r>[0052] 將獲取的相鄰兩道工序模型的幾何演變表示為擴展的屬性鄰接圖，圖6中1、2表 示面fb9、心°分別為擴展屬性鄰接圖的節(jié)點1和2 ;30中的3表示面fV為圓柱面，30中的 0表示面fb9的內(nèi)表面組成實體表面；20中的2表示面fV°為平面，0的含義與30中的0相 同；102中的10表示面fb9、心喘鄰，且鄰接邊為凹邊，2表示鄰接邊的類型為圓，再把擴展 屬性鄰接圖表示成擴展的鄰接矩陣
[0化3] (a)對相鄰的兩個工序模型的表面進行=角面片劃分，要求劃分的=角面片分布 基本均勻，面片尺寸基本相同和不同工序模型表面上面片劃分的一致性。根據(jù)微分思想，工 序模型表面由平面=角形面片集合逼近表達(dá)，模型表面的變化用有限個小面片的變化來度 量。該樣，每個工序模型的任一表面就表示成一個質(zhì)點集合Q。
[0054]Q=站，屯，…，q。} (1)
[0化5] 式中屯，屯，…，q。為模型任一表面所有S角面片的重屯、，n為該表面包含的S角面 片的個數(shù)，重屯、Qi的坐標(biāo)由S角面的S個頂點計算得到。
[0056] 化）基于離散域力場模型求解相鄰兩個工序模型各表面的表面特征圖、表面的力 場視角、表面的力場距離。用表面特征圖、表面的力場視角和表面的力場距離共同描述模型 上不同表面所受引力的分布狀態(tài)，模型表面引力的分布狀態(tài)表征模型各表面的形狀。
[0化7]定義離散域力場模型：
[0化引設(shè)在工序模型的重屯、處存在一個質(zhì)點0,且質(zhì)點0的坐標(biāo)在同一S維工藝規(guī)程中 不隨工序模型編號的變化而發(fā)生變化，根據(jù)牛頓第=定律，物體表面質(zhì)點集Q中的元素Qi 均受到該質(zhì)點0的萬有引力作用，根據(jù)萬有引力公式，得：
[0059]
斌
[0060] 式中m。，nv分別為質(zhì)點0和qi的質(zhì)量，r。為質(zhì)點0到qi的距離，G為引力常數(shù)。
[0061] 令nv= 1，即令元素di為單位質(zhì)點，則基于離散域力場模型方程如下：
(3)
[0062] W
[0063] 式中（X。，y。，Z。）為工序模型的重屯、即質(zhì)點0的坐標(biāo)，（X。。y。。Zqi)為元素di的坐 標(biāo)。
[0064] 定義模型表面特征圖：
[00化]基于離散域力場模型求解模型某一表面上所有S角面片重屯、的受力大小，根據(jù)面 片受力的大小將受力大小劃分成若干個區(qū)間，W力的區(qū)間作為橫坐標(biāo)，區(qū)間內(nèi)受力S角面 片重屯、的個數(shù)作為縱坐標(biāo)，生成頻數(shù)分布直方圖。對直方圖的尺度歸一化處理后進行保形 插值得到的曲線稱為模型表面特征圖，用符號T表示。
[0066] 定義模型表面的力場視角：
[0067] 力場視角為向量品與模型表面法向量/5形成的夾角，用^標(biāo)識模型上不同表面在 力場中的方位，用符號0表示。
[0068] 其中向量品為坐標(biāo)系原點0與引力源質(zhì)點0的連線指向0。該里規(guī)定，模型表面 法向量垂直于模型表面且方向指向模型外側(cè)。
[0069] 定義模型表面的力場距離：
[0070] 力場距離為引力源質(zhì)點0到模型表面的距離，用W標(biāo)識在力場中模型表面到引力 源的遠(yuǎn)近，用符號L表示。
