基於檢索最佳化的三維特徵建模方法研究

《基於檢索最佳化的三維特徵建模方法研究》是依託哈爾濱理工大學，由高雪瑤擔任項目負責人的青年科學基金項目。

基本介紹

• 中文名：基於檢索最佳化的三維特徵建模方法研究
• 項目類別：青年科學基金項目
• 項目負責人：高雪瑤
• 依託單位：哈爾濱理工大學

項目摘要

本項目研究歷程無關的三維特徵建模方法。利用特徵名來標識拓撲面，以鄰接面為基礎來命名邊和點。引入虛拓撲元素與子邊的概念來處理拓撲元素消失和不構成幾何邊界的問題。擴展特徵依賴圖，使其具有一定的層次結構。在歷程無關特徵操作中，提出確定特徵修改優先權的相關規則，以實現模型的正確重構。以面的形狀相似性和鄰域結構相似性為基礎，使用Ullmann算法進行模型檢索。從已有模型中檢索可重用部件，並將其用於約束求解，以提高造型效率。借鑑空間剛體運動學的基本定義，以幾何實體的歐拉參數表示為基礎，建立適用於歷程無關建模的約束表達形式。將幾何約束轉化為代數表達式，將代數方程組的求解視為最佳化問題。利用粒子群最佳化算法進行搜尋，引入早熟監視機制來觀察種群的進化情況，計算種群適應度方差來判斷搜尋過程是否陷入局部最優。當陷入局部最優時，使用混沌搜尋策略進行激活，指導粒子群尋找最優解，提高模型的可編輯性和可修改性。

結題摘要

歷程無關建模是計算機輔助設計領域中的一個關鍵問題。歷程無關建模技術將會極大地提高系統操作的靈活性和造型設計效率。本項目提出了一種基於局部歷史的拓撲面編碼方法，利用特徵、操作步驟和操作歷史來對拓撲面進行編碼。將模型的變化歸結為面的變化，對面繼承、面相交和面合併操作中的拓撲面編碼進行正確地處理，以維護模型的一致性。根據圖元-參數圖和特徵依賴圖來獲取最小特徵相關集，以確定模型操作所涉及的最小範圍，降低建模的難度。在建模過程中，設計了確定特徵優先權的相關算法，以生成滿足用戶設計意圖的模型。利用邊數差異來度量源模型面與目標模型面之間的形狀相似度，引入面鄰接對應關係矩陣來衡量兩個模型面之間的結構相似性。利用貪心算法和蟻群算法來計算源模型與目標模型之間的整體相似性。將模型中的幾何約束關係表示為一組代數方程組，利用代數方程組來構造目標函式。將幾何約束求解問題轉化為目標函式的最佳化問題。利用群智慧型算法來獲取模型的最優解。實驗結果表明：所提出的方法使模型檢索和幾何約束求解的效率有所提高。本項目的研究為歷程無關建模工作提供了支持。