[发明专利]将二维工程图上的尺寸转移到三维CAD模型上的方法

摘要

本发明公开了一种将二维工程图上的尺寸转移到三维CAD模型上的方法，用于解决现有的三维CAD模型尺寸标注方法效率低的技术问题。技术方案是首先对三维CAD模型进行投影，获取其投影视图；然后，分别提取投影视图与二维工程图的图元信息，将投影视图与二维工程图表示为以图元作为顶点的空间关系图结构。最后对这两个空间关系图进行图元的精确匹配。实验结果表明，该方法能够实现图元的精确匹配，能够正确实现二维工程图向三维CAD模型上的尺寸公差映射。使用本发明方法完成二维工程图尺寸信息到三维CAD模型的映射，为将现有技术分离存在的三维CAD模型和二维工程图转化为单一的具有三维尺寸标注的模型提供了一种高效、智能的方法。

主权项

1.一种将二维工程图上的尺寸转移到三维CAD模型上的方法，其特征在于包括以下步骤：(a)对二维工程图进行图元和尺寸标注的识别以及尺寸标注与图元的关联，读取二维工程图识别尺寸单元，判断尺寸单元属于线性标注、直径标注、半径标注、角度标注、粗糙度标注还是行位公差标注，根据尺寸单元的类型处理该尺寸单元关联的图元信息，存储到关联结果里面；根据二维工程图的标准格式DXF，对于线性标注，若标注的引出点所在直线与标注方向垂直，则该直线为标注的一个基准；若标注的引出点所在直线没有与标注方向垂直的，则该直线为标注的另一个基准；对于直径标注，如果标注的两个引出点在同一个圆上，则该圆为标注的基准；对于半径标注，如果标注的两个引出点一个在圆弧上，一个在这个圆弧的圆心，则该圆弧为标注的基准；对于角度标注，如果标注的两个引出点在两条直线上，则这两条直线为标注的基准；对于粗糙度标注，根据粗糙度的标注线性识别出粗糙度标注，基准是标注引出点所在的图元；对于行位公差标注，根据行位公差标注的存储结构识别行位公差标注，基准是引出点所在的图元；(b)对三维CAD模型进行投影得到各个投影方向的二维投影视图：对三维模型上下前后左右投影得到六视图，将六视图与二维工程图进行外轮廓匹配，根据匹配结果得到投影视图与二维工程图中的一个或多个视图之间的对应关系；在对三维模型投影的时候保留投影视图上的二维图元与三维模型图元之间的关联信息；(c)对投影视图及原始的二维工程图进行图元的精确匹配：步骤A，将二维工程图分解为G＝(V，E，AV，AE)；式中，V是空间关系图的顶点集，即：V＝{V₁，V₂，...V_p}，其中p为顶点的个数；E：V×V是空间关系图的边集，即：E＝{V₁V₁，V₁V₂，...V_pV_p}，其表示图元之间的空间关系；AV是空间关系图的顶点的属性集合，即：AV＝{AV₁，AV₂，...AV_p}，AV_i是第i个顶点的属性集，顶点属性反映图元是直线、圆或者圆弧；AE是空间关系图的边的属性集合，即：AE＝{AE₁，AE₂，...AE_q}，AE_i是第i条边的属性集，边的属性反映图元之间的空间关系；图中顶点属性V＝{A_it，A_il，A_is}，其中，A_t表示图元的类型，A_l表示直线的长度或者圆弧与圆的直径，A_s表示直线的斜率，顶点类型为圆弧或圆则为空；边的属性E＝{L_ij，D_ij，A_ij，O_ij}，其中：L_ij表示顶点之间的距离邻接矩阵，式中：(x_i，y_i)、(x_j，y_j)为第i、j个图元的中点或圆心；D_ij表示顶点之间的相对长度邻接矩阵，d_ij表示第i个图元的长度或半径与第j个图元的长度或半径的比值；A_ij表示顶点之间的夹角邻接矩阵，a_ij表示第i个图元与第j个图元的夹角，图元是圆弧或圆，选择圆心到交点的连线计算夹角；O_ij表示顶点之间的位置关系邻接矩阵，o_ij表示第i个图元与第j个图元的位置关系上方、下边、左边或者右边；由工程图建立空间关系图步骤如下：Step1：对工程图进行预处理，获得其图元集合Node＝{n_i}，1≤i≤n，其中n为图元个数；Step2：遍历所有Node中的所有图元n_i，计算每个图元的属性，同时创建一个以该图元为顶点的图结构G，图元属性作为图结构的顶点属性；Step3：对Node中的每两个图元n_i和n_j，计算这两个图元的距离、相对长度、夹角和位置关系，作为图G的邻接矩阵；步骤B，图元的精确匹配步骤如下：Step1：对二维工程图和三维CAD模型的投影视图分别建立空间关系图G₁和G₂；Step2：遍历G₁和G₂中的顶点v_1i和v_2j，根据顶点属性A_t，A_l，A_s计算其是否相似，如果相似则根据顶点v_1i和v_2j的边属性L，D，A，O及相连的顶点个数计算其相似度，如果相似度大于给定阀值，则将顶点v_1i和v_2j保存到数组P(k)中，计数器加1；Step3：找到数组P(k)中的最大值，作为匹配成功的顶点；Step4：遍历二维工程图中的尺寸公差d_i，判断其关联的图元顶点v_1m和v_1n，根据匹配数组P_k找到在图G₂中关联的图元顶点v_2p和v_2q，根据图元顶点v_2p和v_2q所在的面的类型、基点和法矢信息，找到三维CAD模型上的面p₁和p₂，存储三维标注的标注位置、标注类型和标注数字信息；(d)根据匹配结果得到的三维标注数据找到三维标注的标注位置、标注类型和标注数字信息，将二维工程图上的尺寸标注映射到三维CAD模型上去：判断尺寸标注的类型，在三维CAD模型上找到尺寸标注关联的图元，即点、线或者面，并调整尺寸标注所放置的位置在三维CAD模型上进行尺寸公差的自动标注并显示。