整合概念设计与详细设计过程的笔式CAD系统研究

目前存在的CAD系统由于交互方式不自然,交互效率低,缺乏对概念设计中模糊信息的支持,中断了设计信息流,导致概念设计与后续设计过程断裂,增加了设计周期和工作量。针对当前CAD系统的不足,提出对于支持概念设计的笔式CAD系统的研究,并探讨实现这样一个系统的问题及解决。其目的在于通过高效地使用当前的手势识别和草图识别技术,支持用户从开始的模糊意图所产生的随手笔画,到最后进行精确定位和绘制,使概念设计与详细设计过程整合,减少工作量和缩短设计周期。     

基于模糊理论的在线手绘图识别

分别讨论基于几何特征和基于混合特征的手绘图模糊识别方法.给出各线元对应的模糊特征及其特征提取方法.构造笔划模糊识别的统一隶属函数,通过大量实验给出模糊隶属函数的参数值.采用对隶属函数取截值的方法控制模糊识别中人为参与的程度,在必要时通过人机交互判定识别结果.可识别的线元包括:直线、折线段、椭圆、椭圆弧、圆、圆弧、抛物线、双曲线.该方法有效实现在线手绘图识别,为后期手绘图的三维重建及支持概念设计CAD系统的研究奠定基础.     

基于草绘的机构识别及机构分析方法研究*

在概念设计阶段构造新型的支持创新过程的设计系统,对新产品的设计活动具有重要意义。在机械产品概念设计中将机构看成由图元构成的图形,提出一种面向概念设计的机构草图识别及分析方法,主要内容包括手绘草图输入及机构草图识别、机构方案运动分析。本文把手绘草图识别技术和机构运动相结合,通过对机构草图的识别以及机构的运动分析,实现在概念设计阶段对机构设计方案的评价分析。     

GAD技术发展趋势与机械制造企业对策

一、引言 并行工程、即时生产、精益生产、敏捷制造和虚拟现实等先进制造技术和系统都与CAD技术的发展与应用密切相关.CAD系统中出现了许多先进技术,如变量化技术、虚拟产品建模技术等.目前,CAD技术的研究热点有计算机辅助概念设计、设计知识的管理及利用、计算机支持的协同设计、新的设计方法和设计理论研究等.随着互联网的普及,集成化、智能化、协同化成为CAD技术新的发展特点,使CAD技术得到更广泛的应用,发展成为支持协同设计、异地设计和信息共享的网络CAD.     

基于VGG-CapsNet的零件手绘草图识别模型

针对概念设计阶段现有CAD系统难以通过手绘草图准确匹配对应的零件的问题,提出预训练网络(VGG)与胶囊网络(CapsNet)相结合的零件手绘草图识别模型(VGG-CapsNet).招募了5名设计师绘制零件草图,构建包含标准件和非标件在内的23类零件手绘草图数据集;设计了组间实验与组内实验,分别构建基于VGG-CapsNet的零件手绘草图识别模型,并与rVGG-13模型、rCNN-13模型的识别结果进行比较.实验结果表明,VGG-CapsNet模型在组间和组内实验中的平均准确率均高于其他2种模型,为零件设计知识的检索与重用提供技术支持.     

基于可分度和支持度的模糊密度赋值融合识别算法

模糊积分理论可有效处理分类决策不确定性问题。当前模糊密度的确定方法未考虑各个分类器识别结果的可区分程度及各分类器对识别结果的支持程度,会丢失融合识别的相关信息。文中提出基于可分度和支持度的自适应模糊密度赋值融合识别算法。该算法根据各分类器对待识别样本的识别结果的可区分程度和支持程度对分类器的融合模糊密度进行自适应赋值,从而有效实现多分类器融合识别。将该算法应用于自然交互环境下的人脸表情识别和Cohn-Kanade表情识别。实验结果表明,该算法能有效提高总体表情识别率。     

从工业界的角度看CAD技术的研究主题与发展方向

回顾了现有CAD系统所采用的主流、成熟技术,包括特征造型技术,基于历史的造型、参数化设计以及组件技术．从工业界的角度分析了当前CAD技术的若干研究主题,包括CAD与互联网、曲面造型、数据交换、从二维到三维、概念设计与早期设计等．并展望了未来的CAD系统,包括未来的计算环境、未来的机械CAD、未来的数据共享以及未来的零件造型技术。     

基于PUI界面的草图编辑软件

针对CAD系统在应用到概念设计时,由于传统的人机界面无法提供一个自然和高效的人机交互环境,导致CAD不能在概念设计领域中广泛被使用,对此提出了基于感知界面（PUI）思想,以手势命令取代传统人机界面的解决方法,并设计出基于．net平台的草图编辑系统。系统使用神经网络中的BP算法,完成计算机对用户输入的手势命令的识别,从而提高了草图编辑系统人机界面的人性化,并通过实例演示了部分系统功能,表明系统具有一定的实用价值。     

