【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及机械设计，更具体的说是涉及一种零件三维模型特征描述子的构建方法、系统、介质及终端。
技术介绍
1、3d模型具有数字化、可视化等特点，3d建模技术的广泛应用显著增加了3d模型数量，模型总量已超万亿。随着零件3d cad建模技术的广泛应用，零件设计与制造企业的数据积累呈现爆炸式增长。零件设计中的主要过程信息，如详细设计信息、图纸信息、力学分析数据、装配信息，零件制造过程中信息，如装夹信息、机床信息、刀具信息产生的知识积累形成了以三维cad模型为核心的关联关系。
2、目前，零件制造企业通常采用pdm/plm软件管理零件设计模型，这种传统的管理方式是对零件cad模型编码或者自定义命名，采用编码关键文字检索模型cad名称，这种方法无法全面描述零件的形状是最为明显的缺点，零件的标识以及编码不统一，标识标准不完善；关键词所含信息有限，无法准确全面描述零件信息，严重影响检索的准确性，上述方法难以实现零件3d cad模型外形的精准分析。
3、此外，在实际应用中，制造企业一般根据零件的功能分类，然而，存在大量的非标准零件在功能上作用类似，或者相同，根据功能并不能完全有效存储这些零件模型，根据功能对零件分类并不能完全满足检索的需求。
4、而3d cad模型中蕴含了丰富的知识，根据几何模型相似性可达到设计知识重用、工艺成组、工艺知识重用的目的，挖掘隐藏在大数据中的设计与制造知识将有利于促进提高机械装备的开发效率与质量。
5、因此，如何构建零件3d模型特征描述子，以便于提取模型的外形特征，建立
技术实现思路
1、有鉴于此，本专利技术提供了一种零件三维模型特征描述子的构建方法、系统、介质及终端以解决
技术介绍
中提到的部分技术问题。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用如下技术方案：
3、一种零件三维模型特征描述子的构建方法，包括以下步骤：
4、s1.构建零件三维模型，计算出三维模型的质心，将三维模型的质心做空间变换平移；
5、s2.获取三维模型经过质心平移的顶点集合，根据三维模型顶点分布方差构成旋转矩阵，进行三维模型空间旋转；
6、s3.计算获取空间变换平移和空间旋转后三维模型顶点与质心的距离分布关系，并计算模型的缩放系数，进行三维模型空间缩放；
7、s4.提取零件三维模型的惯性参数，包括转动惯量和惯性积，利用惯性参数坐标旋转公式计算三维模型绕惯性主轴旋转不同角度的惯性参数，作为描述三维模型形状特征的特征向量。
8、优选的，步骤s1中将三维模型的质心做空间变换平移的具体内容为：
9、对于三维模型上的任意一点v＝[vx,vy,vz]t，通过所属的小三角网格面i的3个顶点表示：
10、v＝a·ai+b·bi+(1-a-b)·ci
11、其中，ai,bi,ci为v点所属的三角形网格面i的3个顶点坐标，0≤a,b≤1，a+b≤1；
12、按照物体质心的定义，计算出模型的质心m(mi,mj,mz)为：
13、
14、其中，e为三维模型的表面积，ei为第i个小三角面的面积，n为三角形网格面数量；
15、通过将三维模型坐标系移动至质心m，从而实现三维模型的平移。
16、优选的，步骤s2的具体内容为：通过将模型的原始坐标空间映射到新的坐标空间，新的坐标空间的坐标轴朝向三维模型顶点分布方差较大的方向，实现模型的旋转空间不变性：
17、三维模型的顶点的协方差矩阵c为：
18、
19、其中，f(v)＝(v-m)(v-m)t，ai,bi,ci∈v1，v1为三维模型经过质心平移的顶点集合；
20、求解c的特征值以及特征向量，前三个最大值对应的特征向量单位化后构成旋转矩阵m，三维模型旋转后的顶点集合v2为：
21、v2＝m*v1。
22、优选的，步骤s3的具体内容为：
23、通过统计模型顶点与质心的距离分布关系，计算距离的均值作为模型的缩放系数：
24、
25、其中，是第i三角网格面的顶点坐标；
26、三维模型在缩放后的顶点集合v3为：
27、v3＝s*v2。
28、优选的，步骤s4的具体内容为：
29、三维模型对于确定坐标系xyz轴的转动惯量，为模型内各个点质量与对应坐标的转动半径的平方和的总和；
30、三维模型的惯性积是模型中所有质量元素与质量元素相对于一组正交的两平面的垂直距离乘积的总和；
31、惯性参数坐标旋转公式为三维模型惯性参数在不同坐标系中旋转关系。
32、优选的，转动惯量的计算方法为：
33、
34、对于确定坐标系下，惯性积的计算方法为：
