[發明專利]基于CAD模型的特征識別算法

有效

• 申請號: 201110340827.3
• 申請日: 2011-11-02
• 公開（公告）號: CN103093011A
• 公開（公告）日: 2013-05-08
• 發明（設計）人: 郝泳濤;樓狄明;王力生
• 申請（專利權）人: 同濟大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 上海光華專利事務所 31219
• 代理人: 余明偉

技術領域

本發明涉及一種特征識別算法，具體地說，是涉及一種基于CAD模型的特征識別算法。

背景技術

CAD模型的應用是建立在其準確無誤地處理基礎上的，但是，在實際建模過程中，卻存在很多難以解決或者解決效果難以盡如人意的問題：

(1)在模型中，兩個相鄰的表面(S[i]，S[j]，i＝1，2，3......n，j＝1，2，3......n，且i≠j)可能在軟件間模型轉換后不能彼此縫合，例如錯誤！未找到引用源。所示。S[i]和S[j]的是交互的，但每個都有獨立的邊和頂點，這將導致后續處理的模糊性；

(2)輸入模型的面并非用于加工的生成的面，它還存在許多毛坯面，必須對其進行處理，才能對模型的特征進行識別；

(3)處理后的模型，其特征面之間存在凹凸不定的連接關系，要識別模型的特征，必須準確判斷特征面的連接關系。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于CAD模型的特征識別算法，解決現有技術中存在的上述問題，達到準確識別特征的目的。

為了實現上述目的，本發明采用的技術方案如下：

基于CAD模型的特征識別算法，包括以下步驟；

(1)對模型進行預處理；

(2)通過定義基面來判斷模型中相交面的公共邊的凹凸性；

(3)通過圖匹配方法識別特征。

進一步地，所述步驟(1)包括：對模型獨立的表面B-rep信息進行同質化共用邊；從模型的面集中去除毛坯面。其中，所述對模型獨立的表面B-rep信息進行同質化共用邊是指從模型獨立的邊界表示法中計算出CSG。

再進一步地，所述步驟(2)具體包括：a.定義一個可以被所有其他在其法向量方向的面完全接觸到的面作為基面；b.根據模型中基面的數量，將具有基面不同數量這一特征分為SBF、NBF和MBF；c.找出模型中的SBF并消除。

其中，所述找出模型中的SBF并消除的步驟如下：首先，生成模型的曲面集，并通過連接性在曲面集中生成面片組合；其次，對每個面片組合驗證CSG規則；接著，基面檢測；然后，通過側面在基面上形成的鏈或環的形狀，識別具體的特征類型；最后，從曲面集消除SBF。

上述步驟中，對每個面片組合驗證CSG規則的方法為：設邊、點、面分別為E、V、F，判斷F+V-1＝E是否成立；若成立，則進行基面檢測，反之，則通過圖匹配方法識別特征?；鏅z測包括下列步驟：首先，定義SE[i]_M，i∈{1，2......n}為曲面M的第i條邊的屬性；然后，通過公式來表示擁有i條邊的面A和擁有j條面B的交互關系；最后，通過公式來判斷面A是否為基面，其中，k為可獲得的實體-邊關系的數目；如果檢測到基面，則根據其基面法向量來排序；反之，則通過圖匹配方法識別特征。

更進一步地，所述步驟(3)具體包括先將NBF和MBF轉換為EAAG圖，再通過圖匹配方法識別特征。

與現有技術相比，本發明的有益效果在于：通過對模型的同質化共用邊、去毛坯面、邊的凹凸性判斷等處理方法，有效地提供了CAD模型中特征的識別效率和準確率，為模型的應用奠定了堅實的基礎，保證了CAD建模的實際應用價值。

附圖說明

圖1為模型轉換后不能彼此縫合的兩個面的示意圖。

圖2為模型中成一定角度的兩個面的示意圖。

圖3為擁有一個基面的模型示意圖。

圖4為無基面的模型示意圖。

圖5為擁有多個基面的模型示意圖。

圖6為兩條邊合并的模型示意圖。

圖7為基面被分成兩個凸多邊形的模型示意圖。

圖8為模型中面與邊的擴展屬性示意圖。

圖9為處理MFAG時交互實體為線的模型示意圖。

圖10為處理MFAG時交互實體為面的模型示意圖。

圖11為擁有同向基面法向量的MBF。

圖12為MBF識別流程圖。

圖13為本發明的整體流程示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖與實施例對本發明作進一步說明，本發明的實施方式包括但不限于下列實施例。

實施例

如圖13所示，本發明所述的特征識別算法，首先是對模型的B-rep信息進行預處理，包括同質化共用邊和去毛皮面處理。