基于语义的装配模型检索

摘要

CAD模型检索是实现设计模型重用的基础，对于缩短产品开发周期，降低产品开发成本具有重要作用。相对于零件模型检索而言，装配模型检索的研究还比较初步，现有的装配模型检索方法检索的效果还远不理想，难以满足装配模型重用的需要。本文以能够有效地支持装配模型重用为目标，对基于语义的装配模型检索方法展开研究。
　　 论文的主要工作包括以下几个方面：
　　 (1)提出了一种包含机构语义的装配模型层次表征方法，支持面向不同需求的检索。首先提出了装配模型的层次表示方法以及装配模型局部区域的表示方法；然后给出了装配模型所包含的机构语义信息自动提取算法以及语义装配图构建算法；最后结合图谱理论以及语义装配图中的不变量信息将语义装配图转换为特征向量信息，从而完成了装配模型层次表征。该方法采用子装配局部区域的表征可以支持查找复杂装配模型中可重用的子功能区域；利用分层表征可以支持由简单查询实例到包含更多细节信息的完整装配模型的全局检索；使用从语义装配图导出的特征向量进行装配模型相似性比较，有效地提高了装配模型检索效率。
　　 (2)提出了一种基于层次表征的装配模型检索方法。为了避免检索时逐条匹配所造成的大量时间浪费，该方法以装配模型层次表征为基础，采用M-Tree索引技术提高装配模型检索效率；为了有效地支持装配模型检索需求，给出装配模型局部检索和层次检索两种方法以及相应的匹配算法，并依据匹配结果返回符合用户检索需求的装配模型。
　　 基于以上研究工作，本文实现了一个基于语义的三维装配模型检索系统ZD-SBAMRS(ZheDa Semantic based Assembly Model Retrieval System)，并给出了相应的实验结果与分析，初步验证了本文研究成果的合理性以及可行性。

目录

文摘

英文文摘

图目录

表目录

第1章 绪论

1.1 研究背景

1.2 基于内容的三维CAD模型检索技术

1.3 基于内容的装配模型检索技术

1.3.1 基于装配模型JNC表征的相关检索方法

1.3.2 基于事例推理的相关检索方法

1.4 高维索引技术

1.5 现有的装配模型检索存在的问题

1.6 本文的研究内容与组织结构

第2章 包含机构语义的装配模型层次表征

2.1 引言

2.2 方法概述

2.3 装配模型子结构和层次式表示

2.3.1 装配树

2.3.2 装配模型子结构

2.3.3 装配模型层次结构

2.4 装配模型包含的机构语义信息提取

2.4.1 装配模型包含的机构语义信息

2.4.2 机构语义信息提取算法

2.5 基于语义装配图的特征向量提取

2.5.1 装配模型语义装配图的构建

2.5.2 语义装配图的特征向量提取

2.6 本章小结

第3章 基于层次表征的装配模型检索方法

3.1 引言

3.2 方法概述

3.3 装配模型检索中的索引机制

3.3.1 M-Tree索引

3.3.2 语义装配图特征向量的索引构建

3.3.3 基于M-Tree索引的过滤

3.4 装配模型局部检索方法

3.5 装配模型层次检索方法

3.6 本章小结

第4章 功能实现

4.1 原型系统介绍

4.2 系统开发平台

4.3 实验结果与讨论

4.3.1 有效性测试

4.3.2 效率测试

第5章 总结与展望

5.1 总结与讨论

5.2 未来的工作

参考文献

读硕士学位期间主要的研究成果

致谢