CN103279621A - 一种装配体的自动拆卸方法 - Google Patents

Abstract

本发明提出了一种装配体自动拆卸方法，包括如下步骤：S1、根据装配体的实际结构和形状生成与该装配体相应的数字化三维模型；S2、对所述模型进行形状分析以将其分割成多个部件，建立各部件的有向接触关系，并计算各部件之间的遮挡关系；S3、利用所述各部件的几何特征计算模型的层次结构，将模型划分为若干子装配体模型，并计算各子装配体模型的分解方向；S4、根据所述遮挡关系和模型层次结构计算模型的分解序列，该分解序列包括部件的分解次序和分解运动方向；S5、根据所述分解序列获得所述装配体的各部件的拆卸次序和拆卸方向，完成对所述装配体的物理拆卸。本发明能够使操作人员对复杂装配体进行高效的拆卸。

Description

一种装配体的自动拆卸方法

技术领域

本发明属于装配体的拆卸和计算机图形处理的交叉技术领域，具体涉及基于计算机图形处理对装配体的各部件的分解次序和分解运动方向进行计算来自动拆卸装配体的方法。本发明利用三维形状的几何特征进行形状分析和理解，特别是对三维形状进行高层结构提取和对单个部件运动分析。

背景技术

在制造业领域，拆卸是实现产品升级维护和更新换代的必要手段，它可以使产品的零部件材料得到充分有效的利用，可以回收，减少对材料资源和能源的需求。目前的拆卸过程都是由人工手动完成的，而复杂的装配体往往由很多零部件组成，如何理解零部件之间的空间连接关系，从而得到正确的拆卸步骤和拆卸方向是一个非常耗时的过程。因此，对装配体的三维模型进行层次结构信息提取和运动分析，并运用分析的结果对装配体进行自动拆卸的方法，具有很大的理论价值和实际应用价值。

另一方面，随着图形硬件速度的加快和3D扫描设备的普及，三维模型的数量和质量的不断提高，人们认为第四代数字多媒体，即数字几何的时代已经到来。如何分析和理解三维模型中蕴含的语义信息，以便更加有效地处理和使用三维模型，以及利用语义信息合成新的三维模型，逐渐成为几何处理领域所关注的最新热点。

Agrawala(M.Agrawala，D.Phan，J.Heiser，J.Haymaker，J.Klingner，P.Hanrahan，B.Tversky，Designing effective step-by-step assembly instructions，ACM TOG(Proc.SIGGRAPH)22(3)(2003)828-837.)提出了一种自动生成装配序列的方法。该方法结合了规划技术和展示技术，通过计算部件之间的遮挡关系来计算部件分解方向和距离，生成单步装配操作示意图，但是该方法中的部件只能沿3个主轴方向运动。

Li(W.Li，M.Agrawala，B.Curless，D.Salesin，Automated generation ofinteractive3D exploded view diagrams，in：ACM TOG(Proc.SIGGRAPH)，Vol.27，2008，pp.101：1-101：7.)提出了一种生成爆炸图来展示装配体部件空间关系的方法。该方法构造一个遮挡关系图，根据部件的遮挡关系推断部件的运动方向，并且提供了一种交互的手段允许用户观察感兴趣的部件。但是在该方法中，模型的层次结构是事先通过手动分割构造的，同时部件也只能沿3个主轴方向运动。

发明内容

(一)要解决的技术问题

本发明提供一种装配体的自动拆卸方法，以解决现有的装配体的拆卸方法不能够计算非主轴的拆卸方向，无法用于复杂的装配体的拆卸的缺点。

(二)技术方案

为实现上述目的，本发明提供的一种装配体自动拆卸方法，包括如下步骤：S1、根据装配体的实际结构和形状生成与该装配体相应的数字化三维模型；S2、对所述模型进行形状分析以将其分割成多个部件，建立各部件的有向接触关系，并计算各部件之间的遮挡关系；S3、利用所述各部件的几何特征计算模型的层次结构，将模型划分为若干子装配体模型，并计算各子装配体模型的分解方向；S4、根据所述遮挡关系和模型层次结构计算模型的分解序列，该分解序列包括部件的分解次序和分解运动方向；S5、根据所述分解序列获得所述装配体的各部件的拆卸次序和拆卸方向，完成对所述装配体的物理拆卸。

