[發(fā)明專利]一種基于遺傳算法的異構(gòu)CAD模型數(shù)據(jù)交換的系統(tǒng)及方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201410071752.7
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103793535B
• 公開（公告）日: 2017-01-25
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 何發(fā)智;張德軍;吳亦奇;蔡賢濤
• 申請（專利權(quán)）人: 武漢大學(xué)
• 主分類號: G06F17/30
• 分類號: G06F17/30
• 代理公司: 武漢科皓知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(特殊普通合伙)42222
• 代理人: 張火春

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明屬于異構(gòu)CAD數(shù)據(jù)交換領(lǐng)域，特別是涉及關(guān)于復(fù)雜CAD模型的異構(gòu)CAD系統(tǒng)的數(shù)據(jù)交換，具體涉及一種基于遺傳算法的異構(gòu)CAD模型數(shù)據(jù)交換的系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)

隨著經(jīng)濟的全球化和信息技術(shù)的高速發(fā)展，協(xié)同產(chǎn)品的開發(fā)變得越來越重要。然而，在開發(fā)協(xié)同產(chǎn)品時，不同的公司為了自身的商業(yè)利益選擇的CAD系統(tǒng)并不相同。當一個項目需要多個公司合作完成的時候，那么隨著而來的就是大量的CAD模型需要進行異構(gòu)CAD數(shù)據(jù)交換。

目前，異構(gòu)CAD數(shù)據(jù)交換領(lǐng)域中，主要的數(shù)據(jù)交換方法分為以下兩種：基于幾何的數(shù)據(jù)交換的方法和基于特征的數(shù)據(jù)交換方法。僅僅使用基于幾何的數(shù)據(jù)交換方法是遠遠不夠。因為，幾何數(shù)據(jù)中不包含模型的設(shè)計歷史、約束和特征等高層語義信息，因此無法支持在交換數(shù)據(jù)的目標CAD系統(tǒng)中對原設(shè)計進行基于約束和特征的編輯、修改和再設(shè)計等活動。

近些年，參數(shù)化特征建模已經(jīng)成為標準的建模方法的今天，基于特征的異構(gòu)CAD數(shù)據(jù)交換越來越收到研究者的重視，產(chǎn)生了很多類似的技術(shù)，都具有一定的使用價值，這里就不一一介紹。但目前的這些技術(shù)都具有一定的局限性。采用宏文件的方法進行參數(shù)化信息交換，只能對一些簡單的CAD模型進行參數(shù)化交換。采用過程恢復(fù)機制實現(xiàn)特征信息交換，對于復(fù)雜的曲線和曲面都不能正確的進行參數(shù)化交換。

然而，樣條曲線由于其造型靈活性，在目前工業(yè)界使用的非常的廣泛，比如：飛機的機翼、汽車的外形設(shè)計等等。那么對于這類復(fù)雜的自由曲線進行異構(gòu)CAD數(shù)據(jù)交換就顯得非常的重要。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足，本發(fā)明提供了一種基于遺傳算法的異構(gòu)CAD數(shù)據(jù)交換系統(tǒng)及方法。可以用于復(fù)雜模型的異構(gòu)CAD數(shù)據(jù)交換，交換之后的目標模型，不僅與原始模型具有極高的相似度，而且保留了原始模型的參數(shù)化特征信息。

本發(fā)明所采用的技術(shù)方案是：一種基于遺傳算法的異構(gòu)CAD模型數(shù)據(jù)交換的系統(tǒng)，其特征在于：包括源端CAD系統(tǒng)、XML文件及目標端CAD系統(tǒng)；所述的異構(gòu)CAD模型數(shù)據(jù)通過所述的源端CAD系統(tǒng)中提取特征參數(shù)、草圖參數(shù)并保存到所述的XML文件中，將此XML文件發(fā)送到所述的目標端CAD系統(tǒng)中，將XML文件中的參數(shù)信息進行分類處理，隨后在所述的目標端CAD系統(tǒng)中進行草圖參數(shù)、特征參數(shù)的重建，最終實現(xiàn)原異構(gòu)CAD模型的參數(shù)化重建過程。

作為優(yōu)選，所述的源端CAD系統(tǒng)包括CAD模型模塊、3D特征參數(shù)信息模塊，2D草圖參數(shù)信息模塊及樣條離散數(shù)據(jù)模塊,所述的CAD模型模塊用于實現(xiàn)提取CAD模型，所述的3D特征參數(shù)信息模塊用于實現(xiàn)提取3D特征參數(shù)，所述的2D草圖參數(shù)信息模塊用于實現(xiàn)提取2D草繪參數(shù)，所述的樣條離散數(shù)據(jù)模塊用于實現(xiàn)提取樣條交換輔助信息。

作為優(yōu)選，所述的目標端CAD系統(tǒng)包括前置數(shù)據(jù)處理模塊、重建目標樣條模塊、重建2D草圖參數(shù)信息模塊、重建3D特征參數(shù)信息模塊及重建CAD模型模塊，所述的前置數(shù)據(jù)處理模塊用于實現(xiàn)XML文件中參數(shù)的分類與轉(zhuǎn)換、所述的重建目標樣條模塊用于實現(xiàn)重構(gòu)樣條曲線、所述的重建2D草圖參數(shù)信息模塊用于實現(xiàn)2D草圖信的重建、所述的重建3D特征參數(shù)信息模塊用于實現(xiàn)3D特征的重建、所述的重建CAD模型模塊用于實現(xiàn)CAD模型的重建。

作為優(yōu)選，所述的前置數(shù)據(jù)處理模塊分為兩層：2D草圖參數(shù)層及3D特征參數(shù)層。

作為優(yōu)選，所述的2D草圖參數(shù)層包括樣條數(shù)據(jù)交換映射單元、直接草圖參數(shù)映射單元和間接草圖參數(shù)映射單元，所述的3D特征參數(shù)層包括直接特征參數(shù)映射單元及間接特征參數(shù)映射單元，所述的樣條數(shù)據(jù)交換映射單元用于實現(xiàn)樣條參數(shù)交換、所述的直接草圖參數(shù)映射單元用于實現(xiàn)1:1草繪參數(shù)交換、所述的間接草圖參數(shù)映射單元用于實現(xiàn)1:n或n:1草繪參數(shù)交換，所述的直接特征參數(shù)映射單元用于實現(xiàn)1:1特征參數(shù)交換、所述的間接特征參數(shù)映射單元用于實現(xiàn)1:n或n:1特征參數(shù)交換。

作為優(yōu)選，所述的樣條數(shù)據(jù)交換映射單元的工作原理為：首先，從源端CAD系統(tǒng)中提取源模型；其次，在源模型中提取出原樣條曲線α；接著，對原樣條曲線α進行高精度的離散化，得到離散點集Q={q₁,q₂,..,q_N}；然后，將Q作為點云數(shù)據(jù)，采用遺傳算法，自動選擇離散點集Q中M個點為插值點集T={t₁,t₂,..,t_M}，在目標端CAD系統(tǒng)中，利用插值點集T重建目標樣條曲線β；最后，在目標端CAD系統(tǒng)中重建模型。