基于递归分解的曲面网格生成方法及系统、计算机设备

技术特征：
1.一种基于递归分解的曲面网格生成方法，其特征在于，包括以下步骤：101：获取目标对象的几何三维模型数据，根据所述几何三维模型数据得到几何三维模型的拓扑信息和几何参数信息；102：根据所述拓扑信息和几何参数信息，利用设定的网格节点生成方式在几何三维模型的边界曲线上分布网格节点，形成初始网格单元；103：建立初始网格单元的局部坐标系，根据所述局部坐标系建立原始三维坐标与投影二维坐标的映射关系函数；104：以整体映射的方式利用所述映射关系函数将初始网格单元上的网格节点投影到二维平面；105：在二维平面上用分割线连接投影后不相邻的网格节点，根据分割线与网格节点围成区域的位置关系，保存完全位于区域内部的分割线；106：根据角度影响、长度影响和单元精度误差，对保存的分割线进行优选，得到最佳分割线；107：对所述最佳分割线进行预离散，将预离散的节点通过所述映射关系函数投影到几何三维模型的曲面上，迭代运行所述网格节点生成方式生成新网格节点，得到曲面分割线；所述曲面分割线将初始网格单元分割成两个子网格单元；108：以所述子网格单元取代初始网格单元，迭代步骤103～107，直至获得的所有子网格单元中包含的网格节点数量满足设定要求，得到曲面网格。2.如权利要求1所述的曲面网格生成方法，其特征在于，所述拓扑信息包括由边界表示法表示的曲面和边界曲线，以及曲线与线端点之间的组成关系；所述几何参数信息包括由nurbs描述的单张封闭曲面以及曲面上边界曲线的标准造型信息。3.如权利要求2所述的曲面网格生成方法，其特征在于，所述步骤102具体包括：根据拓扑信息和几何参数信息，将目标对象的边界曲线自适应地离散为串联的点集；通过将所述点集中的密集点之间距离长度累加，计算获得边界曲线的长度；设计全局最大网格单元尺寸参数，根据所述全局最大网格单元尺寸参数，计算得到边界曲线的分段数目；根据所述分段数目，得到边界曲线的分段间距；根据所述分段间距和点集，利用坐标插值方式在几何三维模型的边界曲线上分布网格节点；根据所述网格节点，形成初始网格单元。4.如权利要求3所述的曲面网格生成方法，其特征在于，设计全局最大网格单元尺寸参数，根据所述全局最大网格单元尺寸参数，计算得到边界曲线的分段数目，包括，设计全局最大网格单元尺寸参数，根据所述全局最大网格单元尺寸参数，计算得到边界曲线的分段数目为，式中，m表示分段数目；l表示边界曲线的长度；size表示全局最大网格单元尺寸参数。5.如权利要求3所述的曲面网格生成方法，其特征在于，根据所述分段数目，得到边界曲线的分段间距，包括：
根据所述分段数目，得到边界曲线的分段间距为，式中，s表示分段间距；m表示分段数目；l表示边界曲线的长度。6.如权利要求1所述的曲面网格生成方法，其特征在于，在步骤103中，建立初始网格单元的局部坐标系，具体为：在网格节点中寻找间距最长的两个点，以两点的连线为局部坐标系的x轴；在网格节点中寻找距离x轴最远的点，以过所述最远的点且垂直于x轴的直线为局部坐标系的y轴。7.如权利要求1所述的曲面网格生成方法，其特征在于，步骤106具体为：根据角度影响、长度影响和单元精度误差，计算误差权值；选取误差权值最小的分割线作为当前网格单元的最佳分割线。8.一种基于递归分解的曲面网格生成系统，其特征在于，包括：信息获取模块，用于获取目标对象的几何三维模型数据，根据所述几何三维模型数据得到几何三维模型的拓扑信息和几何参数信息；初始网格单元生成模块，用于根据所述拓扑信息和几何参数信息，利用设定的网格节点生成方式在几何三维模型的边界曲线上分布网格节点，形成初始网格单元；递归生成模块，用于运行以下步骤：103：建立初始网格单元的局部坐标系，根据所述局部坐标系建立原始三维坐标与投影二维坐标的映射关系函数；104：以整体映射的方式利用所述映射关系函数将初始网格单元上的网格节点投影到二维平面；105：在二维平面上用分割线连接投影后不相邻的网格节点，根据分割线与网格节点围成区域的位置关系，保存完全位于区域内部的分割线；106：根据角度影响、长度影响和单元精度误差，对保存的分割线进行优选，得到最佳分割线；107：对所述最佳分割线进行预离散，将预离散的节点通过所述映射关系函数投影到几何三维模型的曲面上，迭代运行所述网格节点生成方式生成新网格节点，得到曲面分割线；所述曲面分割线将初始网格单元分割成两个子网格单元；108：以所述子网格单元取代初始网格单元，迭代步骤103～107，直至获得的所有子网格单元中包含的网格节点数量满足设定要求，得到曲面网格。9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1～7中任一项所述方法的步骤。10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1～7中任一项所述方法的步骤。

技术总结
本发明公开一种基于递归分解的曲面网格生成方法及系统、计算机设备，该方法采用直接法与映射法相结合的方式，利用映射的方式将直接法中在三维空间涉及到的相交判断转化在二维空间中进行操作，因此可以有效地简化所需要的大量的相交计算，所需的空间数据结构也更加简明。同时也继承了直接法中便于控制网格单元尺寸以及表面网格质量高等优点。此外，本发明通过直接法与映射法相结合的方式，可通过算法并行实现大规模网格的快速生成。并行实现大规模网格的快速生成。并行实现大规模网格的快速生成。


技术研发人员：高翔 刘增晟 张翔 龚春叶 徐传福 刘杰
受保护的技术使用者：中国人民解放军国防科技大学
技术研发日：2022.12.08
技术公布日：2023/3/10