基于3D打印的草图与模型库三维视图匹配方法组成比例

本发明专利技术提供了一种基于3D打印的草图与模型库三维视图匹配方法，涉及计算机图像处理技术领域，首先获取待检索的2D草图，对该2D草图进行特征提取以获得草图特征；然后将草图特征与预先建立的特征库中的3D模型特征进行匹配，从特征库中选取目标3D模型特征；最后根据该目标3D模型特征，从预先建立的元模型库中选取与该目标3D模型特征对应的目标轮廓图和目标3D打印模型以生成检索结果集。用户可以根据自己的需求绘制草图，将草图与3D打印模型进行匹配，以快速准确的获取满足设计需求的3D打印模型，实现了3D打印模型的复用和共享。

3D view matching method between sketch and model base based on 3D printing

The invention provides a method for matching a sketch based on 3D printing with a 3D view of a model library, which relates to the technical field of computer image processing. First, the 2D sketch to be retrieved is obtained, and then the 2D sketch is extracted to obtain the sketch features, and then the sketch features are matched with the 3D model features in the pre-established feature library. Finally, according to the 3D model features of the target, the contour map of the target and the 3D printing model of the target corresponding to the 3D model features of the target are selected from the pre-established metamodel library to generate the retrieval result set. Users can draw sketches according to their own needs, and match the sketches with the 3D printing model, so as to quickly and accurately obtain the 3D printing model to meet the design requirements, and realize the reuse and sharing of the 3D printing model.

