基于模拟退火的三维模型典型结构挖掘与相似性评价方法技术

本发明专利技术为基于模拟退火的三维模型典型结构挖掘与相似性评价方法,从典型结构的挖掘结果分析本发明专利技术算法以极大团作为输出结果，而这种“模糊模式”的挖掘特性可以返回多层次相似度的模型，种类丰富全面具有很大的灵活性，方便设计人员进行不同阶段的设计工作。由于算法保证最大公共子图是连通的，典型结构的挖掘结果更符合人的相似性感知。模拟退火算法描述问题简单使用灵活，受到初始条件约束少，同传统搜索策略相比引入了随机性因素使其更加适合解决最大团问题。通过模型库的统计测试表明，基于模拟退火算法本发明专利技术方法的典型结构挖掘性能要明显高于本领域的其他算法。本发明专利技术方法的时间效率要高于本领域其他方法。

【技术实现步骤摘要】
基于模拟退火的三维模型典型结构挖掘与相似性评价方法
本专利技术涉及一种机械产品三维CAD模型的设计重用方法，特别是一种基于模拟退火的三维模型典型结构挖掘与相似性评价方法。技术背景随着产品数字化技术应用的不断深入，企业已积累的大量丰富的CAD设计成果为新产品的研制提供了宝贵的可重用设计资源。虽然产品在不断地更新换代，但全新的功能、结构和工艺设计只有约20%，其余80%的设计则可以通过直接重用或局部修改已有设计来完成，产品在功能、结构和工艺等方面具有很强的相似性和继承性。在企业的模型库中，设计人员往往根据不同的应用背景通过人工交互方式定义一些典型结构用于模型的设计重用。面对企业庞大的模型库，这种方法效率低下，受主观因素影响大，并且大量的典型结构往往隐含在外形完全不同的CAD模型中，设计人员很难发现。因此，如何从海量的产品模型中快速、有效地挖掘出需要的典型结构，并对其加以重用已成为产品开发各环节的一个迫切需求。迄今为止，已有多种数字化设计重用方法在机械产品设计中得到广泛应用，如基于实例推理的设计、基于模块化的设计、基于检索的设计等，可有效提高产品设计效率和质量，引起众多科研人员的日益重本文档来自技高网...

【技术保护点】
基于模拟退火的三维模型典型结构挖掘与相似性评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将STEP文件表达的三维CAD模型读入Open CASCADE为几何造型核心的三维CAD模型检索系统，提取模型面和边的B‑Rep信息；步骤二：根据模型B‑Rep信息所反映的三维CAD模型的面节点和边的属性，构建三维CAD模型的属性邻接图；步骤三：利用具有局部重用价值的典型结构和三维CAD模型属性邻接图之间顶点和边的映射关系建立关联图及其关联图矩阵；步骤四：基于模拟退火算法检测关联图中的最大团，实现三维CAD模型的典型结构挖掘；步骤五：根据典型结构挖掘结果，计算匹配典型结构相似度。

【技术特征摘要】
1.基于模拟退火的三维模型典型结构挖掘与相似性评价方法，其特征在于，包括以下步骤：步骤一：将STEP文件表达的三维CAD模型读入OpenCASCADE为几何造型核心的三维CAD模型检索系统，提取模型面和边的B-Rep信息；步骤二：根据模型B-Rep信息所反映的三维CAD模型的面节点和边的属性，构建三维CAD模型的属性邻接图；步骤三：利用具有局部重用价值的典型结构和三维CAD模型属性邻接图之间顶点和边的映射关系建立关联图及其关联图矩阵；步骤四：基于模拟退火算法检测关联图中的最大团，实现三维CAD模型的典型结构挖掘；步骤五：根据典型结构挖掘结果，计算匹配典型结构相似度。2.如权利要求1所述的基于模拟退火的三维模型典型结构挖掘与相似性评价方法，其特征在于，步骤二中，对于CAD模型的属性邻接图，模型中的每个面fi都有唯一的节点Vi与之相对应，模型中面的属性集合WV包括面的类型、面的指向、面的相对面积；E为面之间的邻接关系，对于模型中任意两个面fi和fj，若两个面之间具有邻接关系，则有唯一的一条边Eij与之对应，模型中边的属性集合WE包括边的类型、邻接面之间的夹角、公共边的凹凸性。3.如权利要求2所述的基于模拟退火的三维模型典型结构挖掘与相似性评价方法，其特征在于，面的类型：将CAD模型的面分为平面类、圆柱面类、圆环面类、圆锥面类、球面类和自由曲面类；面的指向：在几何内核中对CAD模型面的指向定义为面的方向和表面方向之间的关系；表面方向是从中心或轴向指向外，而面的方向是从模型实体指向外；当面和曲面的方向相同时，面的指向为true，不同时为false；面的相对面积：在CAD模型中，某个面fi的面积为Si，其所有邻接面集合为FA={f1,f2,…,fk}，则该面的相对面积Sei为：边的类型：将CAD模型的边分为直线、圆形曲线、椭圆形曲线、双曲线、抛物线和其它曲线，邻接面之间的夹角：分三种情况，①两个相邻接面都为平面，面之间的夹角用两个面的法向夹角计算；②一个面为平面，另一个面为二次曲面，平面取法向，二次曲面取轴向；③两个面都为二次曲面，面之间的夹角用两曲面的夹角计算；则边的邻接面夹角θ为：公共边的凹凸性：将边的凹凸性分为凸边、凹边和平滑边。4.如权利要求1所述的基于模拟退火的三维模型典型结构挖掘与相似性评价方法，其特征在于，步骤二的具体操作如下：步骤2.1：遍历B-Rep模型的每个面，将该面添加到模型的面集合FS={fi}，1≤i≤m，其中m为模型中面的数目；步骤2.2：遍历面集合FS中的每个面fi，同时在属性邻接图中创建一个与该面对应的图节点，并提取该面的属性作为其对应节点的属性；步骤2.3：对于FS中的每两个面fi与fj，计算它们之间的连接关系，若两面相邻接，在属性邻接图中对应的两节点间构建一条边。5.如权利要求1所述的基于模拟退火的三维模型典型结构挖掘与相似性评价方法，其特征在于，步骤三中，将典型结构与三维CAD模型属性邻接图之间公共子...

【专利技术属性】
技术研发人员：张开兴，刘洪豪，杭晟煜，
申请(专利权)人：山东农业大学，
类型：发明
国别省市：山东,37