[发明专利]基于特征线及拓扑关系的曲面特征类型识别方法

权利要求书

1. 基于特征线及拓扑关系的曲面特征类型识别方法，其特征在于：根据已有区域划分，首先识别曲面区域的特征线，包括边界线和内部关键特征线；其次，根据曲面区域的曲率特性，将曲面区域分割构成曲率域图；然后，在曲率域图的凹凸区域获取内部特征线；最后，构建特征线和曲率域曲面的拓扑关系，并基于规则的方法识别曲面特征类型，再利用进化算法识别曲面特征；

首先，识别曲面区域的特征线，包括以下步骤：

步骤S01：获取曲面区域的边界特征线，边界特征线具有封闭性的特性，边界线由一条或多条曲线组成；

步骤S02：判别封闭边界线的整体形状，根据边界线的形状及其连接结构，判定边界线的整体形状；

步骤S03：获取曲面内部特征线，根据曲面区域内曲率变化获取内部关键特征线；

其中，步骤S02中的边界线的形状识别，包括以下步骤：

步骤P01：获取特征线上的特征点及其属性；

步骤P02：利用进化算法识别特征线类型和形状；

步骤P03：在封闭的边界线上设置高层语义参数；

其次，根据曲面区域的曲率特性，将曲面区域分割成曲率域图，包括以下步骤：

步骤S04：先设置曲率域取值范围，将曲率值在该范围内的曲率点组成的局部连续曲面作为一个曲率域；

步骤S05：曲面区域生成多个曲率域后，以曲率域为节点、相邻边为弧，构成曲率域图；

然后，在曲率域图的凹凸区域获取内部特征线，包括以下步骤：

步骤S06：先设定曲率变化阈值，内部关键特征线的获取是在曲面区域中曲率变化大于阈值的位置中提取骨架线；

步骤S07：利用曲率域图中相邻的边，提取内部关键特征线；

最后，构建特征线和曲率域曲面的拓扑关系，识别曲面特征类型，包括以下步骤：

步骤S08：根据曲率域的位置关系，构建其拓扑结构，判别曲面特征所属的大类；

步骤S09：根据边界线和内部特征线的位置和拓扑关系，进一步判别曲面特征的类型；

步骤S10：利用进化算法将特征库中的对应模板实例化，并一一匹配曲面特征，达到形状匹配。

2.根据权利要求1所述的基于特征线及拓扑关系的曲面特征类型识别方法，其特征在于：步骤S01所述边界特征线为曲面中最外侧的封闭线。

3.根据权利要求1所述的基于特征线及拓扑关系的曲面特征类型识别方法，其特征在于：步骤S02所述封闭边界线的整体形状为曲面边界外侧边界线组成的形状，它由一条或多条曲线组成。

4.根据权利要求1所述的基于特征线及拓扑关系的曲面特征类型识别方法，其特征在于：步骤S03所述曲面内部特征线为曲面内具有显著特性点连接成的曲线，特征线构成了曲面的整体轮廓。

5.根据权利要求1所述的基于特征线及拓扑关系的曲面特征类型识别方法，其特征在于：步骤S04所述曲率域为曲面内连续的、具有相似曲率值的曲率点构成的局部区域。

6.根据权利要求1所述的基于特征线及拓扑关系的曲面特征类型识别方法，其特征在于：步骤S05所述曲率域图为一个曲面区域完全曲率域化后所生成图结构，相邻关系用边或弧表示，每个子块曲面用节点表示。

7.根据权利要求1所述的基于特征线及拓扑关系的曲面特征类型识别方法，其特征在于：步骤S08所述拓扑结构为局部曲面块间的位置关系，包括相邻、分离和内包。

8.根据权利要求1所述的基于特征线及拓扑关系的曲面特征类型识别方法，其特征在于：步骤S10进化算法识别是通过形状参数的选择、交叉、变异操作实现形状识别，具体步骤为：

步骤q01：设置形状参数作为进化算法中的基因，由参数值对应的函数作为生成的曲面形状，形状匹配情况作为适应度；

步骤q02：初始化特征库中的曲面模板，先给定曲面模板形状参数初始值t=0，生成初始群体P(0)，并得到初始形状；

步骤q03：计算出个体评价，计算群体中对应参数的适应度；

步骤q04：选择运算，将选择算子作用于群体；

步骤q05：交叉运算，将交叉算子作用于群体；

步骤q06：变异运算，将变异算子作用于群体，群体经过选择、交叉、变异运算之后得到下一代群体；

步骤q07：终止条件判断：先设置适应度阈值，当形状的匹配情况即适应度达到阈值时，所对应的形状参数为T，若t=T，则以进化过程中所得到的具有最大适应度个体作为最优解输出，终止计算。