根据本发明的一种具体实施方式，所述步骤S1通过三维建模软件进行几何建模得到的三维模型。

根据本发明的一种具体实施方式，所述步骤S2包括：S2.1、利用顶点扩展的方法将三维模型分割成多个不同的部件；S2.2、提取每个部件的尖锐边，利用尖锐边将每个部件分割成多个面片，然后对面片进行曲面拟合，并对面片按照其法向量进行聚类，获得每个部件的初始可分离方向集；S2.3、检测各部件之间的接触关系，得到各部件的接触面；S2.4、对各部件之间的接触面进行拟合，得到三维模型的有向接触关系；S2.5、根据各部件之间的有向接触关系，计算各部件之间的遮挡关系。

根据本发明的一种具体实施方式，所述有向接触关系表示为有向接触关系图，该有向接触关系用节点代表一个部件，用边代表对应的两个部件之间存在接触关系，每条边由两条有向半边组成，所述接触面的拟合面的法向量存储在对应的有向半边中。

根据本发明的一种具体实施方式，在步骤S2.3中，通过计算每两个部件之间的最小距离来判断两个部件是否接触。

根据本发明的一种具体实施方式，在步骤S2.3中，如果最小距离小于ε＝l_diag×10^-4，则将这两个部件标记为接触，l_diag代表所述三维模型的包围盒的对角线长度。

根据本发明的一种具体实施方式，所述步骤S3包括：S3.1、对各部件进行对称性检测和共轴关系检测，并利用对称关系和共轴关系对所有部件初步划分为若干子装配体模型；S3.2、根据各部件之间的接触关系，对各部件的初始划分进行优化，得到模型的层次结构，该层次结构是指将模型划分为若干子装配体模型；S3.3、计算各子装配体模型的分解方向。

根据本发明的一种具体实施方式，所述步骤S3包括：步骤S4.1、根据所述装配体的先验结构，指定模型的基座部件和固定部件；步骤S4.2、根据所述基座部件和固定部件，按照子装配体模型自上而下的顺序计算各部件的分解序列。

根据本发明的一种具体实施方式，所述步骤S5通过可视化的分解图或分解动画来演示拆卸过程。

根据本发明的一种具体实施方式，在所述步骤S5中，在模型的周围设置多个模拟相机，对每一个部件进行分解时选择视角采用KullbackLeibler距离KL_v：给定视点v，有

其中，N_c是模型子装配体的数目，a_i是子装配体i的投影面积，

A_i是子装配体i的实际面积，

是模型的总面积；在计算投影面积a_i时，对每一个子装配体i采用唯一的一种颜色进行渲染，然后统计帧缓存中具有该种颜色的像素的数目，以此作为a_i。

(三)有益效果

本发明利用数字几何处理领域中的形状分析技术，基于单个三维模型来计算其分割方法、各部件之间的分割和有效表示，提取出三维模型的层次结构，并分析各个部件之间的运动关系，最后将其应用于复杂装配体的自动拆卸，该拆卸过程很容易被本领域的普通技术人员所理解和实现。

本发明采用非真实感绘制的方法，能够提供多种分解过程以供操作人员进行可视化观察。

附图说明

图1是本发明的装配体自动拆卸方法的流程图；

图2是本发明步骤S2对三维模型进行形状分析的流程图；

图3是一个实施例的部件分析示意图；

图4A和图4B是一个实施例的模型有向接触关系图；

图5A和图5B是一个实施例的模型层次结构示意图；

图6是本发明步骤S3计算层次结构的流程图；

图7是本发明步骤S4模型分解流程图；

图8A和图8B是一个实施例的基座部件和固定部件示意图；

图9、图10A和图10B是一个实施例的装配体分解结果示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明白，以下结合具体实施例，并参照附图，对本发明作进一步的详细说明。