【技术实现步骤摘要】
基于3D打印的草图与模型库三维视图匹配方法
本专利技术涉及计算机图像处理
，尤其是涉及一种基于3D打印的草图与模型库三维视图匹配方法。
技术介绍
3D打印是快速成形技术的一种。它采用分层加工、叠加成型的方式，通过逐层增加材料来生成3D实体。3D打印设备具有良好的数字化接口，在实现制造业的网络化、智能化、云端化方面具有光明前景。个性化制造是3D打印技术相对于传统制造最具优势的领域。但是用于3D打印的三维模型设计门槛较高，很多用户没有制造方面的专业背景，使得他们无法创建理想的三维模型。另外，虽然现在互联网上存在很多3D打印模型资源，但是缺乏组织和管理，人们无法有效复用和共享，这导致了人们获取个性化设计资源的困难，限制了3D打印技术在制造领域的应用，使其无法发挥个性化制造的优势。因此，如何帮助人们快速准确获取所需要的3D打印模型逐渐成为一个挑战，需要研究面向3D打印的模型检索技术。云制造技术是一种基于网络的、面向服务的制造新模式。融合与发展了现有信息化制造技术(信息化设计、生产、实验、仿真、集成)及新兴信息技术(云计算、物联网、服务计算、智能科学、高效能计算等)。将各类制造资源和制造能力虚拟化、服务化，构成服务云池，并进行统一集中的管理和经营通过网络实现随时按客户需求获取制造资源与能力服务，以完成其制造全生命周期的各类活动。基于面向云制造的3D打印服务平台，可以实现3D打印模型在线绘制、个性化定制、案例的模型库检索的在线设计模式。目前三维模型的检索技术主要集中在基于内容的检索技术研究上，但是由于基于内容的检索技术主要抽取的是模型数据，而三维模型数据表现的多样性，增加了研究通用的三维模型检索技术的难度，难以实现3D打印模型的复用和共享。
技术实现思路
有鉴于此，本专利技术的目的在于提供一种基于3D打印的草图与模型库三维视图匹配方法，以快速准确的获取满足设计需求的3D打印模型，实现了3D打印模型的复用和共享。第一方面，本专利技术实施例提供了一种基于3D打印的草图与模型库三维视图匹配方法，包括：获取待检索的2D草图，对所述2D草图进行特征提取以获得草图特征；将所述草图特征与预先建立的特征库中的3D模型特征进行匹配，从所述特征库中选取目标3D模型特征；根据所述目标3D模型特征，从预先建立的元模型库中选取与所述目标3D模型特征对应的目标轮廓图和目标3D打印模型以生成检索结果集。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第一种可能的实施方式，其中，所述元模型库的建立过程包括：获取3D打印模型文件，对所述3D打印模型文件进行预处理以得到规范化3D打印模型；获取所述规范化3D打印模型在多个视角方向的轮廓图；根据所述轮廓图及所述3D打印模型建立所述元模型库。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第二种可能的实施方式，其中，所述元模型库的建立过程还包括：采用普林斯顿形状基准PSB，对所述元模型库进行格式调整。结合第一方面的第一种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第三种可能的实施方式，其中，所述获取所述规范化3D打印模型在多个视角方向的轮廓图包括：计算所述规范化3D打印模型的外接球的球心位置和半径以确定所述外接球；在所述外接球表面选取多个视点，将所述视点至质心的方向确定为视角方向；提取所述3D打印模型的各个所述视角方向对应的轮廓图。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第四种可能的实施方式，其中，所述特征库的建立过程包括：获取3D打印模型文件，对所述3D打印模型文件进行预处理以得到规范化3D打印模型；获取所述规范化3D打印模型在多个视角方向的轮廓图，对所述轮廓图进行特征提取以获得3D模型特征并创建索引；根据所述3D模型特征及所述索引建立所述特征库。结合第一方面的第一种或者第四种可能的实施方式，本专利技术实施例提供了第一方面的第五种可能的实施方式，其中，所述对所述3D打印模型文件进行预处理以得到规范化3D打印模型包括：对所述3D打印模型文件按照预设标准进行命名；对所述3D打印模型文件中的3D打印模型的坐标、坐标系方向及坐标尺度大小进行标准化处理，以得到规范化3D打印模型。结合第一方面，本专利技术实施例提供了第一方面的第六种可能的实施方式，其中，在生成结果检索集之后还包括：获取用户在所述结果检索集中的目标3D打印模型中选取的实际3D打印模型的数量；获取所述结果检索集中的目标3D打印模型的数量；根据所述实际3D打印模型的数量和所述目标3D打印模型的数量，生成所述结果检索集的评价结果。本专利技术实施例带来了以下有益效果：在本专利技术提供的实施例中，首先获取待检索的2D草图，对该2D草图进行特征提取以获得草图特征；然后将草图特征与预先建立的特征库中的3D模型特征进行匹配，从特征库中选取目标3D模型特征；最后根据该目标3D模型特征，从预先建立的元模型库中选取与该目标3D模型特征对应的目标轮廓图和目标3D打印模型以生成检索结果集。用户可以根据自己的需求绘制草图，将草图与3D打印模型进行匹配，以快速准确的获取满足设计需求的3D打印模型，实现了3D打印模型的复用和共享。本专利技术的其他特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本专利技术而了解。本专利技术的目的和其他优点在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能更明显易懂，下文特举较佳实施例，并配合所附附图，作详细说明如下。附图说明为了更清楚地说明本专利技术具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本专利技术的一些实施方式，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术实施例提供的3D打印模型检索过程的一种流程示意图；图2为本专利技术实施例提供的轮廓图不同方式的展示效果对比图；图3为本专利技术实施例提供的基于3D打印的草图与模型库三维视图匹配方法的流程示意图；图4为本专利技术实施例提供的2D草图绘制流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本专利技术的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。目前由于基于内容的检索技术主要抽取的是模型数据，而三维模型数据表现的多样性，增加了研究通用的三维模型检索技术的难度，难以实现3D打印模型的复用和共享。基于此，本专利技术实施例提供的一种基于3D打印的草图与模型库三维视图匹配方法，以快速准确的获取满足设计需求的3D打印模型，实现了3D打印模型的复用和共享。具体地，本专利技术实施例提供的技术方案，通过构建一套面向3D打印的草图与3D模型库的三维视图检索系统，能够帮助用户将海量的3D打印模型与自己绘制的草图进行快速、精确的匹配，从而更好的发挥3D打印在个性化制造方面的优势。如图1所示，本技术方案包括离线处理部分和在线检索部分。其中离线处理是为3D打印模型文件建立元模型库和特征库，以便后续的进行在线特征匹配过程。在线检索是将用户的草图与3D打印模型本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于3D打印的草图与模型库三维视图匹配方法，其特征在于，包括：获取待检索的2D草图，对所述2D草图进行特征提取以获得草图特征；将所述草图特征与预先建立的特征库中的3D模型特征进行匹配，从所述特征库中选取目标3D模型特征；根据所述目标3D模型特征，从预先建立的元模型库中选取与所述目标3D模型特征对应的目标轮廓图和目标3D打印模型以生成检索结果集。

【技术特征摘要】
1.一种基于3D打印的草图与模型库三维视图匹配方法，其特征在于，包括：获取待检索的2D草图，对所述2D草图进行特征提取以获得草图特征；将所述草图特征与预先建立的特征库中的3D模型特征进行匹配，从所述特征库中选取目标3D模型特征；根据所述目标3D模型特征，从预先建立的元模型库中选取与所述目标3D模型特征对应的目标轮廓图和目标3D打印模型以生成检索结果集。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述元模型库的建立过程包括：获取3D打印模型文件，对所述3D打印模型文件进行预处理以得到规范化3D打印模型；获取所述规范化3D打印模型在多个视角方向的轮廓图；根据所述轮廓图及所述3D打印模型建立所述元模型库。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述元模型库的建立过程还包括：采用普林斯顿形状基准PSB，对所述元模型库进行格式调整。4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取所述规范化3D打印模型在多个视角方向的轮廓图包括：计算所述规范化3D打印模型的外接球的球心位置和半径以确定所述外接球；在所述外接球表面选取多个视点，将所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张霖，赵帧，罗啸，
申请(专利权)人：北京航空航天大学，
类型：发明
国别省市：北京,11