[发明专利]基于空间连接骨架的装配体定量描述方法

说明书

本发明提出一种基于空间连接骨架的装配体定量描述方法，根据装配体中零件的位置、配合面位置与连接关系建立空间连接骨架，在骨架基础上计算在任意两个零件之间在骨架中的最短路径距离，最后对装配体中任意两个零件分别进行表面点随机采样，计算两个随机点到各自零件上的欧式距离以及两个零件之间的骨架路径距离之和，统计装配体中所有零件间的距离分布向量，以向量矩阵的形式完成对装配体的定量描述。本发明将空间位置信息、连接关系信息、模型形状信息统一至欧式空间中表示，通过统计手段将装配体信息汇总成矩阵形式的信息描述符。该描述符具有平移旋转不变性，在保证精度的条件下只受到模型本身的影响，信息储存形式简单，能够准确表达装配体信息。

技术领域

本发明属于计算机辅助设计领域，具体为一种基于空间连接骨架的装配体定量描述方法。

背景技术

装配体包含了零件模型以及零件间配合关系，集成了产品的工艺、装配、仿真等信息，是企业经验与知识的重要积累形式。装配体检索技术可以根据装配体的特征检索与之相关的装配体，对其中包含的知识进行重用，是减少设计工作、提高产品研发效率的有效手段。检索技术中的一个必需环节是对装配体所包含的各类信息进行定量描述，装配体描述符是否准确有效直接影响检索结果质量的好坏。目前已经出现了一些针对装配体检索的定量描述方法：

在文献“Chen X,Gao S,Guo S,et al.A flexible assembly retrievalapproach for model reuse[J].COMPUTER-AIDED DESIGN,2012,44(6):554-574”中提取零件装配自由度和零件布局等多层次信息作为描述符，该方法先使用配合信息作为过滤条件，再通过零件形状信息进行相似度计算，对装配体进行相似性的评价。然而配合信息与形状信息在描述装配体中均起到重要作用，分层次检索会造成检索结果缺失。

在专利“面向通用设计结构发掘的装配模型定量描述方法(CN103136424A，公开日期：20130605)”中提出了一种用于挖掘通用设计结构的装配体定量描述方法，该方法用广义邻接面关系图(GFAG)的方法表示装配体信息，其中点表示零件，边表示零件的连接关系，权值来表示邻接面属性。这种方法从邻接面以及连接关系角度表达装配体信息，缺乏对零件形状信息的考虑，难以区分邻接面相似但形状不同的装配体。

在专利“面向模型检索的装配体模型定量描述方法(CN105574265A，公开日期：20160511)”中提出了一种基于零件形状匹配的装配体描述方法，该方法在多维空间中描述零件形状分布信息，采用零件集合的形式对装配体进行描述。这种方法没有考虑零件间的连接关系，在描述相同零件组成但不同连接关系的装配体时会得到相近的结果，不符合检索的要求。

发明内容

针对现有技术存在的难以综合表达装配体的外形形状、空间连接关系的不足，本发明提出一种基于空间连接骨架的装配体定量描述方法，将零件形状、空间位置、连接关系信息通过形状距离分布的形式统一表达，用以支持装配体检索，提高检索准确率。

本发明根据装配体中零件的位置、配合面位置与连接关系建立空间连接骨架，在骨架基础上计算在任意两个零件之间在骨架中的最短路径距离，最后对装配体中任意两个零件分别进行表面点随机采样，计算两个随机点到各自零件上的欧式距离以及两个零件之间的骨架路径距离之和，统计装配体中所有零件间的距离分布向量，以向量矩阵的形式完成对装配体的定量描述，支持后续的装配体检索。

所述一种基于空间连接骨架的装配体定量描述方法，其特征在于：包括以下步骤：

步骤1：将装配体AM分解为n个零件模型PM；其中AM表示某一个具体的装配体，n是零件模型的个数；计算每个零件模型形心sp，对于第i个零件，记录其形心点sp_i在装配体坐标系下的坐标为(x_i,y_i,z_i)；