农业机械学报

作者：刘洪豪，张开兴，卢山，刘贤喜

单位：山东农业大学,山东农业大学,山东农业大学,山东农业大学,

关键词：农业机械;模型特征提取;设计重用;形状分布;快速设计

基金：国家重点研发计划项目（2017YFD0700100）、山东省农业重大应用技术创新项目（SD2019NJ011）和山东省重点研发计划项目（2019GNC106120）

为促进农机装备设计重用，提出一种基于形状分布式模型检索的农机装备快速设计方法。首先，对三维模型进行归一化处理，并依次计算模型表面各三角网格面积，根据网格面积将每个模型的三角网格分为Max、Mid、Min 3类，采用Sobol准随机序列对分类后网格交叉组合取点，以采样点数3为基本采样单位对三维模型进行组合式特征点采样；然后，对提取的距离D2、面积D3、曲率C1、角度A3形状特征进行融合，分别计算4种特征值变异系数，以变异系数所占比例作为各形状特征权重，将加权后的不同特征变量值拼接成具有多特征的形状分布直方图，采用χ2距离度量直方图间的相似性；最后，以VS2010与Matlab 2016b为开发环境，以Open Cascade为几何造型平台，使用自行构建的农机装备关键零部件模型库进行实验。结果表明，在农机三维模型库中，特征查准率由大到小依次为距离D2、曲率C1、角度A3、面积D3特征，本文提出的自适应加权融合特征（AWSD）算法在查全率0~0.5区间内显著优于D2检索算法，在0.5~1.0区间内检索效果与D2特征近似；AWSD算法检索效率符合基本要求，综合检索精度较D2形状分布算法提高了8.5%；拖拉机轮毂与收获机摘穗板检索实例表明，AWSD算法在检索主观满意度方面优于距离D2与曲率C1算法。

来源：2020年第5期

《农业机械学报》期刊编辑部

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