图1是本发明的装配体自动拆卸方法的流程图。如附图1所示，本发明的方法主要包括以下步骤：

S1、根据装配体的实际结构和形状生成与该装配体相应的数字化三维模型。该步骤是对实际的装配体进行三维建模，可以采用现有的任何三维建模方法，例如三角网格模型。

S2、对所述三维模型进行形状分析以将其分割成多个部件，建立各部件的有向接触关系，并计算各部件之间的遮挡关系。该步骤对于给定的三维模型进行形状分析，将其分割成多个部件，得到各部件之间的有向接触关系，所谓有向接触关系是指一个部件相对于另一个部件的接触面信息。有向接触关系可以是图形，也可以是文字信息，例如可以生成一个有向接触关系图。然后根据有向接触关系计算各部件之间的遮挡关系。在此，各部件的遮挡关系表示一个部件在某一方向上的运动会受到其他部件的遮挡。

S3、利用所述各部件的几何特征，计算模型的层次结构，将模型划分为若干子装配体模型，并计算各子装配体模型的分解方向。模型层次结构表示该模型包含多个在功能上具有独立性的子结构，即子装配体模型，在分解过程中优先分解子装配体。

S4、根据所述遮挡关系和模型层次结构计算模型的分解序列，该分解序列包括部件的分解次序和分解运动方向。该步骤所得到的分解次序和分解运动方向可以采用各种方式输出，例如通过显示屏进行分解次序的静态或动态展示，比如动画序列和视点选择等，从而对分解过程进行可视化。

S5、根据所述分解序列获得所述装配体的各部件的拆卸次序和拆卸方向，完成对所述装配体的物理拆卸。该步骤是将数字三维模型的分解序列应用于实际装配体的拆卸的步骤，使得本发明最终能够实现对于复杂的装配体的拆卸。具体的物理拆卸中使用的工具和步骤可以采用本领域惯常使用的工具或步骤。

下面对上述每个步骤的进行更加详细说明。

S1、根据装配体的结构和形状生成与该装配体相应的数字化三维模型。

本发明的计算步骤通过数字化信息处理装置来实现，例如具有图形处理功能的计算机。因此，本发明需要将实际的装配体预先转换为数字化信息处理装置能够识别和处理的数字化三维模型。

获得数字化三维模型的方法通常包括：通过三维扫描仪获得点云数据并重建出三维网格的方法、通过三维建模软件如3D Max和Maya等构造三维模型的方法，以及基于二维图像或视频进行三维重建得到三维模型的方法等等。本发明优选为通过三维建模软件进行几何建模得到的三维模型，因为通过该方法得到的模型拓扑连接关系明确，含有的噪声少。

S2、对所述三维模型进行形状分析以将其分割成多个部件，并建立各部件的有向接触关系。

对于输入的三维模型，首先要对模型进行形状分析。形状分析的目的是要建立模型的有向接触关系，该有向接触关系能用来计算各部件之间的遮挡关系。如前所述，所谓有向接触关系是指一个部件相对于另一个部件的接触面信息。根据本发明的一种实施方式，有向接触关系以图的方式来呈现，即有向接触关系图。有向接触关系图的构造步骤，包括部件分割、接触关系检测和曲面拟合，最后根据构造的有向接触关系图确定每个部件的运动方向和运动距离。

