基于特征线及拓扑关系的曲面特征类型识别方法

摘要

本发明给出了一种基于特征线及拓扑关系的曲面特征类型识别方法，该方法从特征线、曲率域凹凸区域及其拓扑位置关系判定曲面类型。首先，识别曲面区域特征线，包括边界线和内部关键特征线；其次，分析曲面区域的曲率特性，将其分割成曲率域曲面图；然后，在凹凸曲面区域间获取特征线；最后，构建特征线和曲率域曲面的拓扑结构，并由基于规则的方法和进化算法识别曲面特征类型。该方法的主要特点是从边界线和曲面内的凹凸性判别特征大类、从特征线及拓扑位置关系识别对应的形状特征，避免了完全从几何形状上识别的困难。该发明应用于CAD模型的自由曲面特征识别中，能够满足产品模型的特征转换和外形上的设计需要，并为下游的分析加工等应用提供了有效的信息支持。

主权项

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。