一種檢測STL格式模型文件重復性的方法及系統技術方案

本發明專利技術涉及一種檢測STL格式模型文件重復性的方法及系統，屬于計算機技術領域。其中，檢測方法包括：獲取STL格式模型文件；判斷模型庫中是否存在與STL格式模型文件具有相等的邊界尺寸比例的等邊界比例模型，邊界尺寸比例為模型的包絡六面體的邊界尺寸之比；若等邊界比例模型與STL格式模型文件的體積占比相等，則STL格式模型文件為重復模型，體積占比為模型的體積與其包絡六面體的體積之比。該方法計算過程簡單且檢測結果準確率高，可廣泛地應用于三維模型處理技術領域。

Method and system for detecting repeatability of STL format model files

The invention relates to a method and a system for detecting the repeatability of STL format model files, belonging to the technical field of computers. The detection method comprises: obtaining STL model file format; determine the boundary scale model existence boundary with equal size ratio and STL file format model in the model library, the envelope size ratio model for hexahedral boundary boundary size ratio; if the boundary scale model and the STL model file format the volume proportion of equal then, STL format file for the model duplication model volume accounted for the size of its envelope as a model of hexahedral volume ratio. The method is simple in calculation and accurate in detection results. It can be widely applied in the field of 3D model processing.

