基于骨架和灰色关联分析相结合的机械零件三维模型检索

提出了一种将模型骨架和灰色关联分析相结合的机械零件三维模型检索方法。首先简化机械零件三维模型,忽略倒圆、倒角、孔等附加特征,得到无中空结构的连贯模型;然后基于电场法提取简化后的机械零件三维模型的骨架,所提取的骨架表达了零件模型的形状和拓扑结构特征,并将骨架转换成特征曲线;最后运用灰色关联分析方法计算特征曲线的相似关联度,从而得到机械零件三维模型的相似度。实例验证和实验分析表明,该方法能准确地检索出相似的机械零件三维模型。     

零件工程图结构检索方法

提出一种基于结构相似的零件工程图检索方法。将零件工程图中的几何图形标记为功能表面,根据是否共边、共点或点在边上判断功能表面是否拓扑相连,并进一步确定功能表面间的位置关系,生成零件2D结构模型。通过对视图结构模型公共顶点、公共边约束定义的并运算,构造零件3D结构模型。借鉴化学数据库中化合物的线性符号表示法生成零件工程图结构码。以零件工程图子结构布尔模型表达检索要求,通过查询子结构码与分支结构码的匹配,实现零件工程图的子结构检索;以零件工程图表达检索要求,通过视图结构码的整体匹配,实现零件工程图的示例检索,通过零件工程图3D结构码与零件三维模型结构码的匹配,实现零件工程图的模型检索,并讨论零件工程图结构检索的关键算法。     

三维模型局部检索算法研究

提出一种典型结构的建模技术与局部匹配方法.选取零件已有的典型结构,利用基于图的理论用邻接矩阵来表示典型结构的面与面之间的拓扑关系,再用基于面的几何与拓扑关系匹配方法,加速检索出含有所选典型结构的零件.     

复杂网络下机械零件三维轻量级识别方法

为精准获取机械零件尺寸，明确产品质量是否达到安全标准，提出一种复杂网络下机械零件三维轻量级识别方法。将机械零件三维信息转换为复杂网络下加工数据，利用邻接矩阵描述网络节点与边的内在关联，创建机械零件三维模型；把零件数据点拟作局部多项式曲面，推算各点在曲面内的投影残差，计算特征点相关指数，使用折线生长技术提取模型特征线；将三维模型变换成体素矩阵，确立不同三维特征间的差异，通过二维典型视图训练卷积神经网络，在正、反向传播运算后输出三维轻量级识别结果。仿真结果表明，所提方法有效提升了机械零件三维模型识别精度与效率，鲁棒性强，为机械零件的高质量生产提供可靠数据支持。     

基于深度图像的不规则零件检索技术研究

提出了一种基于深度图像的三维零件模型的检索技术，通过比较模型在三个方向上的投影图像来进行零件本身的相似距离计算。该检索算法首先对零件模型进行方位规范化，然后将其投影到三个正交平面上，对投影图像利用不变矩和极半径傅里叶变换分别提取图像特征，其联合特征向量可以很好地进行图像比较，最后加权三个图像之间的相似距离得到三维模型的相似距离。该算法充分利用了机械零件自身的特点，有较好的检索性能。     

基于递归分割的机械零件三维形状结构检索方法

为实现设计重用,须对已有设计实例进行检索,实例检索中最为困难的是形状的相似性比较,为此提出基于递归分割的机械零件三维形状结构检索方法。生成模型凸包围盒获取机械零件的初始位置并对其进行归一化变换,再生成自适应有界分割面对实体进行分割,检测分割过程中实体的几何和拓扑参数变化,递归建立有序满二叉树,结合工程特征构建特征矢量,比较特征矢量的相似性获得非根结点实体的相似度,按广度优先变权遍历有序满二叉树,通过非根结点实体的相似度比较,获得各机械零件三维形状结构的相似度。将基于递归分割的机械零件三维形状结构检索方法在原型系统中对不同粒度的设计基元进行验证和应用,结果表明,该方法具有较高的计算效率和判断精度,能够快速准确地反映机械零件的总体轮廓形状和局部细节结构,对于实现设计重用提高设计效率具有重要意义。     

三维工序模型加工特征环境匹配

针对传统的基于"相似零件结构有相似工艺"准则的知识检索方法所造成的知识重用精度低等缺点,提出了一种基于"相似加工特征环境有相似工艺"的三维机加工艺知识复用方法。首先,利用属性邻接图建立工序模型的数学表达,使用改进的子图同构匹配方法进行加工特征提取。然后使用加工特征邻接图将提取出的加工特征进行重构。通过定义裁剪规则,得到基于特征的加工特征环境结构。将特征的环境结构作为输入条件与工序模型进行相似匹配,匹配参数包括特征类型、依附面类型以及特征间拓扑关系等信息,使加工工艺知识得以复用。实例验证表明,该方法有效地匹配了相似的加工特征环境并通过加工特征环境的检索,实现相似工艺的匹配。     

基于装配结构相似的零件三维模型检索方法

提出一种基于装配结构相似的零件三维模型检索方法.将零件功能表面类型、相对位置、朝向以及面与面之间拓扑关系抽象成定性符号集合,并分别用功能面邻接图和定性几何约束图来定义零件功能表面间的拓扑关系和定性空间关系,建立零件装配结构定性模型.功能面邻接图中的环结构和分支结构分别通过断环和圆括弧描述,这样,零件装配结构就可以用字母和数字的线性序列来表示.借鉴化学数据库中化合物的线性符号表示法,对装配结构进行编码,通过装配结构码,建立零件装配结构的检索机制.并以轴承端盖为例验证方法的有效性.     

