【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及网格生成，尤其是指一种基于四边形的网格生成方法、系统、设备和介质。
技术介绍
1、网格生成在计算机图形学、计算机辅助设计(cad)、有限元分析(fea)和结构优化、物理模拟、游戏开发等领域具有广泛的应用。在这些领域中，网格通常被用来表示复杂的几何形状或空间，并且在许多计算任务中起到关键的作用。尤其在有限元分析中，网格生成是一个至关重要的步骤，更是有限元分析的前提。复杂结构网格剖分的耗时远远超过有限元分析的耗时。网格剖分的质量在一定程度上决定了有限元分析精度。因此，网格剖分方法的研究以及商业化网格软件的研发一直是领域热点。近年来，平面四边形网格剖分算法不断涌现，国内外学者提出了多种四边形网格生成方法，根据其规则性可分为非结构化和结构化两类。
2、非结构化方法包含转换法、前沿推进法和铺路法等。转换法通过拆分或合并三角面网格的三角形元素，生成等价的四边形元素，其中一种简单的方式是进行catmull-clark细分。此方法衍生出了很多的转换方法：通过识别最适合合并的三角形对，采用重心细分得到三角面网格，然后将三角形两两合并得到四边形网格。除此之外，m.tarini等，j.docam-po-sánchez等人，都基于catmull-clark细分对转换法进行了改进。前沿推进法最早由lo,s.h.提出，它的基本思想是从一个或多个起始网格边界点开始，逐步扩展前沿以生成整个网格. 铺路法和前沿推进法有些类似，它首先将区域划分为小块，再在每个小块上寻求边界点，最后以基本构建单元为步长不断向内部铺设从而生成网格。铺路法是由
3、结构化方法包含场引导法、模板法和映射法等，场引导的核心思想是通过定义和利用场来引导网格生成过程。场可以是标量场、向量场或张量场, 用于描述区域的属性、特征或约束。根据场的分布和性质，算法通过移动网格节点或调整网格单元的位置来生成网。如kowalski等提出了基于标架场的二维区域分解方法，通过边界矢量、标架场之间具有的映射关系，进行区域分解，该方法随后由fogg利用快速行进法改进以获得更加光滑的标架场。 由李华等提出了模板法，在正方形亲单元上按照其四边指定网格密度, 构造可以实现网格密度过渡的全四边形单元，随后又对其改进并扩展到三维区域。将模版法应用于一般区域时，设计者首先要将需要生成网格的区域划分为一系列子区域或四边形大单元，每个子区域可能代表物体的一部分或特定的几何形状。根据设计对网格密度的要求和约束，选择适合的模板并将正方形亲单元连同其内部的网格映射填充每个子区域。最后，将相邻子区域的模板连接起来，确保网格在接缝处的连续性和拓扑正确性。映射法是研究最早且成熟的网格划分方式之一，又可分为保角映射法、基于偏微分方程法、代数插值法三种。它的基本原理是利用映射函数将源几何形状的网格映射到目标区域, 并通过变换和调整映射函数来控制生成网格的形状和分布。除此之外，结构化方法还有基于密集点云的生成方法等。
4、综合来看，转换法在大多数情况下的复杂程度过高，并且过度依赖输入， 生成的质量并不高。前沿推进法和铺路法的网格生成质量依赖于网格边界点，鲁棒性不强。场引导法可以在生成网格时考虑特定的要求和约束，从而获得更好的网格质量和拓扑结构，但算法过于复杂，不易实现，且存在效率低下、计算时间长等问题。
技术实现思路
1、为此，本专利技术所要解决的技术问题在于克服现有技术中网格构造方法过于复杂、效率低下的问题。
2、为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种平面四边形网格生成方法，包括：
3、步骤s1：获取几何模型，生成所述几何模型的中轴线；
4、步骤s2：根据所述几何模型、中轴线构建点表和边表，根据所述点表和边表将几何模型划分成若干四边形；
5、步骤s3：构造若干网格模板，选择几何模型中每一个四边形对应的网格模板，并将选择的网格模板映射到对应的四边形中，得到网格状的几何模型；
6、步骤s4：对所述网格状的几何模型进行光滑处理。
7、在本专利技术的一个实施例中，所述步骤s1中获取几何模型，生成所述几何模型的中轴线，方法包括：
8、s11：获取几何模型，所述几何模型包括凸多边形和l形多边形，对于除l形多边形凸内角以外的几何模型的内角，设内角由两条边构成，从内角向几何模型内部射出角平分线；
9、s12：以内角的顶点为起点，并以为步长，在角平分线上找到一点，将作为圆心，向作内切圆；