【技術實現步驟摘要】
一種檢測STL格式模型文件重復性的方法及系統
本專利技術涉及計算機
，具體地說，涉及一種檢測STL格式模型文件重復性的方法及系統。
技術介紹
隨著云制造和3D打印概念的普及，越來越多的網站開始提供面向用戶免費下載的模型文件。比如制造云、魔猴3D云平臺、打印虎等網站都提供了各類格式的免費或付費模型文件，用戶可通過上傳自己的模型文件以賺取一定的積分。由于STL格式文件的特殊性，即對同一模型進行簡單的縮放、旋轉等操作后，各三角面片的頂點坐標值會隨之變化。這樣簡單操作后的STL格式文件編碼也就發生變化，部分用戶利用這種特性上傳相同的模型以賺取積分。在論文《基于機械資源庫的零部件相似性的研究和實現》(《中國機械工程》2006,17(12):1257-1260.)中所公開的方法是通過比較零件表信息的特征或屬性值來確定相似性，并不涉及零件的形狀，然而對于非標準化的模型文件或是沒有表信息的文件則無法檢測。在碩士論文《三維CAD模型匹配與檢索方法的研究》中提出了一種基于投影面積的三維模型匹配方法，首先求得網格頂點處的法向矢量，然后對所有頂點鄰域內的三角形法向平面上進行投影，得到一個投影面積的分布序列，然后通過歸一化和傅里葉變換進行規范化處理，求出三維模型的特征向量，利用特征向量對不同模型進行相似度計算。該方法需要經過大量的計算處理，效率不高，此外，其準確率不高。
技術實現思路
本專利技術的主要目的為提供一種便于檢測STL格式模型文件重復性的方法；本專利技術的另一目的為提供一種便于檢測STL格式模型文件重復性的系統。為了實現上述主要目的，本專利技術提供的檢測STL格式文件重復性的方法包括：獲取STL格式模型文件；判斷模型庫中是否存在與STL格式模型文件具有相等的邊界尺寸比例的等邊界比例模型，邊界尺寸比例為模型的包絡六面體的邊界尺寸之比；若等邊界比例模型與STL格式模型文件的體積占比相等，則STL格式模型文件為重復模型，體積占比為模型的體積與其包絡六面體的體積之比。由以上方案可見，只需計算模型的包絡六面體的邊界尺寸之比及模型在其包絡六面體中的體積占比，并與模型庫中的模型進行比較，就能對大部分模型的重復性進行檢測，有效地提高STL格式模型文件檢測的準確性與可靠性。具體的方案還包括：若STL格式模型文件為重復模型，則顯示STL格式模型文件為重復模型的提示信息。另一具體的方案還包括：若不存在等邊界比例模型或不存在等體積占比的等邊界比例模型，則顯示存儲STL格式模型文件的提醒信息；接收針對提醒信息的響應指令；若響應指令為存儲指令，則將STL格式模型文件與其邊界尺寸比例、體積占比存入模型庫中。對于被評價為非重復STL格式模型文件，可以根據對提醒信息的確認進行存儲，從而結合人為判斷以避免部分重復模型被評價為非重復模型。此外，將邊界尺寸比例、體積占比與模型一起存入模型庫中，有效提高后續檢測的速度。再一具體的方案為，邊界尺寸之比與體積占比的計算步驟包括：若STL格式文件為ASCII格式文件，則遍歷“vertex”字符串后的三個數據，分別存入X＝{xi}、Y＝{yi}、Z＝{zi}三個數組中；若STL格式文件為二進制格式文件，直接讀取表示坐標值的連續的三個4字節浮點數，分別存入X、Y、Z三個數組中；對數組X、Y、Z分別排序得到每個數組中的最大值和最小值，分別以下標max和min表示；根據以下公式求得模型的包絡六面體的長l、寬w、高h及體積V：l＝xmax-xmin，w＝ymax-ymin，h＝zmax-zmin，V＝l×w×h；利用不規則多面體體積計算公式計算模型的體積。有效簡化了計算方法，提高檢測效率。更具體的方案為利用不規則多面體體積計算公式計算模型的體積的步驟包括：建立三個三維數組P1，P2，P3分別儲存某一三角面片的三個頂點的坐標值；獲取模型中所有三角面片所對應行列式|P1TP2TP3T|的和的累加；模型的體積為該和的累加的六分之一。有效地簡化了計算方法，提高檢測效率。優選的方案為邊界尺寸之比為包絡六面體的長寬之比及長高之比。使用兩個比值作為邊界尺寸之比，有效簡化計算方法。為實現上述另一目的，本專利技術提供的檢測STL格式文件重復性的系統，包括獲取單元、判斷單元及評價單元。其中，獲取單元用于獲取STL格式模型文件；判斷單元用于判斷模型庫中是否存在與STL格式模型文件具有相等的邊界尺寸比例的等邊界比例模型，邊界尺寸比例為模型的包絡六面體的邊界尺寸之比；評價單元用于在等邊界比例模型與STL格式模型文件的體積占相等時，評價STL格式模型文件為重復模型，體積占比為模型的體積與其包絡六面體的體積之比。一個具體的方案還包括提示單元，用于在STL格式模型文件為重復模型時，顯示STL格式模型文件為重復模型的提示信息。另一個具體的方案還包括提醒單元、接收單元及存儲單元。提醒單元用于顯示存儲STL格式模型文件的提醒信息；接收單元用于接收針對提醒信息的響應指令；存儲單元用于當響應指令為存儲指令，將STL格式模型文件與其邊界尺寸比例、體積占比存入模型庫中。附圖說明圖1為本專利技術檢測STL格式模型文件重復性的方法實施例的流程圖；圖2為本專利技術檢測STL格式模型文件重復性的方法實施例中所檢測的旋鈕STL格式模型文件的三角網格的分布示意圖；圖3為本專利技術檢測STL格式模型文件重復性的方法實施例中所檢測的旋鈕STL格式模型文件的包絡六面體的示意圖；圖4為本專利技術檢測STL格式模型文件重復性的系統實施例的結構框圖。具體實施方式以下結合實施例及其附圖對本專利技術作進一步說明。實施例參見圖1，檢測STL格式模型文件重復性的方法包括獲取步驟S1、判斷步驟S2、評價步驟S3及處理步驟S4。獲取步驟S1，獲取STL格式模型文件：以如圖2所示的旋鈕STL格式模型文件為例，該旋鈕模型01由若干三角面片02構成，在其代碼文件中儲存了每個三角面片的頂點坐標值。獲取三角面片的頂點坐標值的步驟包括：(1)確定STL格式文件的編碼格式，編碼格式依據文件編碼是否含有“facet”字符串判定其為ASCII格式或二進制格式；(2)以C#語言為例，若STL格式文件為二進制則使用BinaryReader類讀取文件，若STL格式文件為ASCII類型則使用StreamReader類讀取文件。判斷步驟S2，判斷模型庫中是否存在與STL格式模型文件具有相等的邊界尺寸比例的等邊界比例模型，邊界尺寸比例為模型的包絡六面體的邊界尺寸之比。如圖3所示，為旋鈕模型01的包絡六面體03，計算旋鈕模型的包絡六面體的長l、寬w、高h的過程為：(1)若STL格式文件為ASCII格式文件，則遍歷“vertex”字符串后的三個數據，分別存入X＝{xi}、Y＝{yi}、Z＝{zi}三個數組中；若STL格式文件為二進制格式文件，直接讀取表示坐標值的連續的三個4字節浮點數，分別存入X、Y、Z三個數組中；(2)對數組X、Y、Z分別排序得到每個數組中的最大值與最小值，分別以下標max與min標識；根據以下公式求得模型的包絡六面體的長l、寬w、高h：l＝xmax-xmin；w＝ymax-ymin；h＝zmax-zmin。為了便于比較，在本實施例中，包絡六面體的邊界尺寸之比選為包絡六面體的長寬之比l：w與長高之比l：h。判斷是否存在等邊界比例模型的過程為，逐本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種檢測STL格式模型文件重復性的方法，其特征在于，包括：獲取所述STL格式模型文件；判斷模型庫中是否存在與所述STL格式模型文件具有相等的邊界尺寸比例的等邊界比例模型，所述邊界尺寸比例為模型的包絡六面體的邊界尺寸之比；若所述等邊界比例模型與所述STL格式模型文件的體積占比相等，則所述STL格式模型文件為重復模型，所述體積占比為模型的體積與其包絡六面體的體積之比。

