[发明专利]产品STL模型的变形设计方法

摘要

本发明提供一种产品STL模型的变形设计方法，其特征在于：采用最小二乘法求解产品STL模型编辑区域的逼近平面，将产品STL模型顶点向逼近平面投影，建立投影点集局部平面坐标系，并获取投影点集的面积最小轴向包围矩形，对产品STL模型顶点参数化并求解编辑区域的参考曲面，建立产品STL模型顶点与参考曲面上投影点间的映射关系，调整参考曲面控制顶点并计算投影点位移，根据投影点位移调整产品STL模型顶点坐标，完成产品STL模型编辑区域的变形，对变形模型构建一阶几何连续的三角Bézier曲面，实现模型光顺处理，通过离散三角Bézier曲面获取光顺的产品STL模型，完成产品STL模型的变形创新设计。该方法可准确控制模型形状，有效提高产品STL模型的光顺性及变形设计效率。

主权项

1、一种产品STL模型的变形设计方法，其特征在于步骤依次为：1)采用最小二乘法求解产品STL模型编辑区域的逼近平面，方法具体是：通过鼠标交互选取产品STL模型编辑区域，设所选区域顶点为p1(x1，y1，z1)，p2(x2，y2，z2)，...，pk(xk，yk，zk)，所求逼近平面方程为ax+by+cz+d＝0，令则平面拟合方程为采用特征向量估计法求解该方程，对矩阵ATA进行奇异值分解得其中U和V为正交矩阵，ω1、ω2、ω3、ω4为ATA的特征值，其中最小特征值对应的特征向量即为平面拟合方程的最小二乘解，将其代入逼近平面方程，从而获得产品STL模型编辑区域的逼近平面；2)将产品STL模型顶点向逼近平面投影，建立投影点集局部平面坐标系，并获取投影点集的面积最小轴向包围矩形；3)对产品STL模型顶点参数化并求解编辑区域的参考曲面，建立产品STL模型顶点与参考曲面上投影点间的映射关系，方法具体是：将参数坐标限定在范围[0，1]内实现逼近平面内投影点的规范参数化，产品STL模型顶点的参数值与其对应的投影点具有相同参数值，于是可得产品STL模型顶点的参数值，预设参考曲面为n×m次的张量积Bézier曲面，通过在局部坐标系内均匀采样获取参考曲面控制顶点P0，0、P0，1、...、P0，n、P1，0、...、P1，n、...、Pm，0、Pm，1、...、Pm，n，基于Bernstein多项式计算编辑区域的参考曲面方程；4)调整参考曲面控制顶点并计算投影点位移，根据投影点位移调整产品STL模型顶点坐标，完成产品STL模型编辑区域的变形；5)对变形模型构建一阶几何连续的三角Bézier曲面，实现模型光顺处理，通过离散三角Bézier曲面获取光顺的产品STL模型，实现产品STL模型的变形创新设计。