[发明专利]一种基于遗传算法的异构CAD模型数据交换的系统及方法

说明书

技术领域

本发明属于异构CAD数据交换领域，特别是涉及关于复杂CAD模型的异构CAD系统的数据交换，具体涉及一种基于遗传算法的异构CAD模型数据交换的系统及方法。

背景技术

随着经济的全球化和信息技术的高速发展，协同产品的开发变得越来越重要。然而，在开发协同产品时，不同的公司为了自身的商业利益选择的CAD系统并不相同。当一个项目需要多个公司合作完成的时候，那么随着而来的就是大量的CAD模型需要进行异构CAD数据交换。

目前，异构CAD数据交换领域中，主要的数据交换方法分为以下两种：基于几何的数据交换的方法和基于特征的数据交换方法。仅仅使用基于几何的数据交换方法是远远不够。因为，几何数据中不包含模型的设计历史、约束和特征等高层语义信息，因此无法支持在交换数据的目标CAD系统中对原设计进行基于约束和特征的编辑、修改和再设计等活动。

近些年，参数化特征建模已经成为标准的建模方法的今天，基于特征的异构CAD数据交换越来越收到研究者的重视，产生了很多类似的技术，都具有一定的使用价值，这里就不一一介绍。但目前的这些技术都具有一定的局限性。采用宏文件的方法进行参数化信息交换，只能对一些简单的CAD模型进行参数化交换。采用过程恢复机制实现特征信息交换，对于复杂的曲线和曲面都不能正确的进行参数化交换。

然而，样条曲线由于其造型灵活性，在目前工业界使用的非常的广泛，比如：飞机的机翼、汽车的外形设计等等。那么对于这类复杂的自由曲线进行异构CAD数据交换就显得非常的重要。

发明内容

为了克服上述现有技术的不足，本发明提供了一种基于遗传算法的异构CAD数据交换系统及方法。可以用于复杂模型的异构CAD数据交换，交换之后的目标模型，不仅与原始模型具有极高的相似度，而且保留了原始模型的参数化特征信息。

本发明所采用的技术方案是：一种基于遗传算法的异构CAD模型数据交换的系统，其特征在于：包括源端CAD系统、XML文件及目标端CAD系统；所述的异构CAD模型数据通过所述的源端CAD系统中提取特征参数、草图参数并保存到所述的XML文件中，将此XML文件发送到所述的目标端CAD系统中，将XML文件中的参数信息进行分类处理，随后在所述的目标端CAD系统中进行草图参数、特征参数的重建，最终实现原异构CAD模型的参数化重建过程。

作为优选，所述的源端CAD系统包括CAD模型模块、3D特征参数信息模块，2D草图参数信息模块及样条离散数据模块,所述的CAD模型模块用于实现提取CAD模型，所述的3D特征参数信息模块用于实现提取3D特征参数，所述的2D草图参数信息模块用于实现提取2D草绘参数，所述的样条离散数据模块用于实现提取样条交换辅助信息。

作为优选，所述的目标端CAD系统包括前置数据处理模块、重建目标样条模块、重建2D草图参数信息模块、重建3D特征参数信息模块及重建CAD模型模块，所述的前置数据处理模块用于实现XML文件中参数的分类与转换、所述的重建目标样条模块用于实现重构样条曲线、所述的重建2D草图参数信息模块用于实现2D草图信的重建、所述的重建3D特征参数信息模块用于实现3D特征的重建、所述的重建CAD模型模块用于实现CAD模型的重建。

作为优选，所述的前置数据处理模块分为两层：2D草图参数层及3D特征参数层。

作为优选，所述的2D草图参数层包括样条数据交换映射单元、直接草图参数映射单元和间接草图参数映射单元，所述的3D特征参数层包括直接特征参数映射单元及间接特征参数映射单元，所述的样条数据交换映射单元用于实现样条参数交换、所述的直接草图参数映射单元用于实现1:1草绘参数交换、所述的间接草图参数映射单元用于实现1:n或n:1草绘参数交换，所述的直接特征参数映射单元用于实现1:1特征参数交换、所述的间接特征参数映射单元用于实现1:n或n:1特征参数交换。

作为优选，所述的样条数据交换映射单元的工作原理为：首先，从源端CAD系统中提取源模型；其次，在源模型中提取出原样条曲线α；接着，对原样条曲线α进行高精度的离散化，得到离散点集Q={q₁,q₂,..,q_N}；然后，将Q作为点云数据，采用遗传算法，自动选择离散点集Q中M个点为插值点集T={t₁,t₂,..,t_M}，在目标端CAD系统中，利用插值点集T重建目标样条曲线β；最后，在目标端CAD系统中重建模型。