三維模型整體與局部相似性評價方法研究.pdf

1、現(xiàn)代產品研發(fā)設計中廣泛采用自頂向下、由粗到精、由整體到局部的設計方式，但由于結構非常簡單的零件也需要花費相當長的時間進行功能、結構、工藝等方面的重新設計，如果能將現(xiàn)有產品或技術通過適當?shù)慕Y構修改等來滿足新功能要求，則在保證產品質量的同時，可以有效降低成本，強化零部件之間、裝配體之間、甚至產品之間的繼承關系。因此，設計重用對于企業(yè)來講具備重大戰(zhàn)略意義。
　　三維模型因其包含多層次的信息集合、豐富的視覺細節(jié)而得到越加廣泛的應用：基于三

2、維數(shù)字化模型的產品全生命周期管理是現(xiàn)代產品設計制造的重要發(fā)展趨勢；同時，企業(yè)在生產過程中積累了大量的、豐富的三維模型，研究如何從產品海量CAD模型中快速、有效地查找出所需模型，充分挖掘和發(fā)現(xiàn)其蘊含的信息和知識并對其加以重用，是加快產品開發(fā)進程、縮短產品制造響應周期、提高產品研制質量的重要途徑之一。
　　農業(yè)機械由于交互對象的復雜性等研制過程同一般機械產品相比困難較多，將較為前沿的設計方法逐步應用到農業(yè)機械中對于提高我國整體農業(yè)機械

3、化水平具有無可替代的重要意義；以文本關鍵字為基礎的文本匹配方式由于其自身固有的描述性缺陷在模型海量增長情況下已不能適應新時代下對三維模型的重用要求?；诖?，基于內容的三維模型自動檢索技術在農機設計重用中具備越加重要的研究價值。本文在總結國內外三維模型檢索的研究思路、層次、技術之后，重點進行了以下三方面研究：
　　（1）一種基于距離面積幾何特征的單個模型整體相似性評價方法。基于統(tǒng)計特征的三維模型整體搜索方法因其原理易于理解，算法效果

4、良好得到了廣泛的研究。本文算法通過對經(jīng)典形狀分布算法進行補充性改進，優(yōu)化隨機取點方式后減少采樣點數(shù)量并增加模型面與面之間的面積比值特征，在提高復雜模型分辨率的同時能較大地提升算法時間性能；最后利用離線特征提取技術與在線模型匹配技術，進行三維CAD模型整體相似性評價。
　　（2）一種基于模擬退火算法的模型局部結構挖掘方法?？紤]到大多通用評價方法不適用于模型典型局部結構，本文對模擬退火方法在模型局部結構中的挖掘能力進行驗證。算法對模型

5、幾何拓撲屬性進行總結研究之后，以屬性鄰接圖為基礎，構建相應鄰接矩陣，改變搜尋思路，將在大圖中尋找小圖的問題轉化為使用模擬退火算法對模型關聯(lián)屬性圖的最大團進行挖掘，最終以蟻群以及遺傳算法作為對比，試驗證明算法可以作為初步的啟發(fā)式局部結構挖掘方法。
　?。?）針對以上兩種算法，以C++作為算法開發(fā)語言，以Visual Studio.NET2008為集成開發(fā)環(huán)境，Open Cascade為幾何造型平臺，以部分農機專業(yè)模型與通用模型為試驗