[发明专利]一种基于点云数据的零件特征快速识别方法

说明书

本发明属于CAD/CAM相关技术领域，并公开了一种基于点云数据的零件特征快速识别方法。该方法包括下列步骤：S1构建待处理零件的三维模型；利用该三维模型构建与该三维模型相对应的属性邻接图，将该属性邻接图简化获得加工面邻接图；S2在加工面邻接图中搜索疑似型腔面；以任意疑似型腔面为起点，逐步搜索与该疑似型腔面相邻的面中的疑似型腔面，并确定最终的型腔底面；在加工面邻接图中将型腔底面与其它面的连接断开，以此获得加工面邻接图的分解图；S3根据特征库，将分解图与所述特征库进行匹配，确定舱段零件中的特征及加工面，进而实现零件特征和加工面的快速识别。通过本发明，实现零件特征和加工面的快速准确的识别。

技术领域

本发明属于CAD/CAM相关技术领域，更具体地，涉及一种基于点云数据的零件特征快速识别方法。

背景技术

目前，CAD、CAPP、CAM系统分别在产品设计、工艺设计和数控编程方面发挥了巨大的作用，但是目前这些系统各自比较独立，不能实现信息在各个系统间的自动转换和共享，需要人工参与的较多，因此在应用过程中自动化程度较低。随着工业中3D传感器技术的发展与广泛使用，围绕着三维点云的应用也越来越多，但是点云处理的效率仍是制约其发展的一个限制，并且将三维扫描用于零件三维模型造型和辅助加工较少。以提高产品造型、工艺设计和数控编程自动化程度和效率为目的将CAD/CAPP/CAM集成成为智能加工软件成了工业界的迫切需求。

尤其是针对于整体舱段零件，将三维点云用于舱段三维模型造型和辅助加工较少，其内壁包含数个型腔类的特征，加工面众多，在进行三维建模和型腔加工面的选取工作比较重复繁琐，影响了建模速度和编程效率以及自动化程度。现有的特征识别方法对于简单相交特征需要对面进行分割、合并等操作，比较复杂，效率和正确率不高，且不能应用于舱段型腔特征的识别。在中国专利公开说明书，申请号：CN 104462656 A提出了一种飞机蒙皮的特征识别方法，并未提出型腔及相交特征的快速分解和识别方法，所以对舱段零件的型腔特征还没有高效的识别方法，以及没有考虑通过点云处理方式获取舱段的模型。

发明内容

针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本发明提供了一种基于点云数据的零件特征快速识别方法，其中主要通过对加工面邻接图进行分解获得分解图，然后根据分解图中的特征子图识别三维模型中的特征，实现特征的快速识别，准确率高，识别效率快。

为实现上述目的，按照本发明，提供了一种基于点云数据的零件特征快速识别方法，该方法包括下列步骤：

S1对于待处理零件，扫描该待处理零件获得对应的点云数据，对该点云数据进行重构获得与所述待处理零件相对应的三维模型；利用该三维模型构建与该三维模型相对应的属性邻接图，将该属性邻接图简化获得加工面邻接图；

S2在所述加工面邻接图中搜索与其相邻的面之间的连接均是凹邻接的面，搜索获得的面为疑似型腔面；以任意疑似型腔面i出发，逐个搜索与该疑似型腔面i相邻的面，判断与疑似型腔面i相邻的面中是否存在其它疑似型腔面，当不存在疑似型腔面时，所述疑似型腔面i即为型腔底面，当存在其它疑似型腔面时，将疑似型腔面i和其它疑似型腔面各自对应的凹邻接数量相比较，凹邻接最多的疑似型腔面为型腔底面；在所述加工面邻接图中将型腔底面与其它面的连接断开，以此获得加工面邻接图的分解图；

S3构建属性邻接矩阵和特征一一对应的特征库，根据分解图中面和面的连接形成的属性邻接矩阵，将该邻接矩阵与所述特征库的属性邻接矩阵进行匹配，以此确定零件中的特征的类型，进而实现零件特征的快速识别。

进一步优选地，在步骤S1中，所述三维模型的构建按照下列步骤进行：

对于扫描获得的点云数据，将该点云数据进行分割获得多个点云块，采用NURBS曲面重构每个点云块，以此获得多个重构曲面，将该多个重构曲面进行拼接以此获得形成所需的三维模型。