[发明专利]一种基于共轭子图的三维装配模型通用结构构建方法

说明书

本发明涉及三维模型重用技术领域，尤其是一种基于共轭子图的三维装配模型通用结构构建方法。首先，以三维装配模型共性结构为载体，基于装配特征、匹配关系等属性，结合共轭的思想，将三维装配模型装配特征的匹配问题转换为基于共轭子图的装配特征匹配问题；其次，在ullmann算法的基础上，结合共轭子图定义以及相关优化操作，提出基于顶点筛选的共轭子图匹配问题；最后，提出通用结构的构建过程，建立三维装配模型通用结构。本发明可以将具有相似结构的三维装配模型信息进行整合，减少信息重用过程中的匹配次数，提高三维装配模型的设计重用效率。

技术领域

本发明涉及三维模型重用技术领域，尤其是一种基于共轭子图的三维装配模型通用结构构建方法。

背景技术

伴随着信息科学技术，以及产品建模相关知识的发展，CAD模型不管是从内涵还是外延信息描述的能力都有了质的飞跃。在当前环境下，现有模型数不胜数，每天依然会有大量的新模型出现。当企业研发新品时，并不是全盘创新，而是有40％对设计历史的适当改进，40％对设计历史的优化组合，仅仅只有20％是设计创新的结果。随着制造业的快速发展，三维装配模型信息的设计重用技术逐步成为研究热点。从不同角度、不同方面发掘支持重用的模型信息，缩减设计周期，改善设计效率，对大范围的设计和制造具有关键性的作用。传统的模型检索以单个模型为单位进行，对多个模型检索就需要进行多次匹配。构建三维装配模型的通用结构，将多个具有相似结构的三维装配模型进行统一表达，能够减少模型重用过程中的检索次数，进一步提高模型检索效率。

一种通用结构的构建方法是以制动器类产品为例，首先构建属性连接图表达规范，然后基于聚类算法和频繁子图算法获取通用设计单元，从而实现装配模型信息发掘。一种通用结构的构建方法是首先构建基于图的三维装配模型描述符，表示相应模型元素，定义相关属性，实现模型与图之间的双向映射；然后基于距离计算实现零件局部差异的融合；最后使用频繁子图算法提取相应的通用结构。以上方法的局限性是：这两种方法只是针对三维装配模型的共性部分进行提取，当进行设计重用时只能获取部分模型结构，从而影响设计效率。

发明内容

本发明的目的是减少三维装配模型在设计重用中图匹配的次数，在一组具有设计共性的模型结构基础上实现相应的通用表达。即以三维装配模型共性结构为基础，结合未划入共性结构的其他零组件进行组合整理，形成表达全面、功能类型多样的图模型表示，该结构即为该组模型的统一表达，从而提出一种基于共轭子图的三维装配模型通用结构构建方法。

为了达到本发明的目的，本发明提供的技术方案是：

一种基于共轭子图的三维装配模型通用结构构建方法，首先，以三维装配模型的共性结构为基础，基于装配特征、匹配关系等属性，结合共轭的思想，将三维装配模型装配特征的匹配问题转换为基于共轭子图的装配特征匹配问题；其次，在ullmann算法的基础上，结合共轭子图定义以及相关优化操作，提出基于顶点筛选的共轭子图匹配问题；最后，提出通用结构的构建过程，建立三维装配模型通用结构。

上述方法包括以下步骤：

步骤1、定义n个通用集合(n为三维装配模型共性结构中零件个数)，并对其进行初始化，分别用于存储匹配过程中与该零件满足共轭匹配的属性邻接图；

步骤2、输入三维装配模型共性结构以及待匹配零组件分别对应的属性邻接图图集，图集主要分别存放模型中各个零组件对应的属性邻接图；

步骤3、基于顶点筛选的共轭子图匹配算法，遍历三维装配模型共性结构中各零件，将当前待匹配零组件图集中的各个零组件依次与当前零件的属性邻接图进行共轭子图匹配，对于共性结构中的第k个零件：

1)若满足共轭匹配，则将该零组件对应的属性邻接图加入到第k个零件所对应的通用集合中，更新添加后的三维装配模型通用结构状态，选定下一个待匹配零组件继续进行共轭子图判断；

2)若不满足共轭匹配，则直接跳过，选定下一个待匹配零组件继续进行共轭子图判断；