[发明专利]由刚性运动转换的几何元素

说明书

提供了一种用于设计三维建模对象的计算机实现方法。该方法包括提供(S10)几何元素，该几何元素表示建模对象且包括在其中几何元素是另一个的副本的集合。该方法还包括定义(S20)图表，确定(S30)该图表的最大子图表，以及在确定出的子图表中，识别(S40)具有最多数量的弧的连通分量的集合，并且对于连通分量的集合，由弧表示的刚性运动全部遵守一致性标准。这种方法改进了3D建模对象的设计。

技术领域

本发明涉及计算机程序和系统领域，并且更具体地涉及一种用于设计三维(3D)建模对象的方法、系统和程序。

背景技术

在市场上提供了许多用于对象的设计、工程和制造的系统和程序。CAD是计算机辅助设计的首字母缩写词，例如，其涉及用于设计对象的软件解决方案。CAE是计算机辅助工程的首字母缩写词，例如，其涉及用于模拟未来产品的物理行为的软件解决方案。CAM是计算机辅助制造的首字母缩写词，例如，其涉及用于定义制造过程和操作的软件解决方案。在这样的系统中，关于该技术的有效性，图形用户界面(GUI)扮演着重要的角色。可以将这些技术嵌入在产品生命周期管理(PLM)系统内。PLM涉及帮助多个公司跨越扩展企业的概念而分享产品数据、应用通用处理、并且权衡用于从构思到它们使用寿命终结的产品开发的企业知识的商业策略。

由Dassault Systems(商标名为CATIA、ENOVIA和DELMIA)提供的PLM解决方案提供了工程中心、制造中心和企业中心，工程中心组织产品工程知识，制造中心管理制造工程知识，企业中心使企业能够集成并连接到工程中心和制造中心。该系统一起提供了开放的对象模型，其链接产品、过程、资源，以实现动态的、基于知识的产品产生和驱动优化的产品限定、制造准备、生产和服务的决策支持。

现在，基于向用户提供的建模对象的边界表示(B-Rep)，许多CAD系统允许用户设计3D建模对象。该B-Rep是包括各个面被定义为各自支持表面的边界部分的面的集合的数据格式。通过修改现有的面、创建新的面、删除一些面和/或定义面上和/或面间的约束、或者由使用时的CAD系统提供的类似的任何行为，用户可作用于该面的集合。在这种情形中，为了效率起见，该立体的历史通常对用户不可用。

发展中的这种3D设计的多个方面之一被称为“图案识别”。术语“图案”涉及相同的几何特征的副本的规则布局。识别图案允许这样的图案的处理作为设计期间的单个元素，从而扩展了一系列的设计可能性。例如，代替一个接一个地修改图案的元素，由于该图案的先前识别，用户可以例如用单个行为全面地执行图案的修改。图案识别与CAD的不同领域相关，诸如机械设计、消费品、建筑物结构、航天或其他领域。

图案识别可与特征识别相关。特征识别有助于识别给定的3D对象(典型地，机械部分的立体表示)的特性形状。机械设计的感兴趣的特性形状包括例如孔、挤压垫、挤压凹处、圆角或圆形、外卷垫和/或外卷凹处。识别特性形状相当于通过更佳的语义层识别其规格，例如，挤压或外卷形状的轮廓，外卷形状的旋转轴，圆形和圆角的半径值，挤压方向，和/或挤压深度。这个信息用于例如通过编辑该挤压的轮廓而修改形状，或者用于送入下游过程，例如加工过程。

特征识别能力可通过以下过程用于商业CAD系统。用户可选择特征的类别以进行识别。于是可选地，用户选择立体上的特征的一个或多个面，以便初始化搜索。该系统执行识别并得到识别出的特征的规格。

当目的是局部地改变输入立体的形状时，“直接编辑”能力也是可用的。这种技术也被称为“无历史建模”，其由CAD编辑者宣传为历史设计的另选物。目的是仅通过使用其B-Rep容易地改变立体的形状。为了使编辑从用户观点来看简单，“直接编辑”技术必须识别该立体的局部形状。例如，该系统必须维持孔的圆柱形(并且不将圆柱改变为自由形态的表面)、维持凹处的壁的垂直方向、和/或维持形状的外卷或挤压特性。因此，特征识别是不可避免的，即使是在“直接编辑”领域中。

传统的特征识别每次处理一个特征。它不识别给定特征的多个副本，并且它不识别这些副本的布局。至于图案识别，该主题仍然在发展，但是现有的解决方案看起来需要许多的用户干预。