[发明专利]一种高效鲁棒的三角网切割方法

权利要求书

1.一种高效鲁棒的三角网切割方法，基于不规则三角网图形处理技术,其特征在于，包括以下步骤：

步骤1：对原始三角网进行预处理，包括去除三角网中的重复点和重复三角形；

步骤2：通过解方程组的方法计算原始三角网中线段与三角形的交点,并且根据已经计算出来的信息推断交点位置信息，同时，将已经求过交点的线段与三角形的求交记录保存在过滤器中，在对线段与三角形求交前，先在过滤器中查找是否已经保存该线段与三角形的求交记录，若未查找到，则用解方程组的方法对该线段与三角形求交，进而获得相交三角形对及其有向交线段，若所求相交三角形对为共面，则进行步骤3，若所求相交三角形对为不共面，则进行步骤5；

步骤3：根据共面的相交三角形对生成共面的相交三角网对，并通过添加辅助点与辅助三角形的方法将其转换为不共面的相交三角网对，进而得到不共面的相交三角形对，对不共面的相交三角形对求交点；

步骤4：在用步骤3求完所有不共面相交三角形对的交点之后，针对所有不共面相交三角形对中不同的三角形灵活选择投影平面，将相交三角形的顶点和其交点投影到二维平面，结合位置信息进行重新三角化，三角化完成后再映射回三维空间，即得到新的三角网；

步骤5：若步骤2所求相交三角形对为不共面，则将步骤2得到的有向交线段和原始三角网使用拓扑与相对位置相结合的分边方式；若步骤2所求相交三角形对为共面，则将步骤2得到的有向交线段和新的三角网使用拓扑与相对位置相结合的分边方式，进而得到三角网中所有三角形的分边结果；

步骤6：将三角网中的复合面和自相交的体进行切割，分割成多个线圈，并分别重新三角化生成切割剖面；

步骤7：所述步骤4中，投影平面的选择方法如下：需要重新三角化的三角形为△ABC，所在平面为π，π的法向量为选择|n_x|、|n_y|和|n_z|中两个较小值所对应的那两个维度，用这个二维平面作为投影平面。

2.根据权利要求1所述的高效鲁棒的三角网切割方法，其特征在于，所述步骤1中，去除三角网中的重复点的具体方法为：首先用快速排序对点进行排序，然后对相邻的点进行比较和去重；去除重复三角形的方法具体为：重复三角形使用相同的顶点，首先建立顶点-三角形索引，对使用相同顶点的三角形进行检测，删除检测到的重复三角形。

3.根据权利要求2所述的高效鲁棒的三角网切割方法，其特征在于，所述点进行快速排序的方法为：首先以x坐标大小为依据对点进行比较,x坐标较小的点为小点，x坐标较大的点为大点；若x坐标相等，则比较y坐标大小，y坐标较小的点为小点，y坐标较大的点为大点；若y坐标相等，则比较z坐标大小，z坐标较小的点为小点，z坐标较大的点为大点，据此对点进行快速排序。

4.根据权利要求1所述的高效鲁棒的三角网切割方法，其特征在于，所述步骤3的具体过程如下：

步骤301：相交的三角形T_x与T_y共面，则分别用T_x与T_y在求交的两个三角网中进行拓扑搜索，分别找到所有与T_x和T_y共面且拓扑相连通的三角形，生成共面相交三角网对；

步骤302：在适当位置添加两个辅助点M、N，构造两个椎体三角网S_M，S_N，棱锥的侧面即为辅助三角形，用S_M的侧面去切割S_N的底面，用S_N的侧面去切割S_M的底面，即可得到S_N侧面和S_M底面的交点。

5.根据权利要求1所述的高效鲁棒的三角网切割方法，其特征在于，所述步骤5的具体过程如下：在三角网S_A切割三角网S_B时，对于被切割的三角网S_B，对切割交线附近的三角形进行分边时，用相对位置作为分边依据，其余部分按拓扑搜索的方式分边。