[发明专利]工程图空间曲线线框模型重建方法

说明书

技术领域

本发明涉及三维重建技术，特别是一种工程图空间曲线线框模型重建方法。

背景技术

在当今的信息社会中，CAD技术在工业设计领域得到了广泛的应用，从而发展出两个设计领域，一个领域是基于二维平面的CAD设计技术，如AutoCAD软件；另外一个领域是基于三维空间的形体设计，如Pro/E、UG等软件。从发展态势上看，更加倾向于三维空间形体的设计方法。但目前还是存在大量的基于二维平面的CAD设计图纸。因此，如何将基于二维平面的CAD设计图纸应用于基于三维空间的形体设计系统就成为一个非常重要的课题，该课题目前在学术领域已经成为一个研究热点，越来越受到国内外学者的广泛关注。三维重建技术是目前解决该问题的一个主要方法，是将二维图纸通过提取二维图纸中的三维描述信息，自动或半自动地将其转换成为三维空间形体或模型。该技术的应用大大简化了基于三维空间形体设计的工作，也为基于二维平面的CAD设计技术提供了生存空间。

国内外研究人员针对图像初步矢量化过程提出了一些传统的算法，如自底向上法(Bottom-up approach)、模型引导的模式匹配法(Model-guided pattern matching approach)、体切削法(Plane-cutting operation approach)、增量拉伸成型法(Incrementalextrusion approach)、自顶向下法(Top-down approach)、特征识别法(Feature-based recognition approach)、面域识别法(Area-basedrecognition approach)等。尽管这些方法的重建策略不同，但最终目的都是如何解决两个方面的基本问题：一个是如何建立不同视图间的对应关系；二是如何利用已经建立的视图间的对应关系，通过个体元素的组合最后得到三维形体的描述。在解决这些问题的过程中，不同的方法体现出不同的特点。但上述所有方法都集中在或是部分集中在不存在曲面体的假设前提下进行的。

发明内容

本发明为克服上述已有技术的缺点，目的是提供一种工程图空间曲线线框模型重建方法。本发明旨在解决了曲面体重建非正放情况下实现重建的方法，并且为解决非正放二次空间曲线之间求取相对位置关系提供了一条可行的思路。

为实现上述发明目的，本发明的技术方案是：

一种工程图空间曲线线框模型重建方法，其特点是该方法包括如下步骤：

步骤A：客户端对CAD工程图数据进行一系列的基于半人机交互半自动化方式的CAD数据预处理，包括生成二维点表、生成二维线表、确定坐标原点，并将该CAD数据预处理结果发送给服务器；

步骤B：服务器端接收到预处理后的工程图纸后，采用点坐标匹配法计算并生成空间候选顶点表；

步骤C：在服务器端采用基于连接关系判定的方法生成空间曲线，并采用基于正则化空间曲线的方法将所生成的空间曲线标准化；

步骤D：在服务器端采用去除重叠边、去除虚假边和点的方法去除冗余元素，并生成工程图空间曲线线框模型系统的最终结果——具有标准空间曲线的线框模型。

所述的步骤A中的CAD数据预处理过程进一步包括：

步骤A1：在客户端，采用遍历CAD数据输入所有二维线表的方法，生成二维点表和二维线表；

步骤A2：在客户端，根据二维点表和二维线表，采用基于半人机交互半自动化方式确定坐标原点、进行视图分离和视图坐标转换，通过广域网发送标准三视图数据给客户端。

所述的步骤B在服务器端采用点坐标匹配法计算并生成空间候选顶点表，其过程进一步包括：

步骤B1：从主视图上选取一个二维点vNode(x_v，0，z_v)，从俯视图上选取一个二维点hNode(x_h，y_h，0)，比较这两个二维点之间在X坐标上的差异，如果|x_v-x_h|≤ε，通常取ε＝0.1，则在侧视图上选取点，转步骤B2，否则继续搜索比较侧视图上二维点，找出满足|x_v-x_h|≤ε的俯视图上的x_h点；