三维工序模型几何演变序列的相似性度量

针对传统的基于"相似零件结构有相似工艺"准则的知识检索方法造成知识重用粒度大等缺点,提出一种基于三维工序模型序列演变过程的工艺相似性度量方法.首先利用具有仿射不变性的一组物理特征量,即形状描述元,表达三维工序模型几何形状的特征值;然后通过比较形状描述元的差异获取三维工序模型序列中发生几何变化的体素;再由发生几何变化的体素构建相邻两道工序模型之间几何变化的属性邻接图,并利用属性邻接图所构成的序列表达工序模型几何演变过程;最后通过度量属性邻接图序列之间的相似性实现工艺相似性度量方法,实例结果表明,该方法是有效的.     

融合制造语义的三维工序模型序列重用方法

针对目前三维工序模型序列重用缺少对加工特征尺寸、加工精度、形位公差等制造信息的考虑,不能很好地支持零件制造过程工艺设计重用的问题,提出一种融合制造信息的三维工序模型序列重用方法.首先,利用图同构原理对工艺路线中三维工序模型序列进行优化,减少搜索空间;然后,利用子图同构对三维工序模型加工特征进行匹配,通过融合制造信息对加工特征匹配进行预处理和相似性评价,以获取具有最相似加工特征的三维工序模型;其次,设计三维工序模型序列优化算法获取同构的三维工序模型序列;最后,以某型轴零件工艺设计过程为例进行实例验证,结果表明融合制造信息的三维工序模型序列重用方法能够准确地根据指定制造特征进行工艺设计重用,具有良好的应用效果.     

三维服装参数化设计技术

通过拓展传统参数化,在三维服装设计中引入曲线曲面作为参数化的基本元素,提出包括模型构建、模型驱动与模型联动的三维服装参数化设计技术框架及其实现.利用特征信息分层次构建服装模型,得到具有非精确表达的服装几何模型;利用混合维度输入信息,对服装多层次几何模型进行多因素驱动;基于模型层次关联信息,对服装模型进行多层次联动和混合维度联动,并能得到系列化产品.相应的实例表明,文中方法能有效地实现人体、衣片和裁片的参数化设计,从而为三维服装大规模定制提供设计方法与技术支持.     

面向三维机加工艺重用的加工特征匹配方法

为了实现对已有三维机加工设计成果的有效重用,提出一种基于工艺知识的加工特征匹配方法.首先建立以加工特征为组织单元的集成化工艺路线,实现对动态演变特性的工艺信息的有效组织与表达;然后采用面向对象的方法创建多层次管理器描述各工序的加工特征信息,利用面组属性邻接矩阵表达并记录加工特征的拓扑关系;最后将各工序信息分为工艺层、特征层以及属性层,提出加工特征的层次化检索方法,实现加工特征准确匹配.实例结果表明,该方法能够有效地实现加工特征的快速匹配,为三维工艺信息的重用奠定基础.     

符号熵驱动的零件机加工艺过程的多维度相似性度量方法

机加工艺过程从表象看是一道道工序加工方法组成的序列,但从内里看其实是工件从初始毛坯模型到最终成品模型的几何结构演变过程,单纯从工序加工序列或三维几何结构的角度出发进行相似性检索会降低检索到工艺的有效性.针对以上问题,提出一种符号熵驱动的零件机加工艺过程的多维度相似性度量方法.首先建立基于符号熵的序列相似性度量方法,直接对加工方法序列进行相似性计算;然后建立与加工方法序列对应的几何演变序列,并在符号熵方法的支持下实现对几何演变过程的相似性度量;最后将加工方法序列的相似性计算结果及对应几何演变过程的相似性计算结果进行融合,实现对机加工艺过程相似性的多维度和精准评价.实例结果表明,所提方法在度量不同类型机械零件的工艺相似性时,评价结果更贴近实际制造工艺过程和工艺人员的经验认知,证明方法是可行的.     

基于语义的三维CAD模型可重用区域自动提取

针对产品设计中的局部检索重用需求,提出一种基于语义分析的可重用区域自动提取方法。通过采用扩展特征树表征三维CAD模型,准确刻画设计模型中不同粒度、不同形式的特征及特征间的关联关系,有效捕捉模型中包含的设计语义;通过分析局部区域的设计重用性,提出局部区域可重用性度量函数,并以扩展特征树的表征结构为输入,依据局部区域的可重用性自动提取候选可重用区域;通过进一步评价候选可重用区域的重用率确定最终可重用区域,以确保可重用区域的有效性及合理性。实验结果表明,依据本方法提取获得的可重用区域符合设计重用语义,能有效支持产品设计阶段的局部检索重用。     

参数化模型的局部自动适应重用方法

在基于局部重用的零件设计中,设计人员会选择较复杂的可重用局部区域来替换当前零件模型中与其形状相似的简单局部,期间一般必须进行适应性修改且往往离不开人工交互.为了使得可重用局部区域能自动满足简单局部区域所蕴含的设计需求,提出一种局部自动适应方法.首先基于种子面过滤来确定两局部区域之间的对应面,并以此作为它们的关联元素;其次采用带定位信息的三维尺寸约束图来显式地表示参数化的局部形状尺寸和定位信息;最后基于对应面和带定位信息的三维尺寸约束图,通过尺寸传递和约束传递分别将简单局部区域的形状和定位信息自动、准确地传播到可重用局部区域.实验结果表明,该方法能有效地支持基于局部重用的零件设计.     

