相交线段的三角面片；具体为：遍历B模型三角面片，判断当前的三角面是否与相交节点对相交，相交节点对为a,b三角形顶点x,y,z，计算向量xy和xa的叉积,再计算向量xy与xb的叉积,如果两个叉积的符号相同，则相交节点对与该三角面不相交，若符号相反，则可能相交，再计算相交线段与三角面片所在平面的交点，并基于二维平面环绕数方法计算该交点与三角形面片的环绕数w,若w在边界范围内部，则该三角面与相交节点对相交，若w在边界范围外部，则该三角面与相交节点对不相交步骤5、通过相交线段与对应三角面片求解交点集合；步骤6、求解交点集合的内部节点及相交面；具体为：将相交节点作为边界点，依据相交节点对集合的相邻顺序，一次连接相交节点，构成交点环链，计算模型B的三角形顶点与交点的距离，取最短距离顶点作为交点的对应点，将对应点的坐标伸缩至交点，计算所有交点集合的对应点集合，并且依据交点集合中所有交点之间的连接顺序，依次连接所有的对应点，构成对应点环链，以对应点集合的任意点作为初始节点，以对应点环链为边界，在对应点环链内部通过拓扑顺序进行广度优先遍历，标记所有节点，标记的所有节点构成了对应点环链的内部节点；步骤7、根据布尔运算类型对相交面进行增删计算；步骤8、重新构建两个三角形模型A、B的STL数据的边缘结构，更新三角形模型A、B，对目标工件进行检查。

全文数据：

权利要求：

百度查询： 南京信息工程大学 一种基于环绕数的布尔运算方法

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