cad模型局部区域分割与检索技术研究

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1、摘要有研究表明，新产品中40%的部分可以采用现有的零部件，另有40%的部分可以通过修改已有的零部件来完成，只有20%的部分需要从草图开始进行全新设计。为了寻找合适的参考方案，设计者60%的时间用于查找资料。在制造业中普遍存在着的大量重复设计与制造现象，给企业造成了巨大的资源浪费，其根源是缺乏有效的资源管理工具。三维CAD系统的推广应用使得设计资源的主要形式是三维CAD模型。由于模型文本记录的信息随着CAD系统、设计者和设计时间的变化具有极大的不确定性，并且文本记录的模型结构信息非常有限，导致单纯基于文本的信息检索技术具有严重的局限性。对复杂多样的物体进行具有一定

2、工程语义的局部区域分割，能够在获取突出局部形状特征的同时，有效地降低模型结构的复杂度。因此，这里研究了CAD模型的区域分割与检索技术，具体包括以下几个方面：(1)提出一种CAD模型区域分割方法。首先，用面属性邻接图表达CAD模型；接着，基于局部区域和图顶点类型的定义，在面属性图中聚类具有明显凸性的面，以及聚类具有混合凸性的面，将B-rep模型初始分割为凸区域、凹区域和平区域的集合；最后，采用区域融合优化方法，将初始分割得到的局部区域优化组合为数量最少、具有一定工程语义的局部区域集合。(2)提出基于区域分割的CAD模型多级形状描述方法。这里用体范围内的面上下文码和

3、区域上下文码、以及局部区域内的面上下文码来对CAD模型进行多级形状描述。上下文码由于引入了模型面或局部区域的上下文邻接关系，大大提高了表征模型形状的辨识能力。(3)提出基于多级形状描述符的CAD模型整体与局部形状检索方法。为了满足用户的不同检索需求，这里提出基于上下文码度量和基于区域属性码匹配统计度量的CAD模型整体与局部检索方法。前者用体范围内的面上下文码和区域上下文码相似性度量相比较模型的相似性，后者用局部区域内的面上下文码相似性度量相比较模型的相似性。在以上的CAD模型区域分割与检索方法的指导下，基于VisualC++、ACIS和HOOPS应用软件系统开发

4、了一个三维CAD模型分割与检索原型系统。该系统能够实现B-rep模型的局部区域分割，实现不同精准程度的CAD模型整体和局部形状检索,同时用实验验证了研究成果的正确性和有效性。关键词：B-rep模型分割，面属性邻接图，上下文码，整体形状检索，局部形状检索AbstractSomeresearchesdemonstratethatabout40%ofnewproductscanapplythepreviousdesigncasesdirectly,about40%ofnewproductscanadapttheexistingdesigncasestomeetnewr

5、equirements,andonly20%ofnewproductsneedanewdesignfromscratch.Tofindthereferencecases,engineersspendabout60%oftheirtimeretrievingthedesiredinformation.Nevertheless,therepeateddesignandmanufacturehavewidelyexistedintheenterprises,whichcausedatremendouslossforenterprise.Thereasonisthatt

6、heylackaneffectivedesignresourcemanagementandretrievaltool.Thepopularityofthree-dimensional(3D)CADsystemsinindustryhasresultedinalargenumberofCADmodelsbeinggenerated.BecausethedescriptivetextsforCADmodelshavehugeuncertaintyasthevariationofCADsystems,designersanddesigndates,whichleads

7、totext-basedretrievalforCADmodelswithseriouslimitations.Ifacomplexobjectissegmentedintoseverallocalregionswithengineeringsemantics,itwillobtainsalientshapefeaturesandeffectivelyreducethecomplexityofamodel.ThisresearchmainlydiscussesCADmodelsegmentationandretrievalapproaches,whichincl

8、udesthefollo