基于内容的三维模型检索技术应运而生.docVIP

基于内容的三维模型检索技术应运而生。它试图直接从三维模型中提取表征模型 本质属性的特征信息,并由此建立索引,通过相似比较确定查询结果,从而帮助用户 快速地找到需要的模型。与文本检索相比,这种检索技术以其高效、可靠的表征方式, 以其客观、稳定的检索结果受到了越来越多的关注。只是,到目前为止,基于内容的 三维模型检索研究仍然处于初始阶段,其研究对象主要是三维网格模型。然而,在CAD 领域,其主流模型是具有精确边界表示的实体模型,其检索目标是能够支持设计重用 的三维CAD模型,这就决定了现有面向三维网格模型的检索方法难以有效支持三维 CAD模型检索,更难以取得理想的检索效果。因此,探索研究面向三维CAD模型检 索及其重用的检索方法极其必要。 目前基于内容的三维模型检索中所涉及到的形状描述符主要有:l)基于几何特性的;2)基于拓扑结构的;3)基于高层语义的;4)基于表面属性的,包括材质种类、颜色、透明度、反射系数以及纹理贴图等。由于三维模型中最主要的信息都集中于模型的几何形状和拓扑结构之中,且现有三维模型很少包含对应的表面属性,而高层语义的提取较为困难,往往需要人工干预,目前的三维模型形状描述符提取算法主要根据其几何形状和拓扑结构特性实现模型的表征。与几何形状不同,所谓拓扑结构是一种能够体现模型内部各个子部分之间关联关系的特性。比如两个模型其几何形状有所不同,但是拓扑结构却是完全一致的。因此,对于一些带有关节的模型而言,表征模型拓扑结构的特征更为本质。 面向设计重用的三维CAD模型检索是一个十分复杂的课题,虽然如今在各个方面有了重大发展，并取得了较好的成果,但是这些技术还远没有达到令人满意的程度,尚有大量的工作要做。因此今后还需要对三维CAD模型检索进行更加深入的研究。 检索效率无疑是三维CAD模型检索中非常重要的一项指标。随着三维CAD模型检索库规模的增大,现有的三维模型检索方法都会存在检索效率低下的问题。如何改善三维cAD模型检索中的表征及相似评价机制,实现递进式、层次式的表征及相似评价以支持不同速度、精度的检索;如何根据相应的检索机制引入合理的索引结构,过滤明显不符合检索需求的模型以减小匹配代价;如何利用并行计算、分布式计算技术进一步改善检索效率都是值得进一步研究的问题。 在产品设计过程中,装配体及其设计知识的重用非常有意义。然而由于装配体非常复杂且包含了许多零件所不具备的信息,难以通过浏览、文件名检索、文本标注检索以及墓于零件检索的方法有效查找到适合重用的目标装配体。因而,如何针对装配体检索需求,依据装配体内部的装配结构、机构运动以及它所包含的零件等信息来查找适合重用的装配体将变得非常有意义,是我们未来研究的问题之一。 当前CAD模型的检索方法缺乏有效的评价标准及评价库:现有的一些评价标准总是建立在合理的分类结果之下,而CAD模型的合理分类较为困难,这无疑影响了CAD模型检索方法的评价标准;此外,现有的标准库包含的总是一些网格模型,而在CAD领域,其主流模型是具有精确边界表示的实体模型。如何根据产品设计阶段的不同检索需求,设计符合其检索需求的评价标准及评价库以测试面向设计重用三维CAD模型检索方法的优劣是未来的研究工作之一。 空心涡轮叶片被发动机行业誉为“皇冠上的明珠”, 然而精铸叶片成型精度偏低、质量不稳、废品率高、生产周期长一直是制约我国航空发动机发展的“瓶颈”之一, 解决空心涡轮叶片的尺寸精度控制问题对推动航空发动机制造技术进步的意义十分重大。精铸模具作为空心涡轮叶片生产中最重要的工装, 其设计质量与涡轮叶片铸造精度和周期直接相关。 随着产品数字化设计与分析、产品数据管理技术的广泛深入应用, 实现了对复杂精铸模具产品的设计、分析、制造及数据管理等各单项业务的支持;而并行工程理论的提出完善, 要求精铸不断向缩短研制周期和降低成本、趋向于精细设计的方向发展。为了达到智能、精确设计的目的, 亟需对产品设计各专业之间、设计与工程分析之间的数据信息流集成管理, 由此, 提出构建面向精铸模具的一体化的设计系统，对于航空领域的发展乃至整个国家的工业发展都具有十分重要的意义。 模具一体化设计是指以模具智能主模型为核心, 实现涡轮叶片精铸模具的设计数据库、位移场数据库、实例库、设计规范/知识库、标准组件库等复杂数据的统一管理, 彻底改变以往设计流程多数据源的混乱局面; 在此基础上以模具设计智能主模型技术实现叶片模型到各从模型 ( 铸件模型、铸件工艺模型、型腔模型等) 之间的映射和主、从模型间可变复杂度的转换; 通过连续的一系列转换模型的关联, 建立基于典型特征的模型关联矩阵。 在基于产品智能主模型的数据映射和数据管理的基础上, 综合主模型控制理论、型腔反变形优化设计方法、智能设计理论、无损检测评估等相关理论方法,研究模具型腔优化设计、模具