二维工程图向三维模子尺寸映射总体思绪

　　工程图预处理赏罚首要包罗工程图数据的读取息争析，工程图数据回收AutoCAD(Drawing Exchange Format，DXF)画图互换文件，说明工程图处理赏罚技能，提出成立由标记、图元、图元组合单位、图块和视图等差异信息颗粒互相干联的条理树布局，以实现对输入数据的领略。通过视图支解、视图辨认和坐标系成立确定视图相关的成立，为二维工程图向三维模子尺寸映射提供图形数据基本。三维模子预处理赏罚首要包罗三维模子投影偏向简直定。三维模子可以向恣意偏向投影，而只有某一个偏向与当前工程图视图偏向同等。按照工程图画图特点，优先思量三视图投影偏向和三维模子中平面的法矢投影偏向。在投影的进程中同时存储投影视图中的图元地址三维模子中面的信息(面的基点、法矢、范例)。为二维工程图向三维模子尺寸映射提供三维空间位置信息。在投影进程中，三维模子可以向恣意偏向举办投影，必要应用基于工程图的整体相似性匹配算法[3]，得到与工程图偏向相同等的投影视图。限于篇幅，本文假设已经得到与工程图偏向相同等的投影视图。

　　Dij暗示极点之间的相对长度连接矩阵，dij暗示第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。

　　(4)遍历二维工程图中的尺寸公差di，判定其关联的图元极点v1m和v1n，按照匹配数组P(k)找到在图G2中关联的图元极点v2p和v2q，按照图元极点v2p和v2q地址的面的信息(范例、基点和法矢)找到三维模子上的面p1和p2，存储三维标注数据(标注位置、标注范例、标注数字)。

　　(2)三维模子预处理赏罚。认真三维模子理会，提取投影偏向，得到投影偏向上的二维投影视图，而且由投影视图构建属性图。

　　(2)判定剖视图的范例并按照剖切线(如A-A)找出剖切面在三维模子上的位置。

　　工程图可以解析为多少图元构成，如线段、圆、圆弧等。通过扩显现根基图的属性，工程图对应的空间相关图可暗示为四元组G=(V，E，AV，AE)，个中：V是空间相关图的极点集，即：V={V1，V2，…，Vp}，个中p为极点的个数;E=V×V是空间相关图的边集，即：E={V1V1，V1V2，…，VpVp}，其暗示图元之间的空间相关;AV是空间相关图的极点的属性荟萃，即：AV={AV1，AV2，…，AVp}，AVi是第i个极点的属性集，极点属性反应图元的根基属性，如图元是直线、圆、圆弧等;AE是空间相关图的边的属性荟萃，即：AV={AE1，AE2，…，AEq}，AEi是第i条边的属性集，边的属性反应图元之间的空间相关。

　　·界说2空间相关图(Spatialrelation Graph，SRG)是一种把统计和布局要领团结起来描写模式的布局[4]。它的极点形象地暗示一个伟大图形的图形构成元素，边暗示各个图形元素之间的相关，同时又给它的极点和边赋上响应的属性值，来描写元素布局之外的模式特性。由此，行使空间相关图可以形象地描写伟大图形工具模式的全部信息，包罗布局信息和布局之外的统计模式信息。

　　4剖视图的处理赏罚

　　现有的三维CAD模子的尺寸公差标注首要由人工按照产物的计划和制造意图来标注，按照传统二维工程图的标注风俗对三维模子举办标注。按照上述的操纵流程只能对新的计划产物举办标注，而大量存在的已有产物计划功效是用三维数模描写几许外形信息，用二维工程图纸来界说尺寸、公差和工艺信息的疏散式产物数字化界说要领。在应用MBD技能举办新产物的研制进程中，为了有用地重用企业大量存在的三维CAD模子及其对应的二维工程图，必要将其转换成MBD暗示的情势，但今朝尚没有满意这一需求的有用要领和本领，使企业已有的名贵计划资源和成就难以充实操作，严峻低落了新产物研制的服从。

　　(2)遍历全部Node中的全部图元ni，计较每个图元的属性，同时建设一个以该图元为极点的图布局G，图元属性作为图布局的极点属性。

　　(1)提供了一种将传统的产物数字化界说数据转换为MBD数据的自动化、智能化要领，以支持企业已有计划资源和成就的有用重用。而回收今朝基于人机交互的要领来完成这一转换，则事变量庞大、本钱奋发，同时要求计划职员纯熟把握三维标注法则和要领，一样平常环境下难以实现。

　　本文算法的时刻伟大度是O(mn)，个中m是G1的极点数，n是的G2极点数。为了进步匹配服从，回收法则3后的时刻伟大度是O[(m-k)(n-k)]，个中k是已经匹配好的图元极点数。

　　Oij暗示极点之间的位置相关连接矩阵，液压油缸，oij暗示第i个图元与第j个图元的位置相关，位置相关一样平常分为上方、下边、左边、右边。

　　(2)遍历G1和G2中的极点v1i和v2i，按照极点属性At，Al，As计较其是否相似，假如相似，则按照极点v1i和v2i的边属性L，D，A，O及相连的极点个数计较其相似度，假如相似度大于给定阀值，则将极点v1i和v2i生涯到数组P(k)中，计数器加1。