图2是本发明步骤S2对三维模型进行形状分析的流程图。如附图2所示，步骤S2包括如下分步骤：

步骤S2.1、利用顶点扩展的方法将三维模型分割成多个不同的部件。

组成三维模型的独立部件的顶点与其相邻的顶点具有相关性(位于同一个平面或曲面)。由此本发明可以利用一个顶点向周围顶点进行扩展的方式来从三维模型中分割出各个部件。在一种实施方式中，该步骤可通过一个迭代的过程来实现：首先建立一个空的堆栈，选取模型的任意一个顶点放入堆栈中，从该顶点出发遍历所有与该点邻接的点，并将与之相邻的顶点放入堆栈中。然后再从堆栈中选取栈顶元素进行遍历，将与之相邻的顶点放入堆栈中，将这个过程进行迭代直到堆栈为空，所有已经遍历的顶点组成第一个部件。然后从模型剩余的顶点中再随机选择一点进行上述迭代，直到所有的部件都被分割出来。

步骤S2.2、提取每个部件的尖锐边，利用尖锐边将每个部件分割成多个面片，然后对面片进行曲面拟合，并对面片按照其法向量进行聚类，获得每个部件的初始可分离方向集。

该步骤首先要提取部件的所有尖锐边，对于一条边，如果共享该边的两个相邻面之间的二面角大于某个阈值(例如为40度)，则认为该边是尖锐边。根据泛洪算法，利用尖锐边将部件分割成许多小的面片。

图3显示了本发明的一个实施例的两个部件的尖锐边和面片。如附图3所示，黑色的实线代表尖锐边，不同的面片用不同方向的阴影线来表示。

然后对面片进行曲面拟合。根据本发明的一种实施方式，将面片拟合成简单的低次代数曲面，并且：如果检测到拟合曲面的边界为共面的圆环，则将所有的共面圆环根据其法向量进行聚类，每一类的中心用该类中所含圆环的法向量的均值来表示。最后将所有类的法向量作为该部件的初始可分离方向集，用D来表示。

步骤S2.3、检测各部件之间的接触关系，得到各部件的接触面。

本发明通过计算每两个部件之间的最小距离来判断两个部件是否接触。在一种实施方式中，如果最小距离小于某个阈值，则将这两个部件标记为接触。优选地，该阈值采用ε＝l_diag×10^-4，式中l_diag代表所述三维模型的包围盒的对角线长度。

并在接触关系图中的对应节点之间增加两条方向相反的半边，每条半边保存其对应节点的接触面。例如，若部件p_i和p_j存在接触关系，则半边e_ij保存属于部件p_i的接触面，而半边e_ji保存属于部件p_j的接触面。

步骤S2.4、对各部件之间的接触面进行拟合，得到三维模型的有向接触关系。

对于每一个部件，步骤S2.3已经提取出该部件与其他部件所有的接触面，再次利用尖锐边特征对该部件的所有接触面进行分割，形成多个小的面片，每个面片称为接触面。每一个接触面可能包含多个不同的法向，因此无法直接利用接触面的信息来确定部件的运动方向。该步骤2.4对各个接触面拟合成平面或者圆柱面。同时，如果一个部件的所有拟合面均为圆柱面，则本发明标记该部件为圆柱形部件。本发明的一个实施例是通过生成有向接触关系图来表示有向接触关系。图4A和图4B显示了本发明一个实施例的有向接触关系图，图4A是输入的模型，图4B是构造的有向接触关系图，该图中的每个节点代表一个部件，每条边代表对应的两个部件之间存在接触关系，每条边由两条有向半边组成，接触面的拟合面的法向量存储在对应的有向半边中，有向半边反映了部件之间的接触关系以及遮挡关系等。

