基于三维小波变换的农机CAD模型特征提取与评价方法

为提高三维CAD模型特征提取准确度，满足农业机械制造领域CAD模型智能化检索需求，提出一种三维CAD模型的特征提取与评价方法。首先对农业机械模型库中三维模型进行平移归一化、旋转归一化、尺度归一化处理，规范化后的CAD模型进行三维离散小波变换，CAD模型经过单层三维小波变换后被表示为8个维度的频域系数子空间；然后对低频子空间LxLyLz进行二次小波变换，二层级小波变换后单个CAD模型被分解为15个特征量，采用AHP层次分析法确定不同频域空间特征量权重，以距离度量法定义含有权重系数的相似性度量值，完成不同模型间特征提取及相似性比较，计算并建立三维CAD模型频域特征索引表；最后以VS2010与Matlab 2016b为开发环境，以Open Cascade为几何造型平台，使用ESB通用模型库及农业机械零部件参数化模型库验证算法有效性。在ESB模型库中T型零件检索结果表明，在保持相同查准率条件下，本文小波变换算法排序误差更小。拨禾轮CAD模型检索结果显示，相似性评价度量方法不仅考虑模型的形态相似性，同时兼顾了应用领域语义相似性，算法实用性高。农机装配体检索实例应用结果表明，借助本文检索算法，可从海量模型库中检索出所需模型，根据实际设计要求对检索出的相似模型进行编辑和修改，可快速完成零部件模块化设计。三维小波变换检索算法查准率受小波函数性质影响，coif类小波函数具有较强的检索适用性，层次分析法能有效区分不同分解层权重，二层级小波变换能够达到现阶段机械零件模型检索精度要求。小波变换设计重用检索算法可满足模型检索设计需求，拓宽设计者设计思路，促进智能化设计