三維CAD模型的多層次局部匹配和形狀索引方法研究基本信息

三維形狀的局部匹配與索引是實現(xiàn)計算機對形狀信息分析和理解的核心技術(shù)，在設(shè)計知識管理、基于實例的設(shè)計(CBD)等智能設(shè)計的研究領(lǐng)域具有重要的理論意義和應(yīng)用價值。為實現(xiàn)基于三維CAD模型的產(chǎn)品設(shè)計信息智能檢索與獲取，本項目根據(jù)CAD模型的外形特點，提出了綜合特征點、線、區(qū)域和骨架圖的多層次、多分辨率形狀描述算子；提出應(yīng)用參數(shù)估計技術(shù)來求解局部匹配的特征點對應(yīng)，基于金字塔匹配核設(shè)計面向多分辨率形狀描述算子的匹配算法，并提出綜合應(yīng)用兩種方法的遞進匹配策略；在測度空間理論下研究海量三維數(shù)據(jù)的索引建立，采用機器學(xué)習(xí)方法進行距離測度的設(shè)計，基于精簡空間分割方法構(gòu)造測度索引并形成數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，設(shè)計出高效的三維模型檢索算法。本項目研究三維形狀的局部匹配和高效索引建立問題，具有較大的研究和推廣價值，對智能設(shè)計、反求工程、三維物體識別等技術(shù)的理論發(fā)展和解決復(fù)雜工程問題具有重要意義。 2100433B

三維重建是計算機視覺中公認的難題，本項目使用CAD模型來提高三維重建的精度、穩(wěn)健性和速度的思路，圍繞著空間曲線和曲面的三維重建和匹配開展了以下五個方面的研究：1）基于高曲率點和拐點分割的空間曲線三維重建方法研究；2）基于B樣條和NURBS表示的空間自由曲線三維重建方法研究；3）基于單幀圖像的有源曲面仿射重建；4）三維離散數(shù)據(jù)的匹配與重建；5）基于迭代最近點的數(shù)據(jù)擬合方法。曲線和曲面是構(gòu)成物體幾何的基本要素，對它們?nèi)S重建和匹配的研究必然能夠促進對整個物體幾何結(jié)構(gòu)三維重建和識別的研究，在視覺領(lǐng)域里具有非常重要的研究價值和意義，而我們提出的基于CAD模型的方法，為解決這些問題提供了一條有效的途徑。 2100433B

產(chǎn)品復(fù)用是CAD領(lǐng)域的關(guān)鍵問題之一。研究顯示，80％的創(chuàng)新設(shè)計源于對已有產(chǎn)品的復(fù)用。三維CAD模型檢索是解決三維產(chǎn)品復(fù)用問題的有效途徑?，F(xiàn)有研究在三維CAD模型的表示、檢索算法的效率與有效性方面有待進一步改進?？傮w而言，三維CAD模型檢索研究仍處于起步階段。本項目首次提出層次式多級映像圖表示方式（Hierarchical Multilevel Projection Graphs，HMPG），將三維CAD模型表示為拓撲圖、屬性圖、語義關(guān)聯(lián)圖三級映像，各級映像間通過幾何節(jié)點建立索引關(guān)系；并通過拓撲關(guān)系識別、屬性分析、語義關(guān)聯(lián)識別，將廣泛應(yīng)用的B-Reps描述轉(zhuǎn)換為HMPG表示。在此基礎(chǔ)上，提出新型、魯棒的快速層次式動態(tài)檢索算法，以及基于HMPG表示的三維CAD模型分類、聚類、索引算法；并在相關(guān)反饋基礎(chǔ)上，建立基于用戶興趣的三維CAD模型空間，為優(yōu)化三維產(chǎn)品設(shè)計、加快產(chǎn)品創(chuàng)新開發(fā)提供新的思路。 2100433B