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非标设计公开课 (十二) 三维模型几何拓扑信息的获取与应用

 

写在前面的话    

在产品三维设计环境下,零部件的广泛信息通常可以按几何与非几何信息来划分,非几何信息又以文本信息为主,如材质、分类、名称、编码甚至货期、价格等,在企业中文本信息根据其用途、来源等被分别保存于不同的信息系统当中,通过编码或唯一的名称等进行关联,近年来我们通常以流行语“大数据”来形容他们,其实未经大数据处理的应用数据,最多被称为“数据大”。而零部件的几何信息一般以三维数模方式表达,这样“几何信息”+“非几何信息”共同组成了完整的零部件信息元素。

 

做个形象的比喻,对于一个“社会人”而言,学历、专业、驾驶资格、旅行经历、银行卡余额、身份证号甚至高数成绩等等可以视为“非几何信息”,这些对描述这个人的来说非常重要。而身高、体重、肤色、视力、三围等则被认为是“几何信息”,属于自然属性范畴。

 

在数据库、云计算甚至“大数据”、“数据大”系统的支持下,企业研发数据相关的结构与非结构化的非几何信息得到了比较的管理和管控,数据的检索、重用、存储与展示也得广泛应用。

 

而三维数模的几何特征信息,也就是“几何信息”,这个数据更“大”,同时也是企业“大数据”应用不可或缺的重要组成部分,针对三维数模的存储、展示、检索和重用也越来越受到关注,而其应用的难度也相对较大。

 

众所周知,模型的几何部分由三维特征组成,而几何特征反应了模型数据的尺寸、形状,甚至涉及加工方式、重用、分类等等。因此如何以非几何方式(文本)表达三维数模的几何特征,成为获取和应用模型拓扑信息的关键。

 

而其难点也不言而喻,每个人都有一张与旁人不完全一样的面庞,而想要量化描述鼻子眼睛嘴的准确形状和尺寸又非常困难,“谁和谁像与不像”的话题才会成为茶余饭后的消遣,及至“人脸识别”技术的应用。三维模型的“面部识别”的基础同样来自于对三维数模的扫描,以及对其几何拓扑信息的获取与应用。

 
三维模型几何拓扑信息的获取    

针对海量三维研发数模的批量扫描,获得以文本方式量化枚举的几何特征清单,是获取研发三维数据几何特征信息的可行方式。而这个特征的扫描结果与建模方式无关,仅提取几何的结果特征,同时可将尺寸、形状相同的特征能够进行归集,从而形成族谱,以便于对三维模型几何特征的量化描述。先让我们用个简单的例子来表达。

 

 

 

上图中左侧为研发三维数模中一个简单的法兰,右侧为自动批量扫描得出的拓扑信息清单,在表格中分别给出了模型的全部几何特征量化信息:

  • 法兰外圆:D=220mm,深度L=18mm
  • 法兰内圆:D=128,深度L=16
  • 8个D=18,深度为L=18的孔
  • 每45°均部的孔,中心线直径180mm
  • 最大厚度18mm
  • ……
 

相同的属性特征根据尺寸和形状被自动归集并统计数量,导出为电子表格后的几何特征清单配合轻量化的三维模型或预览图将模型数据的全部几何特征进行了清晰完整的描述,此也成为后续数据检索和重用的数据基础和来源。

 
基于模型几何特征的拓扑搜索
公开课(三)拓扑搜索:"长度68mm,两个φ10mm通孔的连接板",说出来,我们帮你找到她!

 

这些采集到的几何特征无需“手工填写”,

而是来自对三维数模的批量自动扫描和智能量化引擎

60%的使用者投票将其选为“最爱的搜索方式”

 

使用中或多或少描述一下所需模型的几何片段

瞬间完成搜索与匹配

 

 


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