feat: simple arc self-intersection detection

primitive_process/interface/subface/geometry/polyline_fillet.hpp

@@ -19,4 +19,14 @@ void insert_polyline_corner_fillets(const polyline_descriptor_t& profile,
                                     std::vector<double>&         out_bulges,
                                     const fillet_config_t&       cfg = {});
 
+/**
+ * @brief 检测并修复 polyline 中负 bulge 圆弧与相邻边的自相交。
+ *        将自相交段的 bulge 置 0（退化为直线），消除 PMC 歧义区域。
+ */
+void sanitize_negative_bulge_self_intersections(const std::vector<vector3d>& pts_3d,
+                                                std::vector<double>&         bulges,
+                                                bool                         is_axis,
+                                                bool                         closed);
+
+
 } // namespace internal

primitive_process/src/subface/geometry/polyline_fillet.cpp

@@ -39,7 +39,6 @@ Eigen::Vector2d arc_start_tangent(Eigen::Vector2d A, Eigen::Vector2d B, double b
     return rotate2d(d, -sign * theta / 2.0);
 }
 
-
 struct Corner {
     bool            active = false;
     Eigen::Vector2d trim_in;          // 圆弧起点
@@ -97,7 +96,6 @@ Corner compute_corner(const std::vector<Eigen::Vector2d>& pts,
     c.trim_in  = pts[i] - trim * T_in;
     c.trim_out = pts[i] + trim * T_out;
 
-    // bulge 符号：cross>0 → 左转(CCW多边形凸角) → CW弧 → 负 bulge
     double       fillet_bulge = std::tan(turn_angle / 4.0);
     const double cross        = T_in.x() * T_out.y() - T_in.y() * T_out.x();
     if (cross < 0.0) fillet_bulge = -fillet_bulge;
@@ -153,11 +151,19 @@ static double recompute_subarc_bulge(const Eigen::Vector2d& A,
 
     // 规范化：子弧行进方向与原弧一致（CCW 为正，CW 为负）
     if (sign_b > 0.0) {
-        if (delta < 0.0) delta += 2.0 * pi;
-        if (delta > 2.0 * pi) delta -= 2.0 * pi;
+        // 强制 delta 落入 (0, 2π]
+        delta = std::fmod(delta, 2.0 * pi);
+        if (delta <= 0.0) delta += 2.0 * pi;
     } else {
-        if (delta > 0.0) delta -= 2.0 * pi;
-        if (delta < -2.0 * pi) delta += 2.0 * pi;
+        // 强制 delta 落入 [-2π, 0)
+        delta = std::fmod(delta, 2.0 * pi);
+        if (delta >= 0.0) delta -= 2.0 * pi;
+    }
+
+    double result = std::tan(delta / 4.0);
+    if ((b > 0) != (result > 0) && std::abs(result) > 1e-9) {
+        std::cerr << "[BULGE_SIGN_FLIP] original_b=" << b << "  recomputed_bulge=" << result << "  delta=" << delta
+                  << "  ang_A=" << ang_A << "  ang_B=" << ang_B << "\n";
     }
 
     return std::tan(delta / 4.0);
@@ -173,8 +179,114 @@ inline void push_point(std::vector<vector3d>& out_points,
     out_bulges.push_back(bulge);
 }
 
+/**
+ * @brief 计算点 p 到线段 [a, b] 的最短距离（2D）。
+ * @details 将参数 t 限制在 [0,1] 以保证只测量到线段本身，而非无限延长线，
+ *          从而避免把圆弧圆心到相邻线段延长线的误距离当作相交依据。
+ */
+static double point_to_segment_dist_2d(const Eigen::Vector2d& p, const Eigen::Vector2d& a, const Eigen::Vector2d& b)
+{
+    const Eigen::Vector2d ab   = b - a;
+    const double          len2 = ab.squaredNorm();
+    if (len2 < 1e-24) return (p - a).norm();
+    const double t = std::clamp((p - a).dot(ab) / len2, 0.0, 1.0);
+    return (p - (a + t * ab)).norm();
+}
+
 } // anonymous namespace
 
