B-Rep CAD模型形状特征识别方法研究

"这篇研究论文探讨了边界表示（B-Rep）CAD模型的形状特征识别技术，重点关注在工业产品设计中的应用。通过借鉴人类视觉机制的概念，该研究提出了一种特征识别方法，从B-Rep模型的中性STEP文件中提取表面作为视觉形状特征，并考虑实体和壳体作为拓扑关系。对于不同类型的NURBS、解析和多边形循环表面，研究建立了基于曲率和其他几何指标的表面边界和区域属性，从而将B-Rep CAD模型转化为具有实体层和壳体层次结构的树形结构。" 在计算机辅助设计（CAD）领域，边界表示（B-Rep）模型是表示三维物体形状的常用方式，广泛应用于工业产品的设计和建模。形状特征识别是CAD系统中至关重要的一步，它允许系统理解和分析模型的复杂几何结构，从而支持设计修改、分析和检索等任务。 本文的重点在于形状特征的自动化识别，这是计算机视觉和3D模型检索领域的热点问题。作者提出的方法受到了人类视觉系统的启发，将视觉形状特征主要定义为模型的表面。通过对中性STEP文件的解析，可以获取B-Rep模型的原始数据，这种文件格式确保了不同CAD软件间的数据交换。 针对NURBS（非均匀有理B样条）表面、解析表面和多边形循环表面这三种常见的表面类型，研究者建立了一套基于曲率和几何指数的特征属性。曲率是衡量表面弯曲程度的重要参数，通过分析曲率可以帮助确定边界和区域的特性。其他几何指数可能包括面积、体积、形状因子等，这些都为特征识别提供了依据。 将B-Rep模型组织成一个层次结构的树形结构，有助于简化特征的表示和处理。树的根节点通常代表整个模型，下一层包含实体（solids），再下一层则包含壳体（shells）。这种方法不仅便于理解模型的构造，也有利于高效地执行查询和操作。 这篇研究通过深入挖掘B-Rep模型的内在结构，提出了一个有效的形状特征识别框架，有望提升CAD系统在处理复杂几何形状时的性能和智能化程度。这样的研究成果对于提升3D模型的检索效率、自动化设计和分析等领域有着重要的理论与实践意义。