10、s13：不断增长，当所述内切圆与几何模型的其它边相切时，则停止增长，并转s14；
11、s14：获取以为起点、为终点的线段，该线段对应边和所构造出一条中轴线；重复s11-s14直到几何模型的内角循环完毕，找出所有内角对应的中轴线；
12、s15：统计几何模型所有内角生成的中轴线的终点，设为不同位置的终点的数量，并判断几何模型是否还要继续构造内部中轴线，具体为：
13、s15.1：如果为1，表明所有的中轴线相交于一点，则无需再构造新的中轴线；
14、s15.2：如果为2，表明所有的中轴线相交于两点，则将这两点连接起来构成一段新中轴线，并且对于凸多边形，还需要找到该新中轴线所对应的两边，具体为：
15、取该新中轴线的起点，找出s11-14中以点为终点的所有中轴线，并找到每条中轴线所对应的；对于凸多边形，每两条边对应一个夹角，每一个夹角生成一条中轴线，因此该凸多边形的每条边都会被重复利用两次，则找出只被利用过一次的边，并将其作为该新中轴线所对应的；
16、s15.3：如果大于等于3且几何模型为凸多边形，则将内部的终点按逆时针顺序构造成多边形，再针对该多边形重复s11-s15，直到递归至内部终点数量为1或2，则完成中轴线的生成，并去除该构造的多边形；
17、s15.4：如果大于等于3且几何模型为l形多边形，将内部的终点按逆时针顺序构造成多边形后，如果该多边形的边存在于l形多边形外部，则删除该边；如果该多边形的边都存在于l形多边形内部，则删除距离l形多边形凸内角最近的边，则完成中轴线的生成。
18、在本专利技术的一个实施例中，所述步骤s2中根据所述几何模型、中轴线构建点表和边表，方法包括：
19、s211：逆时针循环几何模型的边，将每条边的起点、终点加入到点表中；将边本身单向加入到边表中；
20、s212：循环几何模型内部中轴线以外的中轴线，取每一个中轴线的终点向其所对应的做垂线，设垂足分别为；将加入点表中；将垂线分别双向加入到边表中，并删除对应的中轴线；由于垂足将几何模型的边截断，则更新边表中对应的边的起点和终点；
21、s213：判断s212中每一个中轴线的位置：如果该中轴线的起点为它对应的的交点，则表明该中轴线与几何模型有本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于四边形的网格生成方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的基于四边形的网格生成方法，其特征在于：所述步骤S2中根据所述几何模型、中轴线构建点表和边表，方法包括：
3.根据权利要求2所述的基于四边形的网格生成方法，其特征在于：所述步骤S2中根据所述点表和边表将几何模型划分成若干四边形，方法包括：
4.根据权利要求1所述的基于四边形的网格生成方法，其特征在于：所述步骤S2在构造完若干四边形之后，还包括：
5.根据权利要求1所述的基于四边形的网格生成方法，其特征在于：所述步骤S3中构造若干网格模板，选择几何模型中每一个四边形对应的网格模板，并将选择的网格模板映射到对应的四边形中，得到网格状的几何模型，方法包括：
6.根据权利要求1所述的基于四边形的网格生成方法，其特征在于：所述步骤S4中对所述网格状的几何模型进行光滑处理，方法包括：
7.一种基于四边形的网格生成系统，其特征在于：包括：
8.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于：所
9.一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，实现如权利要求1至6中任一项所述基于四边形的网格生成方法的步骤。
...【技术特征摘要】
1.一种基于四边形的网格生成方法，其特征在于：包括：
2.根据权利要求1所述的基于四边形的网格生成方法，其特征在于：所述步骤s2中根据所述几何模型、中轴线构建点表和边表，方法包括：
3.根据权利要求2所述的基于四边形的网格生成方法，其特征在于：所述步骤s2中根据所述点表和边表将几何模型划分成若干四边形，方法包括：
4.根据权利要求1所述的基于四边形的网格生成方法，其特征在于：所述步骤s2在构造完若干四边形之后，还包括：
5.根据权利要求1所述的基于四边形的网格生成方法，其特征在于：所述步骤s3中构造若干网格模板，选择几何模型中每一个四边形对应的网格模板，并将选择的网格模板映...
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