随着通信技术日新月异的发展,相关的科研理论不断与时俱进,三维模型由于自身巨大的优势而逐渐成为主流,并广泛应用于虚拟现实、机械制造等行业领域,尤其在三维模型语义标注与检索的应用中更为突出。但由于开发阶段并不重视模型功能语义的相似性,所以很难满足设计人员对产品功能语义的需求。在零部件设计阶段,对比基于内容的检索方式,构建功能语义本体,并以此为基础进行检索具有更大的研究意义。因此,基于功能本体的三维模型语义自动标注是一项实用、理论以及具有经济价值的研究工作。基于功能本体的三维模型语义自动标注技术已经成为当今的一个热点研究课题,是计算机可视化、三维模型数据处理以及模式识别等应用的重要组成部分。本文对国内外现有的三维模型功能本体自动标注算法进行了详细的分析并做出总结,提出了改进的功能本体的语义标注算法。主要做了如下几方面工作:1.介绍了基于功能本体的STEP模型自动标注算法的研究背景及意义。本文在对三维模型进行功能标注的过程中,引入了本体的概念。构建功能语义本体,有利于三维模型功能语义的规范化表达和标准化描述,有利于系统全面地描述机械产品的创新设计。构建了STEP模型的功能要素库,在功能本体的基础上,更好地支持了STEP模型的语义标注工作。设计人员可以根据样本资源库中已有的三维模型,激发自身的想象力与创造性,努力缩短产品的设计周期,降低设计成本。2.针对传统的三维模型标注算法在提取底层信息特征时,仅考虑模型的整体信息特征,而忽略模型的局部信息特征等问题。本文通过对已有算法的融合与改进,提出一种基于功能本体的三维模型自动标注算法。该算法首先通过程序逐一或批量解析STEP文件,并从STEP格式的三维模型样本资源库中提取所需的拓扑及几何数据信息。然后将STEP模型映射为属性邻接图AAG,并使用AAG表示STEP模型的拓扑及几何数据信息。其中STEP模型的曲面映射为AAG的顶点,STEP模型的曲线映射为AAG的边。最后,在功能本体和AAG的基础上,手动标注STEP模型局部特征的功能语义,通过子图匹配完成STEP模型的功能标注工作。3.针对输入单一的检索条件无法全面系统地描述待检索模型与目标模型所有属性特征的问题,因此本文提出一种基于功能语义本体的模型检索算法。该算法通过计算三维模型的属性相似度可以获得模型的功能语义相似度,在语义知识层面可以挖掘更多具有潜在价值的概念设计。初步实验结果表明,在机械概念创新设计领域,采用文中算法能够得到多个符合期望的三维模型。实验结果不但满足了机械产品的设计需求,更有助于进一步完善STEP模型的创新设计和可重用设计。