基于非精确图匹配的三维CAD模型局部检索

本文提出一种基于非精确图匹配的三维CAD模型局部匹配方法。该方法首先将三维模型转化为属性邻接图表示;然后计算目标模型与被检索模型的属性邻接图之间顶点相容程度矩阵与边相容程度矩阵,并由此建立顶点匹配矩阵的目标优化函数;最后运用平均场理论求解匹配优化问题。在匹配过程中,充分利用属性邻接图的顶点与边属性信息动态裁剪搜索空间,实现快速的匹配。实验结果表明,该方法能够检索到不同相似程度的三维CAD模型,并且检索效率满足实际要求。     

基于三维数字化模型的加工工时计算方法

为了便于实现零件制造过程中加工工时的定额计算与管理,提出了一种以CATIA软件为平台,面向零件加工工艺过程,基于三维数字化模型的零件加工工时计算方法。该方案在CATIA环境下实现,通过提取三维数字化模型结构树中的零件加工工艺信息,识别并提取三维模型下零件的加工特征,获得相对应的加工工艺数据信息,与已经建立的零件工时给定原则进行匹配计算,从而得到基本作业时间,达到了简化工时计算,快速掌握工时的目的,从而建立一套快速获取零件加工工艺信息和工时计算的软件系统。     

智能三坐标测量机的零件位姿识别

提高三坐标测量机对零件检测的智能化,实现零件的位姿识别是非常必要的。提出了一种新的视觉识别零件及位姿的方法,该方法首先比较全面地提取实际零件的三维特征信息,然后根据零件三维特征在虚拟空间中寻找匹配组合,并根据匹配组合计算旋转平移矩阵,最后根据实际和虚拟的零件成像轮廓的相似度进行位姿识别。实验表明新方法能够对零件及位姿进行识别,并且最大误差不超过1mm。     

A neural network approach to the classification of 3D prismatic parts

This paper presents a neural network approach to the classification of 3D prismatic parts based on their global shape information modelling. In this approach, a 3D part is modelled by the contours of its three projected views, which are approximately represented by three rectilinear polygons. The global shape information of each polygon is modelled by its simplified skeleton, which originally is of a tree structure and can be represented by several vectors by a conversion method. These vectors are the input to a polygon classifier which is constructed on the basis of the back-propagation neural network model. The classification results of polygons can be used to group the 3D prismatic parts into families in a hierarchical manner, by setting different levels of similarity criteria. The proposed method for classifying 3D workpieces can be used to enhance the productivity of design and manufacturing processes. By retrieving and reviewing similar parts from the part families, the designers or process planners could be greatly assisted in performing a new task. That is, they can avoid the reinvention of an existing design and can create a new design by modifying existing ones.     

近景摄影测量系统中非编码点匹配算法研究

从同一场景的多幅图像中找出对应的非编码点,是实现近景摄影测量的必要前提。分析了同场景多幅图像中非编码点之间的几何约束,提出了以三视极线和图像拓扑结构为约束的离散图像点匹配算法。先将同时满足三视图三极线和图像拓扑结构约束的点作为确定的匹配点并赋予编码值;再利用已经编码的标记点,以对极几何和图像拓扑结构为约束对剩下的未匹配点进行匹配。将该方法应用于铁牛三维光学测量系统的特征点测量系统进行的实例验证表明,当拍摄像平面和物平面夹角较小时,匹配完全正确;而在一般的拍摄条件下,其正确匹配率约为97%。     

基于全局特征与局部特征的图像分级匹配算法研究及应用

移动机器人基于拓扑地图导航时要求图像特征提取与匹配算法具有高的精度和鲁棒性、良好的实时性,针对此,提出了基于全局特征和局部特征的图像分级匹配算法。首先对输入的待匹配图像应用改进的形状上下文算法提取全局特征与图像库中图像进行遍历粗匹配,得到与当前待匹配图像相似度最高的3幅图像并构建临时图像库;然后利用改进的SIFT算法提取输入图像局部特征与临时图像库中3幅图像的局部特征进行精确匹配,最终得到与待匹配图像相似度最高的图像作为匹配结果输出。所提出的图像分级匹配算法将基于全局特征的改进形状上下文算法和基于局部特征的改进SIFT算法相结合,从而达到优势互补的目的。实验结果表明,该算法在机器人基于拓扑地图导航过程中有效地提高了图像匹配效率,缩短了运行时间。     

智能三坐标测量机中零件位置自动识别系统

提出了一种基于机器视觉和CAD三维模型的零件自动定位方案，利用虚拟图像匹配的方法确定零件在工作台上的位置和方向。在CAD三维模型中，针对零件的可能放置方式通过透视成像的方法形成多幅虚拟图像。CCD产生的实际图像与各幅虚拟图像进行匹配。确定零件坐标系与机器坐标系的关系，达到定位目的。最后在三坐标测量机平台上实现了该方法，并给出了定位定向实验误差分析。     

立体车库钢结构参数化设计分析与绘图方法

以垂直升降式立体车库钢结构骨架为研究对象,针对拓扑组成复杂而设计参数变化的立体车库钢结构,提出基于参数化方式建立三维有限元模型,采用Visual C++6.0语言编制主控程序,利用SAP50软件进行静态、动态分析,对钢结构强度、刚度和稳定性进行校核,通过分析结果的数据接口文件传递,驱动AutoCAD实现参数化绘制工程图.     

基于特征匹配检索与区间数优势度多属性排序方法的工艺规划研究

为满足现代制造企业产品品种多样性、制造过程离散性、生产环境复杂性要求,提出将工艺规划分为两个阶段,第一阶段采用特征匹配的实例检索制定出加工零件所需的各种数据及多条加工路线;第二阶段采用基于区间数优势度多属性排序方法选择最优的加工路线,实现设备能力导航及加工时间与成本最低。最后,用实例验证了该方法的可行性。