形状特征中的拓扑元素编码体系

在基于特征的参数化造型系统中,根据特征历史记录进行特征重建是特征编辑的重要实现手段。在特征编辑中,维护设计者的设计意图,其关键问题是维护模型修改前后拓扑结构的对应关系,拓扑元素编码是维护模型修改前后拓扑结构对应关系的基础。依据模型的几何拓扑关系提出一种简洁、高效的拓扑元素编码体系,较好地实现了拓扑元素的编码,为特征编辑和重建打下了良好的基础,提高了特征设计的灵活性。     

一种拓扑元素的命名和辨识方法

在基于历史的参数化特征造型系统中,拓扑元素的命名和特征模型重新生成时拓扑元素的正确辨识是一个关键问题。该文提出了一种拓扑元素命名和辨识的新方法,此方法基于两个新概念－－影响特征和影响面,通过检查被引用元素和被辨识元素间的影响特征集、影响面集以及非影响集是否存在子集关系进行拓扑元素的辨识,其主要创新点在于依据导致一拓扑元素产生和产生变化的特征和特征面的信息进行拓扑元素辨识。该方法的主要优点是在特征模型编辑后物体的拓扑结构发生变异时能够更合理地辨识出设计历史中的引用拓扑元素。     

拓扑元素的命名机制研究综述

在基于历史的参数化特征造型系统中,拓扑元素的命名和特征模型重新生成时拓扑元素的正确辨识是一个关键问题。此文基于参数化系统的模型表示方法,探讨了拓扑元素永久命名问题,分析了解决该问题的4个基本条件及其内在关系,将拓扑元素永久命名问题分为唯一命名及其辨识问题和模型重建阶段拓扑结构发生改变时的语义辨识问题2个层面展开研究,并对其他相关研究中的名字问题进行了概述。     

设计过程中设计意图维护和拓扑元素命名

拓扑元素的命名和辨识是基于历史的参数化特征造型中的一个关键问题,其实质是维护设计过程中隐含的设计意图.通过分析设计过程与拓扑元素命名的内在关系,面向隐含设计意图捕获,给出了设计过程中拓扑元素变动类型及其被引用元素辨识要求;提出了面的有向等参线概念和基于有向等参线的面面连接关系,以面为核心,综合拓扑元素的局部拓扑信息和几何特性进行拓扑元素命名;将拓扑元素相邻面分成活化面集和非活化面集,基于没计变动连续性观察.将隐含设计意图通过拓扑元素相关面集的子集关系表达出来,提出了拓扑元素辨识的子集关系原则.实验验证表明,文中方法能够更有效地处理拓扑结构发生变化的情况.     

管道CAD中网络图的自动拓扑变换

本文介绍了一种管道ＣＡ右管线网络拓扑变换方法，使目标选取和变换过程可自动，连续进行，使工作效率和可靠性有显著提高。     

基于拓扑逼近的CAD模型局部结构检索

为了从大量CAD模型中检索出具有指定局部结构的模型,提出一种基于拓扑逼近的检索方法.根据建立的CAD模型上边界面的几何与拓扑信息表达模型,提出一种统一度量方法来计算检索对象与检索条件中不同类型边界面之间的相似度;利用基于广度优先搜索的图生成树算法得到检索对象与检索条件之间的初始边界匹配方案;提出拓扑逼近算法,并将初始边界匹配方案作为其输入条件搜索最佳边界匹配方案;在最佳边界匹配方案基础上计算检索对象与检索条件之间满足绝对误差限的相似度,实现CAD模型的局部结构检索.根据文中方法在UG平台上开发了CAD模型局部结构检索系统.实验结果表明,该方法能够有效地实现CAD模型局部结构检索,具有较好的精度和较高的效率.     

CAD模型面的拓扑缺陷检测算法的设计

CAD模型在并行工程和协同设计环境下,在数据转换过程中可能会产生多种数据缺陷.针对这一问题,依据CAD数据质量标准,结合CAD模型面的拓扑结构的特点,对容易引发转换错误的反向的法向、边缘方位不一致、微小面数据缺陷进行了分类和描述.对前两类缺陷采用基于向量内积及夹角来构造检测算法,对微小面设计了基于二分扫描线的检测算法.利用VC++和UG/OpenAPI开发了面的拓扑缺陷检测系统,并通过3个代表性的实例验证算法的有效性.     