[0071] (C)相鄰工序模型表面引力分布狀態(tài)的變化體現(xiàn)模型間的幾何演變，通過對模型 表面力場視角和模型表面力場距離的比較篩選出兩個相鄰工序模型中有效配對的面，接著 對有效配對面的表面特征圖進行相似性度量來判斷兩個工序模型間面的演變類型，兩個面 的表面特征圖的相似性度量采用EMD距離相似性比較算法進行整體的比較，采用化6chet 距離相似性比對算法進行區(qū)域?qū)Ρ取?br>[0072] 兩個工序模型表面的演變類型分為四種；修改面、新增面、不變面和消亡面。修 改面和不變面不參與加工特征的構(gòu)造，消亡面只存在兩個相鄰工序模型的前一個工序模型 中，因此識別兩個相鄰工序模型幾何演變的關(guān)鍵是找到后一個工序模型中的新增面。模型 表面演變類型的判定依據(jù)及結(jié)果參照表4。
[0073] 表4模型表面演變類型的判定依據(jù)及結(jié)果
[0074]
[0075] (d)找到兩道工序模型幾何演變過程中的新增面，判斷新增面鄰接邊的凹凸性，得 到新增面間的拓?fù)潢P(guān)系，結(jié)合新增面的類型得到相鄰兩道工序模型的幾何演變。
[0076] (e)將獲取的相鄰兩道工序模型的幾何演變表示為擴展的屬性鄰接圖，進一步把 擴展屬性鄰接圖表示成擴展的屬性鄰接矩陣，方便計算機讀取、存儲及后續(xù)的工藝知識檢 索。
[0077] 為了能更加完整的表達(dá)模型幾何演變的幾何特征信息，對屬性鄰接圖的節(jié)點和弧 (或邊）的屬性進行一定的擴展，附加了面的類型、邊的類型，得到擴展的屬性鄰接圖。通過 增加鄰接矩陣的列數(shù)和元素ay值的位數(shù)避免鄰接矩陣表達(dá)的二義性，在鄰接矩陣a[n，n] 中添加一列a[i，n+l]，第n+1列對應(yīng)面的類型屬性，取值定義參照表5。
[007引表5面的屬性在擴展鄰接矩陣中的定義
[0079]
[0080] 表6面的鄰接邊的屬性在擴展鄰接矩陣中的定義
[0081]
[0082] 在鄰接矩陣a[n，n]中，將ay的位數(shù)由2位增加到3位，a。前兩位仍然表示面fi 和fj鄰接邊的凹凸性，新增的第3位代面fi和fj鄰接邊的類型，取值定義參照表6。
【主權(quán)項】
1. 一種基于離散域力場的相鄰工序模型幾何演變的獲取方法，其特征在于包括以下步 驟： (a) 對相鄰的兩個工序模型的表面進行三角面片劃分，要求劃分的三角面片分布均勻， 面片尺寸相同和不同工序模型表面上面片劃分的一致性；工序模型表面由平面三角形面片 集合逼近表達(dá)，模型表面的變化用有限個小面片的變化來度量；這樣，每個工序模型的任一 表面就表不成一個質(zhì)點集合Q ; Q = {q" q2,…，qn} ⑴ 式中，qi，q2，…，qn為模型任一表面所有三角面片的重心，η為該表面包含的三角面片的 個數(shù)，重心1的坐標(biāo)由三角面的三個頂點計算得到； (b) 基于離散域力場模型求解相鄰兩個工序模型各表面的表面特征圖、表面的力場視 角和表面的力場距離；用表面特征圖、表面的力場視角和表面的力場距離共同描述模型上 不同表面所受引力的分布狀態(tài)，模型表面引力的分布狀態(tài)表征模型各表面的形狀； 定義離散域力場模型： 設(shè)在工序模型的重心處存在一個質(zhì)點〇,且質(zhì)點〇的坐標(biāo)在同一三維工藝規(guī)程中不隨 工序模型編號的變化而發(fā)生變化，根據(jù)牛頓第三定律，物體表面質(zhì)點集Q中的元素Qi均受 到該質(zhì)點〇的萬有引力作用，根據(jù)萬有引力公式，得：式中，m。和m qi分別為質(zhì)點0和q啲質(zhì)量，r qi為質(zhì)點0到q啲距離，G為引力常數(shù)； 令Hlqi= 1，即令元素(^為單位質(zhì)點，則基于離散域力場模型方程如下：式中，（X。，y。，z。）