【技術特征摘要】
1.一種檢測STL格式模型文件重復性的方法，其特征在于，包括：獲取所述STL格式模型文件；判斷模型庫中是否存在與所述STL格式模型文件具有相等的邊界尺寸比例的等邊界比例模型，所述邊界尺寸比例為模型的包絡六面體的邊界尺寸之比；若所述等邊界比例模型與所述STL格式模型文件的體積占比相等，則所述STL格式模型文件為重復模型，所述體積占比為模型的體積與其包絡六面體的體積之比。2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：若所述STL格式模型文件為重復模型，則顯示所述STL格式模型文件為重復模型的提示信息。3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，還包括：若不存在等邊界比例模型或不存在等體積占比的等邊界比例模型，則顯示存儲所述STL格式模型文件的提醒信息；接收針對所述提醒信息的響應指令；若所述響應指令為存儲指令，則將所述STL格式模型文件與其邊界尺寸比例、體積占比存入所述模型庫中。4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述邊界尺寸之比與體積占比的計算步驟包括：若STL格式文件為ASCII格式文件，則遍歷“vertex”字符串后的三個數據，分別存入X＝{xi}、Y＝{yi}、Z＝{zi}三個數組中；若STL格式文件為二進制格式文件，直接讀取表示坐標值的連續的三個4字節浮點數，分別存入X、Y、Z三個數組中；對數組X、Y、Z分別排序得到每個數組中的最大值與最小值，分別以下標max與min標識；根據以下公式求得模型的包絡六面體的長l、寬w、高h及體積V：l＝xmax-xmin，w＝ymax...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姚鑫驊，劉丞哲，沈洪垚，魯宇，欒叢叢，傅建中，
申請(專利權)人：浙江大學，
類型：發明
國別省市：浙江,33