处理真实对象上的形状属性的3D信号制造技术

本发明专利技术特别涉及一种用于处理真实对象上的形状属性的3D信号的计算机实现的方法。该方法包括提供具有节点和弧的图。每个节点表示真实对象的所测量的3D离散表示的相应点。每条弧连接表示离散表示的相邻点的两个节点。该方法进一步包括提供值的集合，该集合表示真实对象上的形状属性的分布。每个值关联到图的相应节点，并表示由相应节点表示的相应点处的形状属性。该方法进一步包括通过最小化在图上形成的马尔可夫随机场上定义的能量来修改值的集合。

【技术实现步骤摘要】
处理真实对象上的形状属性的3D信号
本专利技术涉及计算机程序和系统的领域，并且更具体地涉及一种用于处理真实对象上的形状属性的3D信号的方法、系统和程序。
技术介绍
市场上提供了多种系统和程序，以用于对象的设计、工程和制造。CAD是计算机辅助设计的缩写，例如：它涉及用于设计对象的软件解决方案。CAE是计算机辅助工程的缩写，例如，它涉及用于模拟未来产品的物理行为的软件解决方案。CAM是计算机辅助制造的缩写，例如，它涉及用于定义制造过程和操作的软件解决方案。在这样的计算机辅助设计系统中，图形用户界面关于技术的效率起着重要的作用。这些技术可以被嵌入在产品生命周期管理(PLM)系统内。PLM指代一种业务策略，它帮助公司共享产品数据、应用通用过程、以及利用企业知识，以用于从概念到其生命的终点的产品开发(跨扩展企业的概念)。由达索系统提供的PLM解决方案(商标为CATIA、ENOVIA和DELMIA)提供了组织产品工程知识的工程中心、管理制造工程知识的制造中心和使得企业能够集成和连接到工程中心和制造中心二者中的企业中心。系统总共递送了开放对象模型，该模型将产品、过程、资源链接在一起，以实现动态的、基于知识的产品创建和决策支持，从而驱动被优化的产品定义、制造准备、生产和服务。在该上下文和其他上下文内，处理真实对象上的形状属性的3D信号通常非常有用。用于处理真实对象上的形状属性的3D信号的现有的方法遭受缺乏准确性的问题。在该上下文内，需要一种用于处理真实对象上的形状属性的3D信号的改进的方法。专利
技术实现思路
因此，提供了一种用于处理真实对象上的形状属性的3D信号的计算机实现的方法。该方法包括提供具有节点和弧的图。每个节点表示真实对象的所测量的3D离散表示(3Ddiscreterepresentation)的相应点。每条弧连接表示离散表示的相邻点的两个节点。该方法进一步包括提供值的集合，该值的集合表示真实对象上的形状属性的分布。每个值关联到图的相应节点，并且表示由相应节点表示的相应点处的形状属性。该方法进一步包括通过最小化在图上形成的马尔可夫随机场上定义的能量来修改值的集合。针对将第一节点连接到第二节点的每条弧，能量向关联到第一值的第一节点和关联到第二值的第二节点惩罚以下各项的递增函数的高度：第一值和第二值之间的距离、由第一节点表示的第一点与离散表示的中间几何元素之间的距离、以及由第二节点表示的第二点与中间几何元素之间的距离。该方法可以包括以下内容中的一个或多个：-马尔可夫随机场具有表示形状属性的目标分布的目标值，并且针对每个节点，能量进一步惩罚关联到该节点的值和至少一个目标值之间的至少一个距离的另一递增函数的高度；-所述另一递增函数是以下各项的递增函数：o关联到该节点的值与第一目标值之间的距离；以及o关联到该节点的值与第二目标值之间的距离；-至少一个目标值包括在由该节点表示的相应点处在几何上计算的形状属性的至少一个值，和/或在由该节点表示的相应点处由神经网络推断的形状属性的至少一个值；-所述另一递增函数还量化了被包括在至少一个目标值中的值之间的对应关系；-所述另一递增函数是对应关系和所述至少一个距离之间的乘积的函数；-中间几何元素是离散表示的中间轴或离散表示的中间表面；-离散表示为3D点云；-离散表示源自摄影制图法和/或扫描；-形状属性是法线、曲率、或基本体(primitive)的类型；-真实对象包括至少一个锐利特征(sharpfeature)；和/或-该方法进一步包括基于被修改的值的集合来分割离散表示。进一步提供了一种计算机程序，其包括用于执行该方法的指令。进一步提供了一种其上记录有该计算机程序的计算机可读存储介质。进一步提供了一种系统，其包括耦合到存储器的处理器以及图形用户界面，该存储器在其上记录有该计算机程序。附图说明现在将通过非限制性示例并参考附图的方式来描述本专利技术的实施例，其中：-图1至图8示出了该方法；以及-图9示出了系统的示例。具体实施方式提出了一种用于处理真实对象上的形状属性的3D信号的计算机实现的方法。该方法包括提供具有节点和弧的图。每个节点表示真实对象的所测量的3D离散表示的相应点。每条弧连接表示离散表示的相邻点的两个节点。该方法进一步包括提供值的集合，该值的集合表示真实对象上的形状属性的分布。每个值关联到图的相应节点，并表示由相应节点表示的相应点处的形状属性。该方法进一步包括通过最小化在图上形成的马尔可夫随机场上定义的能量来修改值的集合。针对将第一节点连接到第二节点的每条弧，能量向关联到第一值的第一节点和关联到第二值的第二节点惩罚以下各项的递增函数的高度：第一值和第二值之间的距离、由第一节点表示的第一点与离散表示的中间几何元素之间的距离、以及由第二节点表示的第二点与中间几何元素之间的距离。这构成了一种用于处理真实对象上的形状属性的3D信号的改进的方法。该方法将表示真实对象上的形状属性的分布的值的集合作为输入。每个值关联到图的节点，该节点表示真实对象的所测量的3D离散表示的相应点，并且值表示在相应点处的形状属性。因此，存在真实对象的所测量的3D离散表示和值的集合，这些值均表示所测量的3D离散表示的相应位置处的形状属性(例如，的值)。换言之，该值的集合形成形状属性的3D信号，该3D信号与所测量的3D离散表示相对应(例如，根据所测量的3D离散表示进行计算和/或与所测量的3D离散表示同时测量)，每个值表示在所测量的3D离散表示的相应位置处的形状属性的度量。换言之，3D信号是对真实对象上的形状属性的分布的度量。测量真实对象上的形状属性的分布的3D信号可以在许多上下文(例如，计算机视觉、3D实体建模(CAD)和/或3D重构)中被使用(例如，一经根据该方法进行处理之后)。例如，它可以在以下领域中使用：例如虚拟现实和增强现实、或任何种类的沉浸式体验、视频游戏和机械部件、建筑或任何种类的对象3D重构和建模。3D信号可以例如在3D实体建模过程和/或3D重构过程中使用，例如用于基于3D信号来分割离散表示。分割之后可以是离散表示的3D重构过程(例如，当离散表示是3D点云时)和/或通过确定B-rep、CSG构造树和/或表示真实对象的特征树，如根据3D重构和3D实体建模的领域本身已知的。即，该方法通过最小化图上形成的马尔可夫随机场(在下文中有时被称为“MRF”)上定义的能量来修改值的集合。针对将关联到集合的第一值的第一节点连接到关联到集合的第二值的第二节点(即，第一节点的相邻节点)的每条弧，能量惩罚第一值和第二值之间的距离的递增函数的高度。换言之，针对每对相邻点，能量对分别表示这些相邻点处的形状属性的值之间的不同(例如，不一致、差异)进行惩罚。换言之，能量惩罚形状属性的3D信号内的剧烈局部变化(例如，锐利和/或非平滑的局部变化)。换言之，能量惩罚在3D离散表示的相邻点上测量的形状属性的值的非平滑变化。因此本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于处理真实对象上的形状属性的3D信号的计算机实现的方法，所述方法包括：/n-提供：/n·具有节点和弧的图，每个节点表示所述真实对象的所测量的3D离散表示的相应点，每条弧连接表示所述离散表示的相邻点的两个节点；以及/n·值的集合，其表示所述真实对象上的所述形状属性的分布，每个值关联到所述图的相应节点，并表示由所述相应节点表示的相应点处的形状属性；以及/n-通过最小化在所述图上形成的马尔可夫随机场上定义的能量来修改所述值的集合，针对将第一节点连接到第二节点的每条弧，所述能量向关联到第一值的所述第一节点和关联到第二值的所述第二节点惩罚以下各项的递增函数的高度：/n·所述第一值和所述第二值之间的距离，/n·由所述第一节点表示的第一点与所述离散表示的中间几何元素之间的距离，以及/n·由所述第二节点表示的第二点与所述中间几何元素之间的距离。/n

