专利名称：一种基于动态规划的离散可展曲面的设计方法和装置的制作方法
技术领域：
本发明涉及曲线曲面CAD技术领域，特别是涉及一种基于动态规划的离散可展曲 面的设计方法和装置。
背景技术：
可展曲面属于一类直纹面，由一族连续变动的直线所产生的曲面叫直纹面。这族 直线称为直纹面的母线。如果沿直纹面的每条母线只有一个切平面，则该直纹面即为可展 曲面。可展曲面或是柱面、或是锥面或是某一曲线的切线所构成的曲面(称为切线面)。高 斯曲率恒为零是可展曲面的特征。它的另一特征是与平面可以贴合。开发曲面的设计方法，特别是生成具有良好性质的曲面，能够极大地减轻设计人 员的工作负担，提高工作效率，同时还能够设计出符合工业和实际需求的生产生活用品。可展曲面是与人类生活密切相关的一类曲面，从我们所穿的衣服到使用的一些工 具如游船等的制造都离不开可展曲面。设计人员一般希望给出一条简单的边界曲线，计算 机能自动生成一张可展曲面。另外，由于实际生活中的产品具有复杂的边界条件，设计人员 希望给出这些边界曲线，而计算机能生成一张表示该产品的可展曲面。因此，目前需要本领域技术人员迫切解决的一个技术问题就是如何能够创新地 提出一种有效的创建离散可展曲线的方法和装置，以有效降低实际应用中设计人员的工作 负担，提高工作效率。
发明内容
本发明所要解决的技术问题是提供一种基于动态规划的离散可展曲面的设计方 法和装置，用以有效降低设计人员的工作负担，提高工作效率。为了解决上述问题，本发明公开了一种基于动态规划的离散可展曲面的设计方法 和装置，其特征在于，所述方法包括在平面上选取η组插值点，构建η条B样条曲线，η为自然数；在插值点的法线方向上调整插值点的位置；用调整后的插值点，重新构建η条封闭的空间三次B样条曲线；在重建的每条封闭的空间三次B样条曲线上均勻采样一组点；依次将每条曲线上的采样点连接成一条首尾相连的封闭折线段；以连接内边界上具有最大可见性的点和外边界上关于此点可见的点方式将多条 封闭折线合并成一条封闭折线；计算封闭折线段上各横档的扭曲度量值；通过动态规划的方式确定离散可展曲面。优选的，所述方法在依次将采样的点连接成一条首尾相连的封闭折线段前，还包 括连接B样条曲线的上的某个插值点与凹型值点，延长连线与B样条曲线形成交点，
3并将交点添加到所采样的点构成的组中。优选的，在重建的每条封闭的空间三次B样条曲线上均勻采样一组点中，采样点 的个数为3。优选的，所述采样点是有序的。本发明还公布了一种基于动态规划的离散可展曲面的设计装置，所述装置包括选取模块，用于在平面上选取η组插值点，构建η条B样条曲线，η为自然数；调整模块，用于在插值点的法线方向上调整插值点的位置；构建模块，用于用调整后的插值点，重新构建η条封闭的空间三次B样条曲线；采集模块，用于在重建的每条封闭的空间三次B样条曲线上均勻采样一组点；连接模块，用于依次将每条曲线上的采样点连接成一条首尾相连的封闭折线段；合并模块，用于以连接内边界上具有最大可见性的点和外边界上关于此点可见的 点方式将多条封闭折线合并成一条封闭折线；计算模块，用于计算封闭折线段上各横档的扭曲度量值；确定模块，用于通过动态规划的方式确定离散可展曲面。优选的，所述装置还包括添加模块，用于连接B样条曲线的上的某个插值点与凹型值点，延长连线与B样条 曲线形成交点，并将交点添加到所采样的点构成的组中。优选的，所述采集模块在重建的每条封闭的空间三次B样条曲线上均勻采样一组 点中，采样点的个数为3。优选的，所述采样模块所采样的点是有序的。与现有技术相比，本发明具有以下优点本发明提供一种基于动态规划的离散可展曲面的设计方法，通过在平面上选取η 组插值点，构建η条B样条曲线，η为自然数，在插值点的法线方向上调整插值点的位置，用 调整后的插值点，重新构建η条封闭的空间三次B样条曲线，在重建的每条封闭的空间三次 B样条曲线上均勻采样一组点，依次将每条曲线上的采样点连接成一条首尾相连的封闭折 线段，以连接内边界上具有最大可见性的点和外边界上关于此点可见的点方式将多条封闭 折线合并成一条封闭折线，计算封闭折线段上各横档的扭曲度量值，从而通过动态规划的 方式确定离散可展曲面，有效降低了实际应用中设计人员的工作负担，提高工作效率。
