[发明专利]基于空间连接骨架的装配体定量描述方法

摘要

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。

主权项

1.一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)；步骤2：提取装配体中具有连接关系的零件之间的连接面，计算连接面的形心jp，对于第j个连接面，记录其形心点jp_j在装配体坐标系下的坐标为(x_j,y_j,z_j)，统计所有的连接面个数m；步骤3：建立连接关系表sc记录零件与连接面的连接关系；其中表中sc(k)＝[i,j]代表空间中第i个零件形心点sp_i与第j个连接面形心点jp_j组成了第k个连接关系；步骤4：以零件形心点为骨架节点、连接面形心点为连接节点、连接关系为连接骨架建立空间连接骨架；采用Floyd最短路径算法，计算n个骨架节点在装配体骨架中的最短距离，得到骨架最短路径矩阵sd，矩阵sd中元素代表所在行列骨架节点之间的最短骨架路径距离；步骤5：对于装配体任意两个零件PM_a，PM_b，采用以下步骤得到装配体中PM_a，PM_b两个零件间基于空间连接骨架的描述向量：步骤5‑1：对装配体任意两个零件PM_a，PM_b，其零件形心坐标为(x_a,y_a,z_a)与(x_b,y_b,z_b)；随机选取零件各自表面点p,q，其点坐标为(x_p,y_p,z_p)与(x_q,y_q,z_q)；分别计算两个表面点到各自骨架节点的欧式距离d₁与d₂：步骤5‑2：计算两个随机点到各自零件骨架节点上的欧式距离以及两个零件之间的骨架路径距离之和D：D＝d₁+d₂+sd(a,b)步骤5‑3：通过重复步骤5‑1至步骤5‑2，进行N次重复采样，统计每一次采样所计算得到的距离值；根据采样计算结果，生成包含M个组的等组距直方图；其中组距t为：D_max表示采样结果中的最大值，D_min表示采样结果中的最小值；步骤5‑4：通过记录直方图中每组频数得到M维描述向量V_a,b＝(u₁,u₂,…u_M)，为装配体中PM_a，PM_b两个零件间基于空间连接骨架的描述向量；步骤6：重复步骤5直到统计所有零件对之间的描述向量，最终得到n×n的向量矩阵为基于空间连接骨架的装配体描述符。