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基于SVM和形状特征的电极三维模型分类检索的研究

作　者: 吕竹清
导　师: 李志刚
学　校: 华中科技大学
专　业: 材料加工工程
关键词: 三维模型检索 SVM 分类特征提取三维模型
分类号: TP391.41
类　型: 硕士论文
年　份: 2011年
下　载: 15次
引　用: 0次
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内容摘要

计算机硬件、三维模型建模软件及互联网技术的飞速发展,以及三维模型以自然、直观的方式描述现实世界物体的优越性,极大地促进了三维模型在工业设计、电子游戏、虚拟现实等领域的广泛应用与普及。在机械工业领域,传统的二维CAD设计已被三维模型建模技术取代,企业数据库中的三维模型及其加工工艺知识已非常庞大,利用数据库中的相似三维模型及其数控加工工艺知识,将能快速地完成现有零件的加工方案设计和创新,减少错误的发生。如何从数据库中快速准确地获取相似三维模型及工艺信息,便成为解决问题的关键。本文的主要内容就是对三维模型检索和SVM 分类技术进行实现展开的。本文通过基于不变矩的两种形状特征提取技术,将三维模型的形状特征描述成基于SVM的特征向量;从形状和数控工艺上分析了电极三维模型的分类指标;提出了一种以面单元做功方式来数值化描述三维模型形状特征的提取方法,并从理论和实验上对它进行了旋转、平移和缩放不变性证明;对三种特征提取方法进行了相似性度量实验和电极三维模型检索实验,结果表明三种方法都达到了较好的检索效果,且改进算法具有更好的泛化性能;实验分析了四种核函数的性能,确定了最适合本文的SVM分类器和核函数类型,通过k折交叉验证法和“晶格”搜索,找到了SVM分类器的最优参数组合,并对六类电极进行分类实验,结果表明准确度达到88.6148%,同时还从对其中的两类样本进行分类实验,准确度达到95.1531%;提出了三维模型特征向量的数控工艺特征化方法。基于以上理论研究开发了具有使用性的电极3D模型分类检索系统,实现了基于SVM和形状特征的分类检索算法,并已取得较好的分类准确度与检索效果。

全文目录

摘要  4-5
Abstract  5-8
1 绪论  8-16
  1.1 课题来源、目的和意义  8-9
  1.2 国内外研究现状  9-13
  1.3 课题研究内容  13-14
  1.4 本文的主要工作  14-15
  1.5 论文的内容安排  15-16
2 三维模型的形状特征提取算法  16-35
  2.1 三维模型检索技术基本内容  16-18
  2.2 基于不变矩的特征提取技术  18-22
  2.3 一种改进的极半径曲面矩特征提取技术  22-32
  2.4 相似性度量实验结果对比分析  32-34
  2.5 本章小结  34-35
3 基于支持向量机的分类算法  35-59
  3.1 SVM 分类算法基本原理  35-38
  3.2 电极三维模型分类指标研究  38-41
  3.3 提取三维模型的SVM 特征向量  41-43
  3.4 分类方法的选择  43-45
  3.5 核函数的确定  45-52
  3.6 最优参数的选择  52-57
  3.7 数据样本的工艺特征化  57-58
  3.8 本章小结  58-59
4 电极3D 模型分类检索系统  59-70
  4.1 系统概述  59-62
  4.2 分类检索系统的设计及实现  62-69
  4.3 本章小结  69-70
5 分类检索的应用实例与效果分析  70-75
  5.1 两类电极三维模型的SVM 分类实验  70-72
  5.2 三种特征提取方法的检索实验  72-74
  5.3 本章小结  74-75
6 总结与展望  75-78
  6.1 全文总结  75-76
  6.2 进一步研究的展望  76-78
致谢  78-79
参考文献  79-84
已发表论文  84

基于SVM和形状特征的电极三维模型分类检索的研究

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