基于形状分布式模型检索的农机装备快速设计方法

作者：刘洪豪; 张开兴^*; 卢山; 刘贤喜

来源：农业机械学报, 2020, 51(05): 395-403.

• 农业机械
• 模型特征提取
• 设计重用
• 形状分布
• 快速设计

为促进农机装备设计重用,提出一种基于形状分布式模型检索的农机装备快速设计方法。首先,对三维模型进行归一化处理,并依次计算模型表面各三角网格面积,根据网格面积将每个模型的三角网格分为Max、Mid、Min3类,采用Sobol准随机序列对分类后网格交叉组合取点,以采样点数3为基本采样单位对三维模型进行组合式特征点采样;然后,对提取的距离D2、面积D3、曲率C1、角度A3形状特征进行融合,分别计算4种特征值变异系数,以变异系数所占比例作为各形状特征权重,将加权后的不同特征变量值拼接成具有多特征的形状分布直方图,采用χ2距离度量直方图间的相似性;最后,以VS2010与Matlab 2016b为开发环境,以Open Cascade为几何造型平台,使用自行构建的农机装备关键零部件模型库进行实验。结果表明,在农机三维模型库中,特征查准率由大到小依次为距离D2、曲率C1、角度A3、面积D3特征,本文提出的自适应加权融合特征(AWSD)算法在查全率0～0. 5区间内显著优于D2检索算法,在0. 5～1. 0区间内检索效果与D2特征近似; AWSD算法检索效率符合基本要求,综合检索精度较D2形状分布算法提高了8. 5%;拖拉机轮毂与收获机摘穗板检索实例表明,AWSD算法在检索主观满意度方面优于距离D2与曲率C1算法。

• 单位
  电子工程学院; 山东农业大学