步骤S2.5、根据各部件之间的有向接触关系，计算各部件之间的遮挡关系。

部件的遮挡关系是指一个部件在某一方向上的运动可能会受到其他部件的遮挡。因此，计算部件之间的遮挡关系，即是计算每个部件在哪些方向上被遮挡，从而确定该部件在哪些方向上可以被分解。在步骤S2.4中已经得到每个部件的初始可分离方向集D以及多个拟合平面或者柱面，本步骤利用这些信息计算每个部件的运动方向和运动距离。对于每一个部件，对其初始可分离方向集D中的每一个方向d_i，如果存在一个方向为n的拟合平面以及d_i·n≈1，则将d_i从可分离集中移除，最后剩余的方向组成分离方向集。对于圆柱形部件，其分离方向集为拟合圆柱的两个轴向。然后通过计算该部件逃离由该部件及其接触部件组成的包围盒的最小距离，来确定该部件的最终运动方向和运动距离。

步骤S3、利用所述各部件的几何特征，计算模型的层次结构，将装配体的模型划分为若干子装配体模型，并计算各子装配体模型的分解方向。

复杂的装配体往往具有层次结构。如附图5A和附图5B所示，本发明根据部件之间的对称关系、共轴关系和接触关系，对所有的部件进行聚类分组，提取出模型的层次结构，计算各子装配体的分解。图6是步骤S3计算层次结构的各分步骤的流程图。如图6所示，步骤S3包括如下分步骤：

步骤S3.1、对各部件进行对称性检测和共轴关系检测，并利用对称关系和共轴关系对所有部件初步划分为若干子装配体模型。

对于对称性检测，利用每个部件的所有顶点，对该部件进行主成分分析，将计算得到的三个特征值按照递减的顺序组成一个向量。对于任意的两个部件，计算两个由特征值组成的向量之间的距离，若距离为零，则认为这两个部件是对称的。如果两个部件的轴向共线，则认为这两个部件存在共轴关系。图5A中的阴影部件表示具有对称关系的部件，图5B中的阴影部件表示具有共轴关系的部件。然后根据对称关系和共轴关系对部件进行一个初始划分。

步骤S3.2、根据各部件之间的接触关系，对各部件的初始划分进行优化，得到模型的层次结构，该层次结构是指将模型划分为若干子装配体模型。

对于每一个初始分组C，如果该组中的某个部件p在该组中找不到与p接触的部件或者与p对称的部件，则将p从该组中移除。对所有分组处理后最终得到各个子装配体。

步骤S3.3、计算各子装配体模型的分解方向。

为了计算子装配体分解方向，对该子装配体中的所有部件的分解方向进行求交运算，得到的交集作为子装配体的分解方向，即：

$\mathrm{Dirs}\left(C\right)=\underset{\∀p\∈C}{\mathrm{\∩}}\mathrm{Dirs}\left(p\right),$

式中，C代表子装配体，p代表子装配体中的部件，函数Dirs代表部件p或者子装配体C的可分解方向。

S4、根据所述遮挡关系和模型层次结构计算模型的分解序列。

至此，我们计算得到了模型的层次结构和每个部件的运动参数，利用这些信息可以计算对模型的分解序列。图7是步骤S4计算模型的分解序列的各分步骤的流程图。如图7所示，步骤S4包括如下分步骤：

步骤S4.1、根据装配体的先验结构，指定模型的基座部件和固定部件。

每个部件在拆卸的运动中应当不与其他部件的相碰。但是在实际的拆卸过程中，需要检测子装配体是否会在重力的影响下掉落，以及要求拆卸某个部件时不能损坏其他的部件，因此仅仅通过计算部件之间的遮挡关系不能保证一个合理的分解。因此，该步骤允许用户根据装配体的先验知识指定的模型的基座部件和固定部件，实现自上而下和有约束的分解。

基座部件是指模型与水平地面相接触的体积较大的部件，该部件支撑整个装配体固定部件是指在模型拆卸过程中保持不动的部件，其作用是保证子装配体的分解稳定性。图8A和图8B中的阴影部件分别展示了一个实施例的模型的基座部件和固定部件。

