[发明专利]基于空间连接骨架描述符的装配体检索方法

说明书

本发明提出一种基于空间连接骨架描述符的装配体检索方法，根据装配体中零件中心的位置、配合面中心位置以及零件与配合面之间的连接关系建立空间连接骨架，以空间连接骨架为基础统计所有两个零件表面上随机采样点通过骨架的空间距离分布，作为装配体检索输入的描述符；然后采用最优子序列匹配算法计算零件间匹配距离，进而通过最优化模型计算不同装配体间的总体匹配距离，将目标装配体与待比较装配体之间的总体匹配距离升序排列作为相似度检索的结果。本发明将零件形状、空间位置、连接关系信息通过形状距离分布的形式统一表达，通过最优子序列双射匹配的方法进行装配体相似度比较，实现对装配体模型形状、连接关系的综合检索。

技术领域

本发明属于计算机辅助设计领域，具体为一种基于空间连接骨架描述符的装配体检索方法。

背景技术

随着数字化设计在企业中的广泛应用，企业中积累了大量的数字化产品模型。其中三维装配体包含了零件模型以及零件间配合关系，集成了产品的工艺、装配、仿真等信息，是企业经验与知识的重要积累形式。装配体检索技术可以根据装配体的特征检索与之相关的装配体，对其中包含的知识进行重用，是减少设计工作、提高产品研发效率的有效手段。模型检索首先要根据模型特征进行定量描述，然后基于定量描述符的特点给出检索方法。目前已经出现了一些用于不同描述符的模型检索方法：

在文献“Chen X,Gao S,Guo S,et al.A flexible assembly retrievalapproach for model reuse[J].COMPUTER-AIDED DESIGN,2012,44(6):554-574”中提取零件装配自由度和零件布局等多层次信息作为描述符，该方法先使用配合信息作为过滤条件，再通过零件形状信息进行相似度计算，对装配体进行相似性的评价。然而配合信息与形状信息在描述装配体中均起到重要作用，分层次检索方法会造成检索结果缺失。

在专利“面向通用设计结构发掘的装配模型定量描述方法(CN103136424A，公开日期：20130605)”中提出了一种用于挖掘通用设计结构的装配体检索方法，该方法用广义邻接面关系图(GFAG)的方法表示装配体信息，其中点表示零件，边表示零件的连接关系，权值来表示邻接面属性。这种方法从邻接面以及连接关系角度表达装配体信息，缺乏对零件形状信息的考虑，难以区分邻接面相似但形状不同的装配体。

在专利“面向模型检索的装配体模型定量描述方法(CN105574265A，公开日期：20160511)”中提出了一种基于零件形状匹配的装配体描述方法，该方法在多维空间中描述零件形状分布信息，采用零件集合的形式对装配体进行描述。这种方法没有考虑零件间的连接关系，在描述相同零件组成但不同连接关系的装配体时会得到相近的结果，不符合检索的要求。

发明内容

针对现有技术存在的难以根据装配体的外形形状、空间连接关系综合信息进行检索的问题，本发明提出一种基于空间连接骨架描述符的装配体检索方法，将零件形状、空间位置、连接关系信息通过形状距离分布的形式统一表达，通过最优子序列双射匹配的方法进行装配体相似度比较，实现对装配体模型形状、连接关系的综合检索。

本发明根据装配体中零件中心的位置、配合面中心位置以及零件与配合面之间的连接关系建立空间连接骨架，以空间连接骨架为基础统计所有两个零件表面上随机采样点通过骨架的空间距离分布，作为装配体检索输入的描述符；然后采用最优子序列匹配算法计算零件间匹配距离，进而通过最优化模型计算不同装配体间的总体匹配距离，将目标装配体与待比较装配体之间的总体匹配距离升序排列作为相似度检索的结果。

所述一种基于空间连接骨架描述符的装配体检索方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将装配体AM分解为n个零件模型PM；其中AM表示某一个具体的装配体，n是零件模型的个数；计算每个零件模型形心sp，对于第i个零件，记录其形心点sp_i在装配体坐标系下的坐标为(x_i,y_i,z_i)；