對目前三維CAD 模型檢索技術的研究現狀和發展趨勢進行了闡述。首先給出三維模型檢索的體系結構，并從文本檢索、內容檢索和語義檢索3 方面對三維CAD 模型檢索技術國內外研究現狀進行了全面論述; 分析總結了現有三維CAD 模型檢索系統及三維CAD 模型檢索技術的應用; 最后對三維CAD 模型檢索技術存在的問題及未來的發展方向進行了展望。三維CAD 模型檢索技術將為概念設計、詳細設計、工藝/工裝設計等產品各設計階段提供全方位的檢索支持手段，可有效促進企業產品模型相關設計和制造信息的重用。

　　引言

　　基于三維模型的產品設計與制造已成為我國制造業的主流模式，由于產品三維模型具有可視化、數字化和虛擬化等特點，使其成為產品開發各環節( CAD、CAE、CAPP、CAM 等) 不可或缺的基礎載體。研究和統計分析表明，在新產品開發中，約40%是重用過去的部件設計，約40% 是對已有設計部件的微小修改，而只有約20% 是完全新的設計。因此，方便、準確、快速地獲取已有產品三維模型的相似性設計成果，并加以有效重用，是提高設計效率、縮短產品開發周期的關鍵之一，通過三維模型檢索技術可以實現企業產品三維模型資源的多粒度、精確化、個性化快速聚類，為產品設計過程中各類設計成果的重用提供一種全新的支持手段。迄今為止，在通用領域已有30 多種檢索算法被相繼提出，但是由于CAD 模型的特殊性，如CAD 模型由規則的點、線、面及自由曲面組成，包含很多特征及語義信息，邊界輪廓線明顯等特點，通用領域的檢索算法不完全適合于CAD 領域。通過三維CAD模型檢索技術可以實現企業信息的檢索與重用，能更好地對企業產品數據信息進行管理，因此，研究先進、實用的CAD 模型檢索技術具有重要的理論意義和應用價值。本文將從三維CAD 模型檢索的體系結構、研究現狀、檢索系統、技術應用及發展趨勢等方面進行論述。

1、三維CAD 模型檢索體系結構

　　三維CAD 模型檢索技術是利用能夠反映CAD模型文本、形狀、特征及語義信息自動建立索引，從而達到檢索三維模型的目的。其通常包括模型庫組織、預處理、特征提取、相似性度量、索引結構、用戶查詢接口、相關反饋等多項關鍵技術。

　　三維CAD 模型檢索首先從CAD 模型中自動計算并提取特征信息，建立模型的信息索引，然后在多維索引空間中計算待查詢模型與目標模型之間的相似程度，實現對三維模型數據庫的瀏覽和檢索，檢索系統的框架如圖1 所示，通常一個完整的模型檢索系統主要包括以下幾方面:

圖1 檢索系統的體系結構

　　(1) 信息提取: CAD 模型包含的信息由文本、幾何形狀、拓撲結構、表面信息及特征語義等信息，這些信息往往比較復雜且不易獲得，因此有效地提取這些信息來描述CAD 模型成為三維CAD 模型檢索首先要解決的問題，同時也是一個難點。

　　(2) 相似性度量: 信息提取是三維模型檢索的前提條件，相似性度量則是使提取的信息得到正確應用的保證。選擇適當的度量尺度，將查詢模型的特征與待查詢的數據庫中模型特征進行比較，用相似性、相異性度量尺度計算兩個模型對應特征之間的距離，從而得到兩個模型之間的相似性。

　　(3) 索引結構: 面對龐大的三維模型數據庫，必須建立快速、有效的索引結構。

　　(4) 用戶查詢接口: 一個好的檢索系統應該擁有交互性能，為用戶提供方便的查詢和瀏覽。其中，用戶查詢接口對模型檢索系統的可用性和檢索性能有較大影響。目前的檢索方式有: 文本關鍵字的檢索、手工繪制2D 草圖的檢索、手工繪制3D 草圖的檢索、3D 模型實例的檢索、語義查詢和混合檢索。

　　(5) 檢索性能評價: 主要是考察檢索結果是否與用戶的期望相接近，是否滿足用戶的需求。由于受用戶主觀性及檢索中“相關模型”的判斷和定義不明確的影響，目前還缺乏比較客觀有效的評價準則。現有評價標準都是基于模型定義明確并且類別劃分清楚的模型庫，檢索系統可以通過查全率和查準率曲線、E 測度等指標實現性能的評價。

6、結束語

　　介紹了三維CAD 模型檢索技術的體系結構，并對目前國內外一些優秀的檢索算法進行歸納整理，比較它們的優缺點，然后對三維CAD 模型檢索系統及應用進行討論，最后對目前三維CAD 模型檢索研究中存在的問題和未來的發展方向進行了展望。