基于二维典型视图的三维CAD模型检索算法.pdf

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基于二维典型视图的三维CAD模型检索算法O引言1投影视图的获取modeI阳tri州alcha憎ctenstjcviews石民，张树生，李亮，白晓亮对于基于内容的三维模型CAD检索技术，它似。该类算法中最著名的为Chen等提出的光场算似性匹配时，光场算法只是笼统地对视图集中的配过程中其实具有不同的重要性。相较于其它视更能影响模型间的相似性匹配。从图l可以很明高)的视图，将三维模型间的比较转化为各自典型视图间的相似性匹配。首先对一个三维CAD模型沿固定视角进行投影，获得相应的二维投影视性的视图作为该模型的典型视图：最后通过比较文中，对三维模型的投影视角来自于平均分布在摘要：为了更好地实现对三维cAD模型的重用，提出了一种基于二维典型视图的三维cAD模型检索算典型视图获得模型间的相似性评价，实现模型的相似性检索。实验结果证明本文算法的检索性在目前的机械设计制造领域，基于三维模型的产品设计与制造已经成为当前的主流模式，被广泛应用在产品开发的各个环节(CAD、CAE、CAPP、CAM等)。统计数据表明，在新产品的研发过程中有超过75％的设计活动都是对已有的设计进行重用或微小修改¨1。基于内容的三维CAD模型检索技术能够帮助企业对已有的产品设计成果进行管理和重用，进而提高设计效率，缩短研发周期，并最终有效地提升企业的核心竞争力。的关键问题之一是如何有效描述CAD模型的形状特征，其对于检索结果的精度和准度有着直接影响僻l。目前，基于视觉相似的三维模型检索算法被认为是检索效果最好的一类算法口’4J，该类算法仿效了人类视觉对物体的认知过程，将三维模型表示为所对应的二维投影视图的集合。这样一来，两个三维模型之间的比较就转化为各自投影集合中所对应的二维投影视图之间的比较。如果所对应的二维投影视图都相似，则认为这两个模型相法D1。然而，在使用投影视图对三维模型进行相每一幅视图都同等看待，却忽视了不同视图在匹图，模型的某些投影视图包含更多的信息，因而显地看出，螺丝刀的主视图相较于它的俯视图含有更多的信息，对于模型来说更具有代表性。因此，区别对待每个视图在模型相似性匹配过程中的重要程度是十分必要的。Li嗍等提出了一种基于二维投影视图最优权重的三维模型检索算法。该算法通过使用拉格朗日乘数子和支持向量机为视图配置权重，以达到区分不同视图重要性的目的。本文提出一种基于二维典型视图的三维CAD模型检索算法，该算法通过从CAD模型二维投影视图集中甄选出其中具有代表性(即信息含量图集；然后采用Apriori算法从中挖掘出具有代表模型各自对应的典型视图来获得三维模型问的相似性评价。和其他基于视觉相似的检索算法一样，在本该模型球形包围盒工的顶点，为了能够获得足够多【82l第34卷第5期2012■15(上)3DCAD2DSHIMin。ZHANGShu-sheng，LILiang，BAl(西北工业大学现代设计与集成制造技术教育部重点实验室，西安710072)。法，通过比较模型对应的二维典型视图来计算模型间的相似程度。首先获取模型沿固定视角的二维投影视图集；然后采用ApriorI算法甄选出其中的典型视图；最后通过比较模型所对应的能令人满意。关键词：基于视觉相似的三维模型检索；AprIori算法中图分类号：THl文献标识码：A文章编号，1009—0134(2012)05(上)一0082—042．5(上)．25收穑日囊：201l—lO一09基金项目：国家自然科学基金(51175434)作者简介：石民(1970一)，男，北京人，博士研究生，研究方向为制造业信息化、模型检索。usingXiaO．¨angDoi：10．3969／j．1ssn．1009—016434．201
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伊r@-．梦泐Drr(耻兰脚州【爿)◆的一种规则，即xjy，其中zc仃肼，con触。(R)：苎丝型兰坐2I2典型视图的甄选D。D。和D。串联组成的投影视图特征描述子。c，阿M为数t数量的投影视图作为典型视图的候选样本，同时又不会造成过大的计算负担，本文选用正八十面体的42个顶点作为投影视角。这样一来，一个三维模型变换，二维zemike矩巴二维l(rawtchouk矩”‘描述D，=tD口，D&。，Dx．J获得二维投影视图集合之后，接下来将甄选典型性。例如，球体的正投影视图可以用来代表Apnon算法关联规则：关联规则指如果项集x在某一事物中出现，则必然会导致项目集Y在同一事务中出现x的事务的数量，A为DATA中包含的所有事务的2．2甄选典型视图Di’的L-2距离，它被归一化在区间【O，l】。若度量图i，统计该集合中所有与其相似的视图(包括其自身)。最后，将统计后的项目作为一条事务存对二维典型视图的挖掘从对事务数据库DATA将被表示为二维投影视图集合，={‘，‘，』42}。对于一幅投影视图i，使用