基于蚁群算法的三维CAD模型检索

为了更好地实现CAD模型的重用,提出一种利用蚁群算法的三维CAD模型检索算法.通过提取CAD模型的B-rep信息,将模型用属性邻接图来表示;根据如果2个CAD模型存在相似的特征或局部结构,那么CAD模型对应的属性邻接图就应存在公共子图这一原理,利用蚁群算法来检测属性邻接图中的公共子图,从而得到2个CAD模型相似的局部细节特征;然后通过比较相似局部细节特征对CAD模型进行相似性评价.实验结果表明,该算法能较好地实现三维CAD模型检索,检索性能高于通用领域的检索算法,可以实现CAD模型设计和制造知识的重用.     

面向座椅舒适性分析的三维人体参数化建模

应用三维坐姿人体模型可在座椅的设计阶段高效精确地进行座椅几何舒适性分析.参照二维坐姿人体模板拟定三维坐姿人体模型的结构要素,采用基于特征造型的方法构建三维人体模型.采用基于原型模型的参数化建模方法,实现对三维坐姿人体模型的参数化驱动.通过"人-椅"模型的几何匹配,自动精确提取坐姿人体模型的姿态角度,对比人体坐姿标准舒适...     

柴油机高压油管自顶向下维布置设计三

本文以某柴油机高压油管设计为例,基于Pro／ENGINEER平台提出利用骨架模型实现高压油管自顶向下的三维布置设计方法和步骤。通过建立关联几何对象的骨架模型,并以骨架模型为桥梁进行自顶向下的设计信息传递,从而实现高压油管设计过程的参数化驱动。     

一种基于交互式分割的部分模型检索方法

如何在三维模型库中,从相似或不同种类的模型中得到模型的局部匹配,实现部分模型的检索,已经成为一个具有挑战性的研究工作.目前,基于特征统计的方法虽实现较好的检索结果,但是不满足局部匹配,因而无法实现部分模型的检索;基于骨架提取和Reeb图的方法,虽满足局部的匹配,但是对三维模型的结构要求比较严格.为此,提出基于交互式分割的部分模型检索方法.首先采用交互式的分割方法,得到满足用户需求的部分模型,然后对于部分模型,利用形状分布方法提取部分模型的形状特征,利用PDF-L1标准得到部分模型的匹配度,从而实现部分模型的检索.实验结果表明,可得到较好的检索结果.     

融合空间结构特征的三维模型局部检索方法

针对局部信息识别的重要性,在骨架提取的基础上,提出了一种新的三维模型局部检索方法。该算法在基于骨架树进行图结构匹配的初步筛选后,融入空间结构特征和几何细节特征,进行局部相似度的计算。大量实验证明,本方法对于模型的局部匹配有很好的鲁棒性和高效性。     

深度特征融合的非刚性三维形状局部匹配

针对海量、异构三维形状匹配与智能检索技术的需求,提出了一种基于级联卷积神经网络(F-PointCNN)深度特征融合的三维形状局部匹配方法.首先,采用特征袋模型,提出几何图像表示方法,该几何图像不仅能够有效区分同类异构的非刚性三维模型,而且能够揭示大尺度不完整三维模型的结构相似性.其次,构建级联卷积神经网络学习框架F-PointCNN,其中,BoF-CNN从几何图像中学习深度全局特征,建立融合局部特征与全局特征的点特征表示;进而对Point-CNN进行点特征的细化与提纯,生成具有丰富信息的深度融合特征,有效提高形状特征的区分性与鲁棒性.最终,通过交叉矩阵度量方法高效实现非刚性三维模型的局部形状匹配.在公开的非刚性三维模型数据库的实验结果表明,该方法提取的特征在大尺度变换的形状分类及局部形状匹配中具有更强的识别力与更高的匹配精度.     

基于局部特征概率密度估计的三维模型特征提取方法

特征提取是三维模型检索中的关键.给出了基于局部特征概率密度估计的三维模型特征提取体系框架.针对三维表面局部几何特征集,利用核密度估计方法估计选定目标点的特定局部特征密度构成特征向量,用以描述三维模型.抽取三维网格模型的单元特征及多个单元特征组合而成的多元特征支持实现三维模型检索.实验验证了其检索性能优于基于统计的直方图特征提取方法.     