一种钣金件拓扑元素命名和辨识方法

拓扑元素的命名与辨别是特征技术中存在的一个困难和待解决的问题.本文在对钣金件特征研究和"零厚度"假设的基础上,提出了一种钣金件拓扑元素命名和辨别的新方法.该方法采用元素编号的方法对拓扑元素进行命名,并根据钣金件的拓扑点和拓扑边编号与旧模型中的编号是否一致来辨识点和边的拓扑元素.实验表明该方法在钣金件的拓扑结构发生变化时能有效地辨识出拓扑元素的前后对应关系.     

一个基于广义特征模型的CAD系统

本文结合某纺织机械厂产品实际,提出了一个基于广义特征的零件信息模型,开发了一个基于特征的、面向CAD/CAPP/CAM集成的CAD系统,初步实现了该厂迥转类零件的CAD/CAPP/CAM的集成。     

语义特征造型的拓扑元素编码机制*

针对现有拓扑元素标志与编码方法都是面向基于历程的造型系统,无法完全满足与历程无关语义特征造型的需要这一问题,提出一种以特征为基础的拓扑元素标志方法,并归纳出了一种统一格式的拓扑元素编码方法。当拓扑元素发生分裂时,给出了区分分裂面和分裂边的方法及编码格式;根据模型修改前后拓扑元素的不同变化情况,提出虚拓扑元素和子边的概念及编码格式,通过保留模型中拓扑元素间的拓扑关系,实现与历程无关的模型修改操作,并将该方法在自主开发的语义特征造型系统(HUST-CAID)中加以实现。     

特征CAD模型的全局对称的快速识别方法

针对现有面向CAD模型的对称识别方法效率低下的问题,提出一种充分利用特征信息,通过特征分类、特征集排序、合并和验证对称,快速识别特征CAD模型的全局反射对称和旋转对称的方法.通过分析特征信息中隐含的对称信息,可以快速获取特征的对称；根据对称强弱关系的原理,利用特征集排序使得中间结果快速向目标对称靠拢；合并和验证对称能避免检测不必要的局部对称,以快速获取全局对称,并能较好地解决根据特征信息无法识别对称以及避免从几何上识别对称的问题.实验结果证明,采用文中方法能正确且快速地识别特征CAD模型的全局反射对称和旋转对称.     

Feature-based spline optimization in CAD

In this paper, an advanced method for CAD-based spline structure optimization is investigated. The method is based on the combination of the commonly known parameter-based spline shape optimization and a recently presented feature-based structure variation concept for commercial CAD tools. The aim is to extend common parameter-based spline shape variation by the additional possibility to automatically add and remove control points or entire splines directly in CAD space. Such advanced spline modification provides a new level of flexibility in general geometry-based structural optimization. Using these splines to build CAD models, entirely new structures may be automatically generated during an optimization run through this newly gained flexibility in spline manipulation. The idea is to roughly define a continuous design space by basic splines and to gradually increase their shape complexity by control point number variation during optimization. Thus, operating on a knowledge-lean initialization—a design space bounded by basic splines and filled with material—this combination further extends the search and solution spaces of CAD-based structural optimization. The paper provides an outlook towards automated geometry-based structure creation combining nowadays commercial CAD software and a dedicated variation and optimization framework for geometry-based structural optimization.     

基于网络的协同CAD特征建模技术研究

探讨了协同工作模式和建模的需求，论述了一种结合C／S和B／S结构优势的三维CAD协同建模系统的结构和实现，通过对三维以数化特征技术，网络通信技术和特征编码技术等关键技术的研究，初步实现了局域网环境下零件级产品协同参数化造型设计和Internet上的模型信息发布。     

时空数据库中的时空拓扑查询

1 引言现代社会大量的科学应用,如航空系统的飞行器导航、森林火灾探测、乃至于人们生活中应用越来越广泛的移动通讯手机等等,这些都导致有必要研究一个能兼顾时空两属性的数据库管理系统。研制一个能有效表示和处理时空对象的DBMS,其中一项重要工作就是对时空对象进行空间分析操作。典型的时空对象的分析操作估计有近百个,大致划分为七类:a)时空对象间拓扑关系的操作,如求一个移动点是否在一个移动区域中:b)时空对象与空间对象间拓扑关系的操作,如求一个移动点是否在一个固定区域中;c)返回值为时空对象的操作,如求移动点的轨迹;d)返回值为空间对象的操作,如求一个移动点在某一个特定时刻的空间位置;e)返回值为单个数值的操作,如求一个移动点的速度;f)返回值为多个数值的操作,如求两个移动点间的距离;g)在时空对象集合上的操作,如在一些移动区域上进行FUSION操作。     

