[發(fā)明專利]用于在三維場景中設計對象的三維建模組件的方法和設備

有效

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• 申請日: 2012-05-08
• 公開（公告）號: CN102831636B
• 公開（公告）日: 2017-09-08
• 發(fā)明（設計）人: M·迪蓋
• 申請（專利權）人: 達索系統(tǒng)公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 永新專利商標代理有限公司72002
• 代理人: 劉瑜,王英

技術領域

本發(fā)明涉及計算機程序和系統(tǒng)的領域，且更具體地涉及用于在三維場景中設計對象的三維建模組件的方法、系統(tǒng)和程序。

背景技術

在對象的設計、工程和制造的市場上提供了很多系統(tǒng)和程序。CAD是計算機輔助設計的縮寫，例如，它涉及用于設計對象的軟件解決方案。CAE是計算機輔助工程的縮寫，例如，它涉及用于模擬未來產品的物理行為的軟件解決方案。CAM是計算機輔助制造的縮寫，例如，它涉及用于定義制造過程和操作的軟件解決方案。在這樣的計算機輔助設計系統(tǒng)中，圖形用戶界面關于技術的效率起重要的作用。這些技術可嵌入產品生命周期管理(PLM)系統(tǒng)內。PLM是指一種商業(yè)策略，其幫助公司在擴展的企業(yè)的概念中從產品構思到其生命結束共享產品數據，應用公共過程，并利用公司知識來開發(fā)產品。

由Dassault Systems提供的PLM解決方案(商標為CATIA、ENOVIA和DELMIA)提供了組織產品工程知識的工程中心、管理制造工程知識的制造中心、以及使企業(yè)能夠集成和連接到工程和制造中心中的企業(yè)中心。系統(tǒng)一起提供了鏈接產品、過程、資源的開放對象模型，以實現(xiàn)驅動優(yōu)化的產品定義、制造準備、生產和服務的動態(tài)的基于知識的產品創(chuàng)建和決策支持。

CAD系統(tǒng)提供用于設計從組裝背景中的草圖到反復的詳細設計的精確3D部件的直觀和靈活的用戶界面。這樣的解決方案由CATIA Part Design(商標)應用提供，該應用將基于特征的設計的能力與布爾方法的靈活性組合起來，使用多種設計方法(例如后設計和局部3D參數化)來提供高度有成效和直觀的設計環(huán)境。

在零件設計的過程中，設計者可能需要從現(xiàn)有的特征創(chuàng)建幾個相同的特征，并同時將它們定位在零件上。為此目的，設計者通常使用二維模式，其允許由設計者在零件中的選定位置處復制原始特征。一般模式是矩形模式和圓形模式。設計者也可能需要由設計者用手創(chuàng)建的特定模式(也稱為用戶模式)。例如，設計者選擇在平面中的一組點，原始特征將在該平面上被復制。

在組件設計的過程期間，設計者可能需要創(chuàng)建現(xiàn)有參考的幾個實例，并同時根據模式規(guī)范將它們定位在三維場景中。在這個過程中，用戶可能想再使用現(xiàn)有模式規(guī)范，例如零件模式。

目前使用兩種方法來創(chuàng)建對象的模式。第一種方法是再使用模式程序化方法：給出對象A1和對象{B1,B2…Bn}的現(xiàn)有模式P，用戶必須相對于{B1,…Bn}的一個元素來定位對象A1。接著程序根據模式P的規(guī)范(且只根據這些規(guī)范)來產生并定位對象A1的實例{A1…An}。

第二種方法是組件模式程序化方法：給出對象A1和一些模式規(guī)范(例如，模式規(guī)范可以是在軸線周圍的5個實例，第三個實例缺失)，程序根據給定的模式規(guī)范(且只根據這些規(guī)范)來產生并定位實例{A2…An}。

這兩種所述的方法都具有幾個缺點。首先，三維模式的創(chuàng)建是不可能的，這是因為現(xiàn)有技術只處理二維模式：實際上，模式組件的對象的實例位于平面上。其次，沒有再使用在參考目錄中定義的模式的方式；當前的再使用模式技術要求已再使用的模式和正在再使用的模式在同一三維場景中。因此，不可能向設計者提供模式庫。第三，用于創(chuàng)建對象的模式的已知方法基于不允許遵守對象和其它元素之間的所有約束的程序(因為該程序在約束數學解算器的外部)，例如被約束在同一平面上的模式的兩個對象。第四，不可能對模式的規(guī)范應用外部約束。例如，不允許在另一對象上約束圓形模式的旋轉軸的行動。

在這個背景內，仍然需要用于在三維場景中設計對象的三維建模組件的改進的方法。

發(fā)明概述

因此根據一個方面，本發(fā)明提供了用于在三維場景中設計對象的三維建模組件的計算機實現(xiàn)的方法，其中該方法包括下列步驟：

-在三維場景中對預先定義的一組預先定義三面體進行定位和定向，每個三面體定義位置和方向；

-提供一組對象；

-將該組對象中的每個對象附接到該預先定義的一組三面體中的一個相應的三面體；

-根據該預先定義的一組三面體中的所述相應的三面體的位置和方向來對每個對象進行定位和定向。

該方法可包括下列操作中的一個或多個：

-對每個對象進行定位和定向的步驟是根據所述一組對象中的第n個對象的調節(jié)矩陣MA_n來執(zhí)行的，其中所述第n個對象附接到其相應的三面體；

-調節(jié)矩陣MA_n由關系MA_n＝(MST_n)^-1*O_n定義，