基于拓扑逼近的CAD模型局部结构检索

为了从大量CAD模型中检索出具有指定局部结构的模型,提出一种基于拓扑逼近的检索方法.根据建立的CAD模型上边界面的几何与拓扑信息表达模型,提出一种统一度量方法来计算检索对象与检索条件中不同类型边界面之间的相似度;利用基于广度优先搜索的图生成树算法得到检索对象与检索条件之间的初始边界匹配方案;提出拓扑逼近算法,并将初始边界匹配方案作为其输入条件搜索最佳边界匹配方案;在最佳边界匹配方案基础上计算检索对象与检索条件之间满足绝对误差限的相似度,实现CAD模型的局部结构检索.根据文中方法在UG平台上开发了CAD模型局部结构检索系统.实验结果表明,该方法能够有效地实现CAD模型局部结构检索,具有较好的精度和较高的效率.     

基于本体映射的零件工艺实例重用方法研究*

针对目前计算机辅助工艺设计中基于实例的工艺相似性重用问题,提出一种基于本体映射的零件工艺实例重用方法。在分析零件工艺实例信息的基础上,建立了新零件工艺知识本体和零件库零件工艺实例本体。基于本体映射的方法,通过本体间相似度计算,完成新零件工艺实例的检索和重用,并以轴类零件来说明该方法的有效性。     

基于区域分割的零件三维模型检索方法

为了满足大规模零件库的实时检索要求和零件模型以结构单元重用特点,提出一种基于区域分割的零件三维模型检索方法.该方法将平面划分为边界凸平面、边界凹平面和混合边界平面;利用边界邻域曲率、垂直边界曲率和沿边界曲率定义曲面在该边界的表面边界凹凸性,提出了马鞍面在区域凹凸性分析时计为凹、凸和平表面的约定条件.根据两表面合并后区域凹凸性是否保持不变,提出了边分类规范;通过外部边闭合规范、待定边转换规范和表面平区域合并规范,实现零件三维模型的区域分割.通过表面区域编码规范对分割区域编码,利用区域结构码实现相似结构零件的检索.实验结果表明,区域分割后零件整体相似结构检索更加有效,局部相似结构检索可以通过二元邻接区域结构求交集实现.     

三维装配模型共性结构发掘方法

为了更好地利用三维装配模型可重用的共性结构信息,减少重复性的劳动,缩短产品的开发周期,提出一种三维装配模型共性结构发掘方法.首先,以三维装配模型各零件的属性邻接图为基础,保持装配特征属性信息,简化非装配特征属性信息,形成属性化装配特征邻接图;然后,基于三维装配模型各零件之间的装配关系,将零件的属性化装配特征邻接图组合形成三维装配模型属性邻接图;其次,通过频繁子图挖掘算法提取三维装配模型的共性结构.最后,以一组夹具模型为例进行实例验证,结果表明该三维装配模型共性结构发掘方法能够准确有效地发掘产品中的共性结构信息,具有良好的应用效果.     

零件工序模型几何演变序列生成方法及应用

针对机加工艺知识挖掘与重用困难的问题,分析得出工艺知识隐藏在零件工序模型序列的几何变化之中,并进一步提出工序模型几何演变序列的生成和相似性度量方法以及特征匹配算法.首先对工序模型的几何变更进行提取和表示,并将整个工序模型序列中所有前、后道工序间的几何变更按照工艺过程的优先级约束组成了几何演变序列;然后建立零件工序模型几何演变序列的相似性度量算法,并以算法的计算结果作为衡量零件工艺相似性的依据;在几何演变序列中提取出参与特征形成过程的变更元素建立新的加工特征模型,并通过构建特征的匹配算法来为融入加工特征形成过程的更高维的特征识别与匹配提供依据.实例结果表明,文中方法是可行性的.     

基于特征线条的三维模型检索方法

为了避免在三维模型检索中对输入源的限制,提出一种以自然图像为输入源、基于特征线条的三维模型检索方法.首先基于最优视点提取算法训练并获取三维模型较优视点集;然后在较优视点集下渲染三维模型混合轮廓线视图,并为各视点混合轮廓线视图提取Gabor边缘响应特征,建立特征库;最后对输入的自然图像提取相同的边缘响应特征,采用视觉词袋方法从特征库中检索相似模型,并根据相似度排序.实验结果表明,该方法利用自然图像与模型特征线视图的边缘相似性实现三维模型检索,降低了退化视图与自然图像纹理对三维模型检索的干扰,符合人类视觉辨识三维物体的机理,具有良好的检索效果.