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基于改进视觉特征的机械CAD模型检索

基于改进视觉特征的机械CAD模型检索

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作者：李知彧华中科技大学

学位级别：硕士

机械CAD模型检索在设计重用领域有着重要应用,可以帮助机械设计人员快速准确地从大量模型中找到满足需求的一系列模型,从而进一步利用模型中有价值的工程信息,提高设计效率,缩短产品开发周期,提高经济效益。目前基于视觉特征的模型检索... 详细信息

机械CAD模型检索在设计重用领域有着重要应用,可以帮助机械设计人员快速准确地从大量模型中找到满足需求的一系列模型,从而进一步利用模型中有价值的工程信息,提高设计效率,缩短产品开发周期,提高经济效益。目前基于视觉特征的模型检索方法取得了较好的效果,但仍然存在视图数量过多导致信息冗余、视图与机械制图规则不符而难以表达机械CAD模型的主要形状特征、模型空间信息和几何属性特征缺失等问题,影响机械CAD模型检索的准确率。针对以上问题,本文提出基于改进视觉特征的机械CAD模型检索方法,研究内容为:(1)针对视图数量过多且与机械制图中的视图选取规则不符的问题,研究基于制图规则的机械CAD模型规范化方法。在模型位置规范化时根据质心的物理意义和四面体分解法计算模型的精确质心,避免顶点均值法由于依赖离散点集而存在的质心偏移问题。在模型姿态规范化时,根据平行于坐标平面的三角形面积之和最大化策略计算机械CAD模型基于视觉习惯的主轴,根据机械CAD模型的工作位置和安装位置及模型的对称性修正主轴顺序。该模型规范化算法有更好的稳定性和健壮性,模型规范化的结果在保证唯一性的同时更符合视觉习惯和机械制图中的零件放置规则,有利于进一步生成视图并提取特征实现模型检索。(2)针对使用视图表达模型特征时模型空间信息和几何属性特征缺失的问题,研究机械CAD模型多维度特征表达及检索方法。参考机械制图中的基本视图和轴测图对模型进行投影以获取视图,引入内部距离图表示模型空间信息,将模型的视图、内部距离图和几何属性特征结合对模型进行多维度特征表达。基于加权堪培拉距离评价模型相似性,研究权值变化对模型检索准确率的影响。实验表明,本文方法在检索机械CAD模型时的准确率优于其他检索算法。(3)根据本文算法开发机械CAD模型检索原型系统,分析其功能需求并设计总体架构和功能模块,对实例进行应用以验证本文算法的有效性和实用性。

关键词：模型检索机械模型规范化制图规则视图特征内部距离图

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