35、
36、三维模型惯性参数在不同坐标系中旋转关系为：
37、
38、
39、其中，jxx、jyy、jzz分别为x、y、z轴方向的惯性矩分量，jxy、jyz、jzx为x、y、z轴方向的惯性积分量，xj、yj、zj分别为第j个点的坐标值，jx′、jy′、jz′分别为三个坐标轴的转动惯量，θ1、θ2、θ3分别为x、y、z轴的旋转角度，mi为质量。
40、一种零件三维模型特征描述子的构建系统，基于所述的一种零件三维模型特征描述子的构建方法，包括零件三维模型获取模块、质心空间变换平移模块、三维模型空间旋转模块、三维模型空间缩放模块、模型惯性参数提取模块和三维模型形状特征描述子计算模块。
41、一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的一种零件三维模型特征描述子的构建方法。
42、一种处理终端，包括存储器和处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，处理器执行计算机程序时实现所述的一种零件三维模型特征描述子的构建方法。
43、经由上述的技术方案可知，与现有技术相比，本专利技术公开提供了一种零件三维模型特征描述子的构建方法、系统、介质及终端，在对零件三维模型的质心做空间变换平移，空间缩放，空间旋转后，提取零件模型的惯性参数，再利用惯性参数坐标旋转公式求出三维模型绕惯性主轴旋转不同角度的惯性参数作为描述三维模型形状特征的特征向量，实现了构建零件三维模型特征描述子，以便于提取模型的外形特征，建立外形特征与形状的关系，对分析零件三维模型外形具有较好的效果，为零件3d模型外形分类、检索奠定基础。
本文档来自技高网...【技术保护点】
1.一种零件三维模型特征描述子的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种零件三维模型特征描述子的构建方法，其特征在于，步骤S1中将三维模型的质心做空间变换平移的具体内容为：
3.根据权利要求2所述的一种零件三维模型特征描述子的构建方法，其特征在于，步骤S2的具体内容为：通过将模型的原始坐标空间映射到新的坐标空间，新的坐标空间的坐标轴朝向三维模型顶点分布方差较大的方向，实现模型的旋转空间不变性：
4.根据权利要求3所述的一种零件三维模型特征描述子的构建方法，其特征在于，步骤S3的具体内容为：
5.根据权利要求1所述的一种零件三维模型特征描述子的构建方法，其特征在于，步骤S4的具体内容为：
6.根据权利要求5所述的一种零件三维模型特征描述子的构建方法，其特征在于，转动惯量的计算方法为：
7.一种零件三维模型特征描述子的构建系统，其特征在于，基于权利要求1-6任意一项所述的一种零件三维模型特征描述子的构建方法，包括零件三维模型获取模块、质心空间变换平移模块、三维模型空间旋转模块、三维模型空
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-6任意一项所述的一种零件三维模型特征描述子的构建方法。
9.一种处理终端，包括存储器和处理器，存储器中存储有可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，处理器执行计算机程序时实现如权利要求1-6任意一项所述的一种零件三维模型特征描述子的构建方法。
...【技术特征摘要】
1.一种零件三维模型特征描述子的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种零件三维模型特征描述子的构建方法，其特征在于，步骤s1中将三维模型的质心做空间变换平移的具体内容为：
3.根据权利要求2所述的一种零件三维模型特征描述子的构建方法，其特征在于，步骤s2的具体内容为：通过将模型的原始坐标空间映射到新的坐标空间，新的坐标空间的坐标轴朝向三维模型顶点分布方差较大的方向，实现模型的旋转空间不变性：
4.根据权利要求3所述的一种零件三维模型特征描述子的构建方法，其特征在于，步骤s3的具体内容为：
5.根据权利要求1所述的一种零件三维模型特征描述子的构建方法，其特征在于，步骤s4的具体内容为：
6.根据权利要求5所述的一种零件三维模...
【专利技术属性】
技术研发人员：宁方伟，蔡茂林，贾锐斌，李进涛，石鹏，李子瑞，曲虹全，刘青华，牛帅，
申请(专利权)人：深圳蚂蚁工场科技有限公司，
类型：发明
国别省市：
还没有人留言评论。发表了对其他浏览者有用的留言会获得科技券。