Evolutionary Synthesis of Stochastic Gene Network Models Using Feature-based Search Spaces

A feature-based fitness function is applied in a genetic programming system to synthesize stochastic gene regulatory network models whose behaviour is defined by a time course of protein expression levels. Typically, when targeting time series data, the fitness function is based on a sum-of-errors involving the values of the fluctuating signal. While this approach is successful in many instances, its performance can deteriorate in the presence of noise and/or stochastic behaviour. This paper explores a fitness measure determined from a set of statistical features characterizing the time series’ sequence of values, rather than the actual values themselves. Through a series of experiments involving modular gene regulatory network models based on the stochastic π-calculus, it is shown to successfully target oscillating and non-oscillating signals. This practical and versatile fitness function offers an alternate approach, worthy of consideration for use in algorithms that evaluate noisy or stochastic behaviour.     

飞行器大数据量CAD模型并行预处理

针对虚拟仿真中飞行器大数据量CAD模型在单台计算机执行预处理非常耗时的问题,采用消息传递接口(MPI)并行开发技术搭建了机群并行处理软硬件平台.以CAD模型装配树的零部件为处理对象,设计了并行预处理算法;通过并行执行几何模型简化、LOD生成、模型分割等预处理,以及动态负载均衡与数据传输存储优化来提高并行处理的效率.实验结果表明:与单台计算机执行相比,其预处理速度提高10倍以上.包含千万级三角面片、GB级数据量的飞行器CAD模型采用该并行处理系统,可以在60 s左右完成预处理.     

Basic Topological Models for Spatial Entities in 3-Dimensional Space

In recent years, models of spatial relations, especially topological relations, have attracted much attention from the GIS community. In this paper, some basic topologic models for spatial entities in both vector and raster spaces are discussed.It has been suggested that, in vector space, an open set in 1-D space may not be an open set any more in 2-D and 3-D spaces. Similarly, an open set in 2-D vector space may also not be an open set any more in 3-D vector spaces. As a result, fundamental topological concepts such as boundary and interior are not valid any more when a lower dimensional spatial entity is embedded in higher dimensional space. For example, in 2-D, a line has no interior and the line itself (not its two end-points) forms a boundary. Failure to recognize this fundamental topological property will lead to topological paradox. It has also been stated that the topological models for raster entities are different in Z ² and R ². There are different types of possible boundaries depending on the definition of adjacency or connectedness. If connectedness is not carefully defined, topological paradox may also occur. In raster space, the basic topological concept in vector space—connectedness—is implicitly inherited. This is why the topological properties of spatial entities can also be studied in raster space. Study of entities in raster (discrete) space could be a more efficient method than in vector space, as the expression of spatial entities in discrete space is more explicit than that in connected space.     

三维CAD模型检索综述

对三维CAD模型检索研究现状进行了深入和系统的综述。CAD模型检索可划分为两个层次:基于视觉相似性的三维CAD模型检索、面向语义与功能描述的三维CAD模型检索。分别分析了两种检索层次下CAD模型的检索方法。在此基础上总结了三维CAD模型检索评测基准库、评测方法等。最后展望了现有研究中的难点及进一步的研究方向。     

CAD模型自动语义标注

为了解决基于关键字检索方式难以获得符合设计意图的CAD模型的问题,通过对CAD模型自动添加语义标签来改进传统关键字方式检索CAD模型的准确性.首先提出一种利用属性图比较CAD模型形状相似性的算法,根据图的邻接矩阵及顶点属性构造图顶点集的序列,通过动态编程方法求出图的最大公共子图,得到CAD模型之间的形状相似度;然后根据求出的未知模型与已知模型之间的形状相似度,利用概率方法实现对未知模型的自动语义标注.实验结果表明,采用文中方法可以使基于关键字的检索方法具有搜索形状相似模型的功能,在很大程度上改进了传统关键字方式检索CAD模型的准确性.     

三维CAD模型中自由曲线曲面无损压缩算法

针对协同设计环境下三维CAD模型网络传输慢等技术瓶颈,提出了一种针对精确CAD模型中自由曲线曲面的无损编码压缩算法.该算法采用最佳线性预测,并结合IEEE标准单精度浮点型数据的表达特点,引入了尾数差值编码算法,对曲线曲面的控制点信息进行了预测编码无损压缩,避免了现有多边形网格逼近编码压缩算法造成的精度损失和特征信息丢失.实验结果表明:该算法具有良好的压缩效果.