Section Coding : Ein Verfahren zur Ähnlichkeitssuche in CAD Datenbanken

Abstract

Ausgehend von einer konkreten Problemstellung, die sich im Rahmen einer Kooperation mit einem industriellen Partner ergibt, untersuchen wir in diesem Artikel, was geometrische Ähnlichkeit von CADObjekten (in unserem Fall polygonalen Objekten) bedeutet. Aus der Untersuchung leiten wir verschiedene Eigenschaften von Ähnlichkeit ab und definieren die Begriffe Ähnlichkeitsmaß und Ähnlichkeitsmetrik sowie deren Eigenschaften. Dann stellen wir ein neues Verfahren zur Ähnlichkeitssuche vor, Section Coding genannt, das im Gegensatz zu existierenden Verfahren robust gegen Veränderungen der Polygonkontur und dennoch effizient ist. Die Grundidee unseres Verfahrens ist, Polygone als ähnlich zu bewerten, wenn sie ähnliche Flächenproportionen haben. Section Coding kodiert die Flächenproportionen der Polygone als Feature-Vektoren, die dann in einer multidimensionalen Indexstruktur gespeichert werden. Die Grundidee der Feature-Transformation von Section Coding ist, den Umkreis der zu vergleichenden Polygone zu bestimmen, diesen in k Sektoren aufzuteilen und jeweils den Flächenanteil zu berechnen, der innerhalb eines Sektors liegt. Die hierbei entstehenden k Flächenanteile stellen einen k-dimensionalen Feature-Vektor dar, der in der Indexstruktur gespeichert wird. Section Coding ist translations-, skalierungs-, spiegelungs- und bedingt auch rotationsinvariant. Anhand einer Implementierung von Section Coding im Rahmen des Datenbanksystems S3 zeigen wir die Effektivität und Effizienz unseres Verfahrens.