為工序模型的重心即質(zhì)點0的坐標(biāo)，（Xqi，yqi，Zqi)為元素屮的坐標(biāo)； 定義模型表面特征圖： 基于離散域力場模型求解模型某一表面上所有三角面片重心的受力大小，根據(jù)面片受 力的大小將受力大小劃分成若干個區(qū)間，以力的區(qū)間作為橫坐標(biāo)，區(qū)間內(nèi)受力三角面片重 心的個數(shù)作為縱坐標(biāo)，生成頻數(shù)分布直方圖；對直方圖的尺度歸一化處理后進行保形插值 得到的曲線稱為模型表面特征圖，用符號T表示； 定義模型表面的力場視角： 力場視角為向量與模型表面法向量?形成的夾角，用以標(biāo)識模型上不同表面在力 場中的方位，用符號Θ表不； 其中，向量M為坐標(biāo)系原點〇與引力源質(zhì)點〇的連線指向〇 ;這里規(guī)定，模型表面法向 量垂直于模型表面且方向指向模型外側(cè)； 定義模型表面的力場距離： 力場距離為引力源質(zhì)點〇到模型表面的距離，用以標(biāo)識在力場中模型表面到引力源的 遠(yuǎn)近，用符號L表示； (C)相鄰工序模型表面引力分布狀態(tài)的變化體現(xiàn)模型間的幾何演變，通過對模型表面 力場視角和模型表面力場距離的比較篩選出兩個相鄰工序模型中有效配對的面，接著對有 效配對面的表面特征圖進行相似性度量來判斷兩個工序模型間面的演變類型，兩個面的表 面特征圖的相似性度量采用EMD距離相似性比較算法進行整體的比較，采用FMchet距離 相似性比對算法進行區(qū)域?qū)Ρ龋? 兩個工序模型表面的演變類型分為四種：修改面、新增面、不變面和消亡面；修改面和 不變面不參與加工特征的構(gòu)造，消亡面只存在兩個相鄰工序模型的前一個工序模型中，識 別兩個相鄰工序模型幾何演變的關(guān)鍵是找到后一個工序模型中的新增面； (d) 找到兩道工序模型幾何演變過程中的新增面，判斷新增面鄰接邊的凹凸性，得到新 增面間的拓?fù)潢P(guān)系，結(jié)合新增面的類型得到相鄰兩道工序模型的幾何演變； (e) 將獲取的相鄰兩道工序模型的幾何演變表示為擴展的屬性鄰接圖，進一步把擴展 屬性鄰接圖表示成擴展的屬性鄰接矩陣，方便計算機讀取、存儲及后續(xù)的工藝知識檢索； 為了能更加完整的表達(dá)模型幾何演變的幾何特征信息，對屬性鄰接圖的節(jié)點和弧或邊 的屬性進行擴展，附加了面的類型、邊的類型，得到擴展的屬性鄰接圖；通過增加鄰接矩陣 的列數(shù)和元素％值的位數(shù)避免鄰接矩陣表達(dá)的二義性，在鄰接矩陣a[n，η]中添加一列 a[i, η+1]，第η+1列對應(yīng)面A的類型屬性； 在鄰接矩陣a[n，η]中，將aij的位數(shù)由二位增加到三位，a u前兩位仍然表示面f ,和f」 鄰接邊的凹凸性，新增的第三位代面4和f」鄰接邊的類型。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種基于離散域力場的相鄰工序模型幾何演變的獲取方法，用于解決現(xiàn)有工序模型幾何演變的獲取方法實用性差的技術(shù)問題。技術(shù)方案是通過對三維模型表面進行三角網(wǎng)格劃分，在離散域力場中利用模型表面三角面片所受引力的分布狀態(tài)來表征當(dāng)前的模型表面形狀，適用于任何類型的三維模型。通過對模型表面力場視角、模型表面力場距離的比較篩選出兩個相鄰工序模型中有效配對的面，接著對有效配對面的表面特征圖進行相似性度量來判斷兩個工序模型間面的演變類型，提高了效率。采用EMD距離比較算法對模型表面特征圖進行整體的相似性度量，F(xiàn)réchet距離相似性比對算法對模型表面特征圖進行區(qū)域?qū)Ρ?，提高了分辨能力和精度?br>【IPC分類】G06F17/50, G06T19/00
【公開號】CN104881548
【申請?zhí)枴緾N201510308603
【發(fā)明人】常智勇, 李佳佳, 蔣超鋒, 胡棟, 萬能
【申請人】西北工業(yè)大學(xué)
【公開日】2015年9月2日
【申請日】2015年6月4日