【技术特征摘要】
20191121 EP 19306502.61.一种用于处理真实对象上的形状属性的3D信号的计算机实现的方法，所述方法包括：
-提供：
·具有节点和弧的图，每个节点表示所述真实对象的所测量的3D离散表示的相应点，每条弧连接表示所述离散表示的相邻点的两个节点；以及
·值的集合，其表示所述真实对象上的所述形状属性的分布，每个值关联到所述图的相应节点，并表示由所述相应节点表示的相应点处的形状属性；以及
-通过最小化在所述图上形成的马尔可夫随机场上定义的能量来修改所述值的集合，针对将第一节点连接到第二节点的每条弧，所述能量向关联到第一值的所述第一节点和关联到第二值的所述第二节点惩罚以下各项的递增函数的高度：
·所述第一值和所述第二值之间的距离，
·由所述第一节点表示的第一点与所述离散表示的中间几何元素之间的距离，以及
·由所述第二节点表示的第二点与所述中间几何元素之间的距离。


2.根据权利要求1所述的方法，其中，所述马尔可夫随机场具有表示所述形状属性的目标分布的目标值，并且针对每个节点，所述能量进一步惩罚关联到该节点的值与至少一个目标值之间的至少一个距离的另一递增函数的高度。


3.根据权利要求2所述的方法，其中，所述另一递增函数是以下各项的递增函数：
-关联到该节点的值与第一目标值之间的距离；以及
-关联到该节点的值与第二目标值之间的距离。


4.根据权利要求2或3所述的方法，其中，所述至少一个目标值包括在由该节点表示的相应点处在几何上计算...

【专利技术属性】
技术研发人员：G·兰登，E·梅尔，
申请(专利权)人：达索系统公司，
类型：发明
国别省市：法国;FR