步骤S4.2、根据用户指定的基座部件和固定部件，按照子装配体模型自上而下的顺序计算各部件的分解序列。

当用户指定基座部件后，本发明利用步骤S2.1中得到的基座部件的初始可分离方向集，将初始可分离方向集中的各个方向，按照每个类中所包含元素的数目进行排序，拥有元素数目最多的类别的方向作为整个模型的正方向。然后找到整个模型的最低顶点v，每个子装配体的中心c和v组成向量

则每个子装配体的高度为向量

在模型正方向上的投影长度。每次分解时，本发明首先分解最上面(即高度值最大)的子装配体。

当用户指定固定部件后，需要重新调整模型的层次结构关系。遍历模型的所有子装配体，将其中的固定部件从该组中删除，并将所有固定部件划分为同一组，在分解的过程中这些固定部件保持不动。

S5、根据所述分解序列获得所述装配体的各部件的拆卸次序和拆卸方向，完成对所述装配体的拆卸。

根据所述的三维模型的分解序列，可以直接获得对应的装配体的各部件的拆卸次序和拆卸方向，从而完成对所述装配体的拆卸。为了帮助普通人更好的理解拆卸的过程，本发明优选为通过可视化的分解图或分解动画来演示拆卸过程，包括相机变换、动画序列生成和高亮渲染技术。

为了满足分解可见性原则，本发明可以在模型的周围放置20个模拟相机，对每一个部件进行分解时选择最优的视角，视角选择采用KullbackLeibler距离：给定视点v，

${\mathrm{KL}}_v=\underset{i=1}{\overset{N_c}{\mathrm{\Σ}}}\frac{a_i}{a_t}\log \frac{\frac{a_i}{a_t}}{\frac{A_i}{A_t}}$

式中，N_c是模型子装配体的数目，a_i是子装配体i的投影面积，

A_i是子装配体i的实际面积，

是模型的总面积。A_i可以根据部件的几何特征直接计算得到。为了计算投影面积a_i，对每一个子装配体i采用唯一的一种颜色进行渲染，然后统计帧缓存中具有该种颜色的像素的数目，以此作为a_i。

另外，本发明还可以对每一步分解操作都进行一次渲染绘制，生成一个动画序列自动播放整个分解过程。为了区分当前分解的子装配体和其他未分解的部件，本发明用非真实感绘制的技术，在每一步分解时用特定的颜色绘制当前分解的子装配体，并用颜色减淡的方式绘制其他部件以此来高亮显示当前分解的部件。

图9和图10A、图10B展示了利用本发明方法对多个复杂模型进行拆卸的结果。如图9所示，本发明绘制了逐步操作的序列，并采用了视角转换和非真实感绘制的技术，说明每个部件如何从装配体中移除。图10A是输入的一个更为复杂的装配体，图10B是对该复杂装配体进行拆卸的结果，并生成了模型分解的爆炸图，用来展示每个部件最终分解的状态。

对于图9中的模型，Agrawala和Li的方法都无法正确分解模型中倾斜的圆柱形部件，因为在这些方法中，每个部件只能沿3个主轴的方向运动。而本发明首先对该部件与两个球形部件之间的接触面进行拟合，然后利用拟合的接触面判断出该部件为圆柱形物体，因此该部件的运动方向为圆柱形的中心轴向，从而得到正确的分解方向。

对于图10A和图10B中的装配体，Agrawala和Li的方法不能保证模型分解的稳定性。Agrawala和Li的方法会首先分解图10A中的阴影部件(该部件为紧固件，用来固定上面的部件)，因此处于该部件上方的部件会因为重力的作用而掉落。而本发明的方法会首先计算各个部件的上下位置关系，在分解时优先分解处于上部的部件，在很大程度上保证了分解的稳定性。

本发明的方法的特色和创新在于，根据模型的几何性质进行形状分析，提出了一种提取模型层次结构并进行运动分析的方法；分割模型得到多个部件；计算部件之间的空间位置关系和运动关系；自动地计算模型的层次结构；利用提出的技术实现模型的自动分解。