　　·法则3为了进步匹配的服从，对图中的图元较少的连通分量优先举办匹配，如工程图中大量存在的孔径、柱体等。按照这些图元(一样平常是孤独的圆)的相对位置相关举办匹配。接下来不再遍历这些图元，可以大大镌汰匹配次数，并且匹配好的图元可以作为接下来匹配的参考基准。

　　(1)对三维模子的投影视图与二维工程图举办外外观匹配，找出两者之间的匹配相关。

　　(1)二维工程图预处理赏罚。认真工程图领略，对工程图形举办图形信息辨认与提取、视图支解视图相关成立与属性图构建。

　　实例验证与接头

　　3图的准确匹配

　　(4)尺寸映射。按照上述图的准确匹配功效将尺寸从二维工程图映射到三维模子上。

　　2空间相关图的成立

　　按照工程图模子空间相关图，步调如下：

　　图3所示为一尺寸映射的实例，图3(a)为原始二维工程图，图3(b)为原始三维模子，图3(c)为三维模子与原始二维工程图匹配的投影视图，图3(d)为颠末尺寸映射后的带三维标注的三维模子。按照原始二维工程图3(a)和原始三维模子3(b)获得投影视图3(c)，再对二维工程图3(a)与投影视图3(c)将尺寸公差映射到三维模子3(d)上去。对付公差、粗拙度等还未举办辨认。尝试功效表白，本文要领可以或许实现三维模子和二维工程图的匹配，大大增进了三维模子尺寸标注的服从。

　　·界说1无向图G界说为一个偶对(V，E)，个中V是有穷集，E是V上的二元相关。V集称为G的极点荟萃，它的元素称为极点。E集称为G的边荟萃，它的元素称为边。

　　对三维模子的投影视图与原始二维工程图举办较量，找到三维模子中剖切面的位置，判定二维工程图中的主视图为一半剖视图，工程图中没有剖切线，可按照模子的对称性判定剖切面在x-z平面上模子的中间位置。最后按照剖切面的位置对三维模子举办剖切并按剖切面的法矢偏向(y偏向)对三维模子投影获得二维投影剖视图与原始工程图的主视图举办图元的准确匹配。

　　竣事语

　　二维工程图向三维模子尺寸映射要害技能

　　(1)按照“2”节的算法对二维工程图和三维模子的投影视图别离成立空间相关图G1和G2。

　　(2)在新产物开拓中，应用本要领可有力支持产物的快速计划与制造。首要表此刻支持更准确的三维CAD模子检索和重用。三维CAD模子检索提供了探求已存在相似计划的新本领，但因为已有产物的三维CAD模子和二维工程图是疏散暗示的，今朝的三维CAD模子检索技能尚未与产物标注的精度信息(尺寸与公差等)相干联，而尺寸和精度则是几许相似基本上更为重要的反应计划和制造语义相似性的要害信息。而应用本要领可将工程图上的尺寸及公差信息自动和智能地映射到三维CAD模子上，可支持更为准确和更高语义条理上的三维CAD模子检索和重用。

　　相干界说如下：

　　跟着计较机技能和工程软件的成长，产物界说经验了从工程制图到二维CAD技能，再到三维模子技能的成长过程。越来越多的贸易软件已经支持基于模子的产物界说(Model Based Definition，MBD)。MBD集成的三维模子完备地表达了产物界说信息的要领，具体划定了三维数模中产物尺寸、公差的标注法则和工艺信息的表达要领[1]。今朝支持三维模子的尺寸公差标注的贸易软件有西门子公司的Unigraphics NX三维CAD软件，达索公司的CATIAV5三维CAD软件和美国参数技能公司的Pro/E三维CAD软件[2]。

　　(3)图的准确匹配。以三维模子投影图的属性图与工程图的属性图为输入，别离举办空间相关图构建，并由此举办空间相关图图元极点的准确匹配，获取三维尺寸数据(定形、定位尺寸)。

　　(1)对工程图举办预处理赏罚，得到其图元荟萃Node={ni}，1≤i≤n，个中n为图元个数。

　　本文中，缸筒，首要研究以直线、圆弧、圆暗示的工程图的图暗示及匹配算法。图中极点属性V={Ait，Ail，…，Ais}，个中At暗示图元的范例，Al暗示直线的长度可能圆弧与圆的直径，As暗示直线的斜率(假如极点范例为圆弧或圆则为空);边的属性E={Lij，Dij，Aij，Oij}，个中：Lij暗示极点之间的间隔连接矩阵，Lij=(xi-yi)2-(yi-yj)2，(xi，yi) 、(xj，yj)为第i、j个图元的中点或圆心。

　　起首对三维模子举办6个偏向的投影，获得的6个投影视图与二维工程图较量，假设找到与当前二维工程图匹配的投影视图;然后举办图元的准确匹配;最后，按照匹配功效获得三维尺寸标注数据，最后在三维模子上表现。

　　Aij暗示极点之间的夹角连接矩阵，aij暗示第i个图元与第j个图元的夹角，假如某一个图元是圆弧或圆，则选择圆心到交点的连线来计较夹角。

　　(3)找到数组P(k)中的最大值，作为匹配乐成的极点;

　　·法则2按照工程图的特点，工程图也许存在一再的布局或特性，在匹配的时辰，数组P(k)中的最大值也许不止1个，可以按照一再布局之间的拓扑相关和这些一再特性与已经匹配好的图元的相关(位置相关、相对长度、间隔、夹角)举办较量，去掉不行能匹配的功效，担保图准确匹配的精确性。