[发明专利]产品逆向工程数据动态索引多目标自适应构建方法

权利要求书

1.一种产品逆向工程数据动态索引多目标自适应构建方法，其特征在于包含以下步骤：一、读取产品逆向工程数据，建立各散乱点云、多边形网格及分片连续曲面的轴向包围盒，依据轴向包围盒的中心及外接球半径建立各空间对象对应的数据结点，并存入数据结点序列，其中结点包括索引结点和数据结点，索引结点包含根索引结点、内部索引结点和叶索引结点，索引结构的最上层结点为根索引结点、最下层结点为叶索引结点、其余结点为内部索引结点，定义                                                为结点的最大子结点数、为结点最小子结点数，其中为大于2的整数，为小于或等于/2的整数，除根索引结点外，每个索引结点的子结点数均小于等于且大于等于；索引结构中每个结点的轴向包围盒恰好包围该结点的所有子结点；二、将数据结点插入到索引结构中，步骤具体是：1）为结点选择插入位置，具体步骤为：(1)令当前结点为current_node，如果索引结构为空则返回空，否则令current_node为索引结构根索引结点；(2)令结点将要插入的层数为level，若结点为数据结点则level为索引结构的叶子层，其他类型结点的插入是由强制重新插入引起的， level为其重新插入前所在层数；(3) 计算current_node的每个子结点与待插入结点的轴向包围盒外接球重叠度，选择重叠度最小的作为current_node，其中计算两个结点的轴向包围盒外接球重叠度的方法为：令任意两结点、的轴向包围盒外接球半径分别为、，轴向包围盒中心间的距离为，采用公式计算两结点轴向包围盒的外接球重叠度；(4)重复步骤(2)直到索引结构的level层为止；2）将结点插入到步骤1）中得到的插入位置；3）令结点插入到结点node下，判断结点node的子结点数是否大于结点的最大子结点数，如果大于则对结点node进行溢出处理，若结点node为非根索引结点且在插入一个空间对象过程中该结点所在层第一次进行溢出处理，则计算溢出结点node的个子结点的轴向包围盒的中心到结点node的轴向包围盒的中心的距离, 以距离值为关键字，对结点node的子结点进行降序排序，选出前个子结点将它们重新插入索引结构的该层中，否则将结点node的子结点划分为k簇，将分簇作为结点node的子结点，为分簇集合分别新建结点，计算新结点的轴向包围盒，并将新节点作为结点node的父结点的子结点插入到索引结构中，实现结点的分裂；4）调整各结点的轴向包围盒，具体过程为：(1) 设新插入到索引结构中的结点的父结点为src_node；(2) 调整父结点src_node的轴向包围盒，使其恰好包含父结点src_node的所有子结点；(3) 若父结点src_node为根索引结点，程序返回，否则继续执行；(4) 令父结点src_node为步骤(1)中父结点src_node的父结点，返回步骤(2)；三、将体积过大的轴向包围盒重新插入到索引结构中，实现索引结构的优化；四、基于产品逆向工程数据动态索引结构，实现散乱点云、多边形网格以及分片连续曲面的拓扑近邻查询，其中查询任一空间对象T的邻接对象的具体步骤如下：1）令空间对象T的轴向包围盒外接球为S；2)令表示在以结点n为根索引结点的索引结构中查询空间对象T的邻近对象集合，若结点n为数据结点且与外接球S相交，则返回其包含的空间对象集合，若结点n为内部结点，则，其中表示结点N中与外接球S相交的子结点；3) 将当前结点N初始化为索引结构的根索引结点，则空间对象T的邻近对象集合为。

2.如权利要求1所述的产品逆向工程数据动态索引多目标自适应建立方法，其特征在于：在步骤二的步骤3）中，结点分裂的步骤具体是：1）对结点node的子结点进行二进制编码，0表示非聚类中心，1表示聚类中心，并构造及初始化指定规模的种群P(t)，t=1，计算其目标函数和适应值；2）依据个体的目标函数选出非支配解集E(t)；3）对种群P(t)进行选择、交叉、变异操作，得到下一代种群P(t+1)，令t=t+1；4）计算种群P(t)的目标函数值与适应值；5）计算种群P(t)的非支配解集，然后更新非支配解集E(t)；6）若达到截止的进化代数则跳转到步骤7），否则跳转到步骤3）；7）对非支配解集E(t)进行解码，然后从中选取轴向包围盒重叠度与轴向包围盒体积之和最小的分裂方案作为结点node的最优分裂方案；8）令结点node的最优分裂方案为，将分簇作为结点node的子结点，为分簇集合分别新建结点，计算新结点的轴向包围盒，并将新节点作为结点node的父结点的子结点插入到索引结构中。

3.如权利要求1所述的产品逆向工程数据动态索引多目标自适应建立方法，其特征在于：在步骤三中对索引结构进行优化，步骤具体是：1)遍历索引结构，计算叶索引结点层轴向包围盒的平均体积；2)遍历索引结构各叶索引结点，若该叶索引结点轴向包围盒的体积大于(为用户设定的阈值，通常取3~5)，则将其包含的数据结点添加到临时序列L中，并将其包含的数据结点从索引结构中删除；3)将序列L中的数据结点重新插入到索引结构中，实现索引结构的全局优化。