上述实验结果和对三维模型进行层次结构信息提取和运动分析的方法，可以用于计算机图形学和机械设计等应用领域，具有较高的实际应用价值。

以上所述的具体实施例，对本发明的目的、技术方案和有益效果进行了进一步详细说明，应理解的是，以上所述仅为本发明的具体实施例而已，并不用于限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (10)

1.一种装配体自动拆卸方法，包括如下步骤：

S1、根据装配体的实际结构和形状生成与该装配体相应的数字化三维模型；

S2、对所述模型进行形状分析以将其分割成多个部件，建立各部件的有向接触关系，并计算各部件之间的遮挡关系；

S3、利用所述各部件的几何特征计算模型的层次结构，将模型划分为若干子装配体模型，并计算各子装配体模型的分解方向；

S4、根据所述遮挡关系和模型层次结构计算模型的分解序列，该分解序列包括部件的分解次序和分解运动方向；

S5、根据所述分解序列获得所述装配体的各部件的拆卸次序和拆卸方向，完成对所述装配体的物理拆卸。

2.如权利要求1所述的装配体自动拆卸方法，其特征在于，所述步骤S1通过三维建模软件进行几何建模得到的三维模型。

3.如权利要求1所述的装配体自动拆卸方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S2.1、利用顶点扩展的方法将三维模型分割成多个不同的部件；

S2.2、提取每个部件的尖锐边，利用尖锐边将每个部件分割成多个面片，然后对面片进行曲面拟合，并对面片按照其法向量进行聚类，获得每个部件的初始可分离方向集；

S2.3、检测各部件之间的接触关系，得到各部件的接触面；

S2.4、对各部件之间的接触面进行拟合，得到三维模型的有向接触关系；

S2.5、根据各部件之间的有向接触关系，计算各部件之间的遮挡关系。

4.如权利要求3所述的装配体自动拆卸方法，其特征在于，所述有向接触关系表示为有向接触关系图，该有向接触关系用节点代表一个部件，用边代表对应的两个部件之间存在接触关系，每条边由两条有向半边组成，所述接触面的拟合面的法向量存储在对应的有向半边中。

5.如权利要求3所述的装配体自动拆卸方法，其特征在于，在步骤S2.3中，通过计算每两个部件之间的最小距离来判断两个部件是否接触。

6.如权利要求5所述的装配体自动拆卸方法，其特征在于，在步骤S2.3中，如果最小距离小于ε＝l_diag×10^-4，则将这两个部件标记为接触，l_diag代表所述三维模型的包围盒的对角线长度。

7.如权利要求1所述的装配体自动拆卸方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S3.1、对各部件进行对称性检测和共轴关系检测，并利用对称关系和共轴关系对所有部件初步划分为若干子装配体模型；

S3.2、根据各部件之间的接触关系，对各部件的初始划分进行优化，得到模型的层次结构，该层次结构是指将模型划分为若干子装配体模型；

S3.3、计算各子装配体模型的分解方向。

8.如权利要求1所述的装配体自动拆卸方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

步骤S4.1、根据所述装配体的先验结构，指定模型的基座部件和固定部件；

步骤S4.2、根据所述基座部件和固定部件，按照子装配体模型自上而下的顺序计算各部件的分解序列。

9.如权利要求1所述的装配体自动拆卸方法，其特征在于，所述步骤S5通过可视化的分解图或分解动画来演示拆卸过程。

10.如权利要求9所述的装配体自动拆卸方法，其特征在于，在所述步骤S5中，在模型的周围设置多个模拟相机，对每一个部件进行分解时选择视角采用Kullback Leibler距离KL_v：

给定视点v，有其中，N_c是模型子装配体的数目，a_i是子装配体i的投影面积，

A_i是子装配体i的实际面积，

是模型的总面积；

在计算投影面积a_i时，对每一个子装配体i采用唯一的一种颜色进行渲染，然后统计帧缓存中具有该种颜色的像素的数目，以此作为a_i。

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