三维CAD模型匹配与检索方法的研究

摘要

近年来，三维建模技术发展迅速，计算机软硬件配置快速提高，三维 CAD模型的应用范围也扩展到许多方面，特别是在工程分析和产品生产制造领域。
　　三维 CAD 模型的匹配和检索逐渐成为了一个新的研究方向。长期以来，基于文本和关键字的检索方法应用最多，但对于三维模型而言，这类方法局限性很大。因此，如何基于三维模型本身来完成匹配和检索，是值得深入研究和探讨的。
　　三维 CAD 模型有许多不同的表达方式，本文对于三角网格表示的 STL格式的三维模型进行了研究，提出了一种基于网格模型顶点面积投影的三维模型检索算法。该算法充分利用了 STL 格式文件中三维模型的相关信息，首先统计所有顶点关联的三角形在顶点法向矢量垂直平面上的投影面积，得到网格顶点的投影面积序列，然后通过归一化处理和傅里叶变换，得到三维模型的特征向量，最后通过计算特征空间中的欧氏距离进行相似性比较，并将该算法在 ESB 标准模型库上进行了验证。
　　对于三维 CAD 模型而言，除了模型全局概念上的相似，还需要考虑模型的局部特征。SIFT 算法是一种针对二维图像的特征匹配算法，在计算机视觉和图像处理领域应用广泛，本文提出了一种基于多视图 SIFT 算法特征描述的三维模型匹配和检索方法。首先对三维 CAD 模型进行多视图投影，然运用 SIFT 算法从二维图像中提取出模型的特征，并把提取出的模型特征标准化，最后采用 KL 散度计算模型特征向量之间的距离，完成模型之间的匹配。
　　针对目前国内对于三维 CAD 模型库建立研究较少的问题，本文最后设计开发了一个三维 CAD模型检索原型系统，讨论了模型库建立过程中的基本问题。

目录

三维CAD模型匹配与检索方法的研究RESEARCH

RESEARCH ON THREE-DIMENSIONAL CAD MODELS MATCHING AND RETRIEVALCandidate：

摘 要

Abstract

目 录

第1章 绪 论

1.1 课题背景及研究的目的意义

1.2 国内外研究现状及分析

1.3 本课题研究的内容

第2章 基于投影面积的三维模型匹配方法

2.1 引言

2.2 算法整体流程

2.3 三维模型形状分布函数的建立

2.4 相似性度量

2.5 算法验证

2.6 本章小结

第3章 加强局部特征表达的多视图SIFT匹配方法

3.1 引言

3.2 SIFT算法简介

3.3 算法整体流程

3.4 基于多视图SIFT算法的特征描述

3.5 相似度计算

3.6 实验验证

3.7 本章小结

第4章 三维CAD模型检索系统

4.1 引言

4.2 系统总体框架

4.3 三维模型库的建立

4.4 三维模型检索

4.5 系统运行环境

4.6 本章小结

结 论

参考文献

攻读硕士学位期间发表的学术论文

哈尔滨工业大学硕士学位论文原创性声明

哈尔滨工业大学硕士学位论文使用授权书

致 谢