[發(fā)明專利]基于轉(zhuǎn)基因理論的工業(yè)產(chǎn)品智能設(shè)計(jì)方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201710381752.0
• 申請日: 2017-05-26
• 公開（公告）號: CN107194082B
• 公開（公告）日: 2020-09-22
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 初建杰;李雪瑞;樊皓;陳登凱
• 申請（專利權(quán)）人: 西北工業(yè)大學(xué)
• 主分類號: G06F30/00
• 分類號: G06F30/00;G06F119/18
• 代理公司: 西北工業(yè)大學(xué)專利中心 61204
• 代理人: 王鮮凱

本發(fā)明公開了一種基于轉(zhuǎn)基因理論的工業(yè)產(chǎn)品智能設(shè)計(jì)方法，用于解決現(xiàn)有工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法實(shí)用性差的技術(shù)問題。技術(shù)方案是運(yùn)用行為及人機(jī)工效分析系統(tǒng)MVTA獲取不同實(shí)驗(yàn)者對于產(chǎn)品的感性知識，根據(jù)實(shí)驗(yàn)者對于目標(biāo)產(chǎn)品及不同種群產(chǎn)品的視知覺特點(diǎn)，分析實(shí)驗(yàn)者對產(chǎn)品形態(tài)要素的辨識規(guī)律并獲取引起消費(fèi)者意象變化的形態(tài)元素。采用基于Matlab的產(chǎn)品形態(tài)基因編碼方法，將產(chǎn)品基因進(jìn)行形態(tài)擬合，并得到基因的函數(shù)表達(dá)式，通過基因的圖形學(xué)特性，使最終經(jīng)過編碼的基因包含良好的心理感知和幾何信息。本發(fā)明運(yùn)用生物學(xué)的基因優(yōu)選與轉(zhuǎn)基因方法，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品形態(tài)的創(chuàng)新和對原有形態(tài)的繼承，最終達(dá)到不同產(chǎn)品形態(tài)曲線間的融合和創(chuàng)新，實(shí)用性好。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法，特別涉及一種基于轉(zhuǎn)基因理論的工業(yè)產(chǎn)品智能設(shè)計(jì)方法。

背景技術(shù)

文獻(xiàn)“基于進(jìn)化思想的汽車造型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法研究，中國機(jī)械工程，2014，Vol25(11)，p1517-1523”公開了一種產(chǎn)品進(jìn)化設(shè)計(jì)方法。該方法結(jié)合遺傳算法等工程方法和交互式評價等設(shè)計(jì)方法，提出一種整合了工程方法和造型方法的汽車造型優(yōu)化設(shè)計(jì)方法。方法整體以進(jìn)化思想為指導(dǎo)，首先將汽車造型設(shè)計(jì)問題映射到數(shù)學(xué)模型上，利用遺傳算法生成新設(shè)計(jì)方案，并以多目標(biāo)設(shè)計(jì)空間來約束生成的設(shè)計(jì)方案，再以目標(biāo)車型的造型意象為標(biāo)桿，采用交互式評價方式評價輸出的設(shè)計(jì)方案，并將評價結(jié)果作為適應(yīng)度代入遺傳算法中繼續(xù)迭代直至設(shè)計(jì)方案符合設(shè)計(jì)的迭代終止條件，最終形成一個綜合解決多方問題的汽車造型多目標(biāo)優(yōu)化設(shè)計(jì)方法，具備一定的合理性和可行性。文獻(xiàn)所述方法主要是一種面向主觀評價的交互進(jìn)化，人類僅僅參與進(jìn)化產(chǎn)生方案的評價，并沒有介入到方案解的產(chǎn)生與搜索過程。因此，進(jìn)化設(shè)計(jì)雖然借助生物進(jìn)化的思想和原理來產(chǎn)生或搜索方案解，改變了計(jì)算機(jī)只擅長處理數(shù)值計(jì)算的狀況，增加了計(jì)算機(jī)處理大規(guī)模復(fù)雜問題的自動求解能力，但由于目前人工智能的局限性，設(shè)計(jì)或求解問題時涉及到的大量隱性設(shè)計(jì)知識與經(jīng)驗(yàn)只能為人類智能所擁有，無法顯性化并由計(jì)算機(jī)識別和運(yùn)用，導(dǎo)致進(jìn)化設(shè)計(jì)仍然無法完全模擬人腦中的求解方法進(jìn)行產(chǎn)品最佳方案的搜索。

發(fā)明內(nèi)容

為了克服現(xiàn)有工業(yè)產(chǎn)品設(shè)計(jì)方法實(shí)用性差的不足，本發(fā)明提供一種基于轉(zhuǎn)基因理論的工業(yè)產(chǎn)品智能設(shè)計(jì)方法。該方法運(yùn)用行為及人機(jī)工效分析系統(tǒng)MVTA、生理多導(dǎo)儀設(shè)備獲取不同實(shí)驗(yàn)者對于產(chǎn)品的感性知識，根據(jù)實(shí)驗(yàn)者對于目標(biāo)產(chǎn)品及不同種群產(chǎn)品的視知覺特點(diǎn)，分析實(shí)驗(yàn)者對產(chǎn)品形態(tài)要素的辨識規(guī)律并獲取引起消費(fèi)者意象變化的形態(tài)元素。采用基于Matlab的產(chǎn)品形態(tài)基因編碼方法，將產(chǎn)品基因進(jìn)行形態(tài)擬合，并得到基因的函數(shù)表達(dá)式，通過基因的圖形學(xué)特性，使最終經(jīng)過編碼的基因包含良好的心理感知和幾何信息。本發(fā)明運(yùn)用生物學(xué)的基因優(yōu)選與轉(zhuǎn)基因概念和方法，以產(chǎn)品的形態(tài)特征作為研究對象，研究產(chǎn)品形態(tài)曲線的編碼方式，形態(tài)基因的轉(zhuǎn)移、變異、重組產(chǎn)生新個體的方法，實(shí)現(xiàn)產(chǎn)品形態(tài)的創(chuàng)新和對原有形態(tài)的繼承，最終達(dá)到不同產(chǎn)品形態(tài)曲線間的融合和創(chuàng)新，實(shí)用性好。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案：一種基于轉(zhuǎn)基因理論的工業(yè)產(chǎn)品智能設(shè)計(jì)方法，其特點(diǎn)是包括以下步驟：

步驟一、構(gòu)建意象模糊相關(guān)的形態(tài)基因數(shù)據(jù)庫。

采用三維坐標(biāo)測量儀或結(jié)構(gòu)光柵掃描儀對靜態(tài)基因進(jìn)行參數(shù)捕捉，獲取靜態(tài)基因的三維數(shù)字模型。

運(yùn)用圖形學(xué)三視圖坐標(biāo)轉(zhuǎn)化矩陣，將三維數(shù)字模型轉(zhuǎn)化為二維視圖，并對二維視圖進(jìn)行降噪，實(shí)現(xiàn)空間中靜態(tài)基因的提取和三視表達(dá)。

運(yùn)用Matlab將產(chǎn)品基因進(jìn)行形態(tài)擬合，得到基因的函數(shù)表達(dá)式，對產(chǎn)品形態(tài)基因進(jìn)行編碼。