+/**
+ * @brief 检测并修复 polyline 中"负 bulge 圆弧与相邻边发生自相交"的问题。
+ *
+ * @details
+ * 对于负 bulge（CW 弧，在 CCW profile 中表现为内凹弧），若其圆心到相邻线段的
+ * 距离 < 圆弧半径 R，则该弧与相邻边相交。自相交区域内，PMC 的最近点查询会产生
+ * 歧义，导致 SDF 符号局部翻转，进而在错误位置生成多余等值面（即图中异常轮廓）。
+ *
+ * 修复策略：将发生自相交的段的 bulge 置 0，退化为直线段，并输出诊断日志。
+ *
+ * 几何原理（以 CW 弧为例）：
+ *   弦 AB，半角 half_theta = 2*atan(|b|)
+ *   R         = |AB| / (2 * sin(half_theta))
+ *   圆心 C   = midpoint(A,B) + R*cos(half_theta) * perp_right(AB)
+ *   若 dist(C, 相邻段) < R  →  圆与相邻段相交  →  弧自相交
+ *
+ * @param pts_3d   polyline 顶点（3D，原地读取，不修改）
+ * @param bulges   各段 bulge 值（若检测到自相交则原地置 0）
+ * @param is_axis  true = XZ 平面（Axis），false = XY 平面（Profile）
+ * @param closed   是否为闭合多段线
+ */
+void sanitize_negative_bulge_self_intersections(const std::vector<vector3d>& pts_3d,
+                                                std::vector<double>&         bulges,
+                                                bool                         is_axis,
+                                                bool                         closed)
+{
+    const auto n = static_cast<uint32_t>(pts_3d.size());
+    if (n < 2) return;
+
+    // 将顶点投影到对应的 2D 工作平面
+    std::vector<Eigen::Vector2d> pts(n);
+    for (uint32_t i = 0; i < n; ++i) {
+        if (is_axis)
+            pts[i] = {pts_3d[i].z, pts_3d[i].x}; // Axis: XZ 平面 → (Z, X)
+        else
+            pts[i] = {pts_3d[i].x, pts_3d[i].y}; // Profile: XY 平面 → (X, Y)
+    }
+
+    const uint32_t seg_count = closed ? n : (n - 1u);
+
+    for (uint32_t i = 0; i < seg_count; ++i) {
+        if (bulges[i] >= 0.0) continue; // 仅检查负 bulge 的内凹弧
+
+        const uint32_t         i1        = (i + 1u) % n;
+        const Eigen::Vector2d& A         = pts[i];
+        const Eigen::Vector2d& B         = pts[i1];
+        const double           b         = bulges[i];
+        const double           chord_len = (B - A).norm();
+        if (chord_len < 1e-12) continue;
+
+        // 计算 CW 弧的圆心与半径
+        // half_theta = theta/2，其中 theta = 4*atan(|b|) 为弧所对圆心角
+        const double          abs_b      = std::abs(b);
+        const double          half_theta = 2.0 * std::atan(abs_b);
+        const double          R          = chord_len / (2.0 * std::sin(half_theta));
+        const Eigen::Vector2d chord_dir  = (B - A) / chord_len;
+        // CW 弧（b < 0）的圆心在弦 AB 的右侧
+        const Eigen::Vector2d perp_right = {chord_dir.y(), -chord_dir.x()};
+        const double          d_center   = R * std::cos(half_theta); // 弦中点到圆心的距离
+        const Eigen::Vector2d center     = 0.5 * (A + B) + d_center * perp_right;
+
+        bool self_intersects = false;
+
+        // ---- 检测与前一段 [pts[i-1], A] 的自相交 ----
+        if (closed || i > 0u) {
+            const uint32_t i0   = (i + n - 1u) % n;
+            const double   dist = point_to_segment_dist_2d(center, pts[i0], A);
+            if (dist < R * (1.0 - 1e-6)) {
+                self_intersects = true;
+                std::cout << "[SANITIZE_ARC] 段[" << i << "] 负bulge圆弧"
+                          << "（R=" << R << ", bulge=" << b << "）"
+                          << "圆心到前段距离=" << dist << " < R，"
+                          << "检测到与前段自相交，bulge → 0（退化直线）\n";
+            }
+        }
+
+        // ---- 检测与后一段 [B, pts[i+2]] 的自相交 ----
+        if (!self_intersects && (closed || i + 2u < n)) {
+            const uint32_t i2   = (i + 2u) % n;
+            const double   dist = point_to_segment_dist_2d(center, B, pts[i2]);
+            if (dist < R * (1.0 - 1e-6)) {
+                self_intersects = true;
+                std::cout << "[SANITIZE_ARC] 段[" << i << "] 负bulge圆弧"
+                          << "（R=" << R << ", bulge=" << b << "）"
+                          << "圆心到后段距离=" << dist << " < R，"
+                          << "检测到与后段自相交，bulge → 0（退化直线）\n";
+            }
+        }
+
+        if (self_intersects) { bulges[i] = 0.0; }
+    }
+}
 
 void insert_polyline_corner_fillets(const polyline_descriptor_t& desc,
                                     std::vector<vector3d>&       out_points,
@@ -195,7 +307,7 @@ void insert_polyline_corner_fillets(const polyline_descriptor_t& desc,
         to_2d = [](const vector3d& p) -> Eigen::Vector2d { return {p.z, p.x}; }; // 3D -> 2D: (Z, X)
         to_3d = [](const Eigen::Vector2d& q, double fixed_y) -> vector3d {
             return {q.y(), fixed_y, q.x()};
-        };                                                                       // 2D -> 3D: (X, Y, Z) = (q.y, fixed_y, q.x)
+        }; // 2D -> 3D: (X, Y, Z) = (q.y, fixed_y, q.x)
     } else {
         // profile：XY 平面
         to_2d = [](const vector3d& p) -> Eigen::Vector2d { return {p.x, p.y}; };