[發明專利]計算機輔助設計過程中的草圖行為識別方法及系統

有效

• 申請號: 201310047221.X
• 申請日: 2013-02-06
• 公開（公告）號: CN103106309A
• 公開（公告）日: 2013-05-15
• 發明（設計）人: 孫凌云;馮凱旋;王長路;向為;邵帥;尤偉濤
• 申請（專利權）人: 浙江大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 杭州天勤知識產權代理有限公司 33224
• 代理人: 胡紅娟

技術領域

本發明涉及計算機輔助草圖設計領域，具體涉及一種計算機輔助設計過程中的草圖行為識別方法及系統。

背景技術

計算機輔助設計中的草圖設計將計算機輔助設計（Computer?Aided?Design，CAD）與紙上草圖設計各自的優勢相結合，利用計算機為草圖設計提供更好的支持，從而提高草圖設計的效率，甚至激發設計師的創新能力。

草圖設計過程中設計師的草圖繪制和設計思維密切相關。草圖繪制是設計思維的外化或具體化，是草圖方案可視化的手段，是設計師感知能力的必要延伸。設計思維的變化，直接影響草圖表達層面上設計師的草圖繪制；而草圖表達層面完成的形象直觀的草圖又直接影響設計思維。

草圖繪制過程作為草圖設計的重要特征，在計算機輔助草圖設計技術、設計思維、設計知識研究等領域都具有很大發展空間和應用價值，需要研究和探索。

傳統的計算機輔助草圖設計以歷史記錄的方式記錄草圖繪制，如畫點、畫線、更改粗細、更改顏色等，這種記錄方式的優點是可以詳細記錄設計師的每一步草圖繪制，設計師可以方便地還原某一步歷史操作；但其也有缺點，例如需要記錄大量草圖繪制數據，耗費了大量的計算機資源，同時沒有對草圖繪制劃分優先級或關鍵步驟，不利于設計師快速定位到歷史記錄中的關鍵性繪制。

草圖行為是從設計表達方式層面對草圖設計過程中設計師行為的一

種描述，可以作為草圖設計過程的記錄。設計表達方式總體上可分為兩種，圖形表達和文字描述，相應地，典型的草圖行為包括停頓、移動、繪圖、描線加深、注釋等，識別出這些草圖行為，存儲草圖行為之間的草圖狀態，可以極大地壓縮草圖操作的歷史記錄，最大程度地概括草圖設計過程，記錄設計師的設計思路。

目前已有一些草圖行為識別的研究，如申請公開號為CN102184395A的發明公開了一種基于支持向量機的核矩陣近似方法來實現手繪草圖識別，該方法包括以下步驟：首先基于區域填充的思想將手繪草圖映射為特征字符串，其次通過支持向量機基于字符串核對訓練樣本進行訓練，獲得分類器，然后通過訓練得到的分類器對待識別的草圖進行分類和識別，將模糊、不規則的手繪草圖映射為精確的幾何形狀。

再如申請公開號為CN101964053B的發明公開了一種復合圖形在線識別方法，首先定義了基于基元構成與空間關系構成的復合圖形特征，該特征為一維組合特征向量，向量的長度為基元種類與空間關系種類之和，向量的每一位表示該位代表的基元類型或空間關系類型在該復合圖形構成中的數目；基于組合特征向量定義了組合特征增量提取方法，并在特征匹配過程中設計了空間關系誤判處理方法。

上述研究主要集中在對草圖圖形構成的理解，即將設計師繪制的自由不規則草圖圖形映射成規則的幾何形狀，而缺少對草圖行為的研究，如何從草圖設計過程中設計師的所有草圖繪制數據中抽象和提取出草圖行為，是目前計算機輔助草圖設計領域一個亟待解決且具有重要意義的問題。

發明內容

本發明提供了一種計算機輔助設計過程中的草圖行為識別方法和系統，能夠通過占用較少的計算機資源，從設計師的草圖繪制數據中識別出草圖行為，以較高抽象層次概括草圖設計過程和記錄設計師的設計思路，為草圖設計過程中設計思維和設計知識的研究提供支持。

一種計算機輔助設計過程中的草圖行為識別方法，包括以下步驟：

（1）依據草圖行為表達的特點劃分草圖行為類別，并提取草圖行為類別的特征。

綜合考慮設計師使用計算機進行輔助設計過程中草圖行為表達的特點以及計算機對草圖行為的識別能力，將草圖行為劃分為移動、停頓、繪圖、描線加深和注釋五個類別，其中，移動和停頓屬于非繪制行為，繪圖、描線加深和注釋屬于繪制行為。

在繪制草圖過程中，移動描述了設計師畫筆懸浮移動，下筆前摸索和猶豫的行為；停頓描述了設計師畫筆停頓不動，觀察思考的行為；繪圖描述了設計師繪制形態，表達方案概念，繪制方案應用場景的行為；描線加深描述了設計師對形態進行描線加粗或加陰影的行為；注釋描述了設計師寫文字來說明方案的行為。

非繪制行為中的移動和停頓依據畫筆狀態、畫筆移動時間和畫筆停頓時間進行劃分，移動即畫筆在相鄰兩筆畫間懸浮移動，前一筆畫結束的位置與后一筆畫開始的位置相距較遠，且前一筆畫結束到后一筆畫開始的時間間隔較長；停頓即畫筆在相鄰兩筆畫間懸浮，前一筆畫結束的位置與后一筆畫開始的位置相距較近，且前一筆畫結束到后一筆畫開始的時間間隔較短。