图1是本发明实施例一所述的一种基于动态规划的离散可展曲面的设计方法的 流程图；图2是本发明实施例一所述的拟合物体边界的一条封闭B样条曲线的示意图；图3是本发明实施例一所述的以图2中封闭B样条曲线按照本发明所述方法生成 的一片离散可展曲面的示意图；图4是本发明实施例一所述图3在平面上的展开图的示意图；图5是本发明实施例二所述的一种基于动态规划的离散可展曲面的设计装置的 结构图。
具体实施例方式为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实 施方式对本发明作进一步详细的说明。实施例一参照图1，示出了本发明的一种基于动态规划的离散可展曲面的设计方法的流程 图，所述方法具体包括SlOl，在平面上插值选取η组点，构建η条B样条曲线；在平面上插值选取η组点pkQ，pkl，.",Pjv4-I，k = 1，2，...，n，在平面上调整这η 组点的位置，调整后的点仍然用pM，Pkl,…，PiV4-I表示，然后用B样条分别插值每组点，生 成η条封闭的三次平面B样条曲线Ck，此曲线Ck具有如下形式
权利要求
一种基于动态规划的离散可展曲面的设计方法和装置，其特征在于，所述方法包括在平面上选取n组插值点，构建n条B样条曲线，n为自然数；在插值点的法线方向上调整插值点的位置；用调整后的插值点，重新构建n条封闭的空间三次B样条曲线；在重建的每条封闭的空间三次B样条曲线上均匀采样一组点；依次将每条曲线上的采样点连接成一条首尾相连的封闭折线段；以连接内边界上具有最大可见性的点和外边界上关于此点可见的点方式将多条封闭折线合并成一条封闭折线；计算封闭折线段上各横档的扭曲度量值；通过动态规划的方式确定离散可展曲面。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述方法在依次将采样的点连接成一条 首尾相连的封闭折线段前，还包括连接B样条曲线的上的某个插值点与凹型值点，延长连线与B样条曲线形成交点，并将 交点添加到所采样的点构成的组中。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于在重建的每条封闭的空间三次B样条曲线上均勻采样一组点中，采样点的个数为3。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于 所述采样点是有序的。
5.一种基于动态规划的离散可展曲面的设计装置，其特征在于，所述装置包括 选取模块，用于在平面上选取η组插值点，构建η条B样条曲线，η为自然数； 调整模块，用于在插值点的法线方向上调整插值点的位置；构建模块，用于用调整后的插值点，重新构建η条封闭的空间三次B样条曲线； 采集模块，用于在重建的每条封闭的空间三次B样条曲线上均勻采样一组点； 连接模块，用于依次将每条曲线上的采样点连接成一条首尾相连的封闭折线段； 合并模块，用于以连接内边界上具有最大可见性的点和外边界上关于此点可见的点方 式将多条封闭折线合并成一条封闭折线；计算模块，用于计算封闭折线段上各横档的扭曲度量值； 确定模块，用于通过动态规划的方式确定离散可展曲面。
6.根据权利要求5所述装置，其特征在于，所述装置还包括添加模块，用于连接B样条曲线的上的某个插值点与凹型值点，延长连线与B样条曲线 形成交点，并将交点添加到所采样的点构成的组中。
7.根据权利要求6所述的装置，其特征在于所述采集模块在重建的每条封闭的空间三次B样条曲线上均勻采样一组点中，采样点 的个数为3。
8.根据权利要求7所述的装置，其特征在于 所述采样模块所采样的点是有序的。
全文摘要
本发明提供一种基于动态规划的离散可展曲面的设计方法，通过在平面上选取n组插值点，构建n条B样条曲线，n为自然数，在插值点的法线方向上调整插值点的位置，用调整后的插值点，重新构建n条封闭的空间三次B样条曲线，在重建的每条封闭的空间三次B样条曲线上均匀采样一组点，依次将每条曲线上的采样点连接成一条首尾相连的封闭折线段，以连接内边界上具有最大可见性的点和外边界上关于此点可见的点方式将多条封闭折线合并成一条封闭折线，计算封闭折线段上各横档的扭曲度量值，从而通过动态规划的方式确定离散可展曲面，有效降低了实际应用中设计人员的工作负担，提高工作效率。本发明还提供一种基于动态规划的离散可展曲面的设计装置。
文档编号G06F17/50GK101964011SQ20101050405
公开日2011年2月2日 申请日期2010年9月30日 优先权日2010年9月30日
发明者刘永进, 张俊彬, 龚文勇 申请人:清华大学