引信可生产性设计评价及特征识别技术的应用

提出引信可生产性设计的概念和设计指标评价树,并在此基础上建立了可生产性设计评价系统。而且就评价系统中一些面向加工的工程语义信息,即加工特征的实现采用了特征识别技术。这是因为特征识别技术是构成CAD与CAPP的理想接口（CAD系统采用实体模型或设计特征表示产品,而CAPP所需的则是基于加工特征的产品信息表示）,从而有助于提高我国引信的设计水平和生产技术水平。     

一种简单实用的草图编辑手势识别方法

联机草绘设计作为一种自然、高效的人机交互方式，继承了传统纸笔草绘设计的优点，弥补了现有CAD软件在处理模糊、不精确信息方面的不足，并日益受到人们的关注。针对联机草绘图形的编辑修改，设计出一套简单、快捷的编辑手势．并采用模式匹配的方法对其进行识别。实验结果表明，提出的方法具有较高的识别效果，加快了概念草图的设计过程。     

概念图形草绘设计技术研究

针对概念草图的输入输出问题,采用了基于草绘输入的交互式图形设计方法,实现了单笔划草绘轨迹主动分段识别与规整方法;运用了基于笔式手势的草图编辑方法,并将概念草图以DXF的格式输出,实现与现有CAD系统之间的集成.根据手势设计原则以及草图编辑的需要,定义并实现了选择、删除、移动等10种手势,同时采用感知器线性分类方法对手势进行识别.实例表明:手势编辑模式能够改善传统编辑方式在自然性与智能性方面的不足.     

一种简单实用的草图编辑手势识别方法

联机草绘设计作为一种自然、高效的人机交互方式,继承了传统纸笔草绘设计的优点,弥补了现有CAD软件在处理模糊、不精确信息方面的不足,并日益受到人们的关注。针对联机草绘图形的编辑修改,设计出一套简单、快捷的编辑手势,并采用模式匹配的方法对其进行识别。实验结果表明,提出的方法具有较高的识别效果,加快了概念草图的设计过程。     

三维手绘CAD系统的设计与表达

描述了一个基于手绘草图的三维设计系统,并给出了该系统的体系结构．该系统采用以草绘手势规则和草图语义自动机为基础的设计与表达的思路,描述了草图语义的获取、表达和理解方法,从而较好地支持了早期的三维产品概念设计．该系统以手写笔和手写板为交互输入设备,能够自然、高效地进行一些复杂的三维实体和三维场景设计．     

Sketching 3D models with 2D interaction devices

The creation of a 3D shape using CAD tools, namely solid modelers, is difficult and time-consuming. Therefore, these systems are kept away from the conceptual phases of design, perhaps the most important in any product life cycle. The sketch is considered by many people as one of the fundamental techniques during a design's conceptual stages, as it enables high level design options to be explored at low cost. In general, this technique IS under-appreciated in the computer graphics world. In this paper, we present a system called IDeS that tries to combine simplicity and intuition while drawing, with the useful features of the solid modelers, for example, CSG operators.     

基于手绘草图的概念设计工具研究与设计

从认知心理学的角度,研究了概念设计的过程,探讨性地指出辅助设计工具应当以灵感为中心。阐述了适合概念设计过程的新的设计方法和交互技术,并介绍了基于手势的草图技术及新一代交互范式——PIBG交互范式。全面分析了约束捕捉、约束求解等关键问题,最后在此基础上给出智能图板系统的设计与实现,为用户提供了一种自然和谐的界面。     

基于草图的面向概念设计的协同图表绘制工具

概念设计过程使用了多种图表来表示设计概念以及构建功能结构.将手绘草图作为设计者之间的一种通信语言引入到异地同步协同概念设计过程,提出了基于手绘草图的协同图表绘制多agent 系统,包含草图交互、草图识别、通信、协调等多个agent.讨论了各agent 之间的通信机制以及主要agent 的实现策略,包括草图识别以及语义一致性维护策略.将系统应用到协同流程图绘制领域,运行结果表明,该工具能够改善人机交互模式,促进多用户之间的交流和协作.     

Knowledge acquisition techniques for feature recognition in CAD models

Automatic Feature Recognition (AFR) techniques are an important tool for achieving a true integration of design and manufacturing stages during the product development. In particular, AFR systems offer capabilities for recognising high-level geometrical entities, features, in Computer-Aided Design (CAD) models. However, the recognition performances of most of the existing AFR systems are limited to the requirements of specific applications. This paper presents automatic knowledge acquisition techniques to support the development of AFR systems that could be deployed in different application domains. In particular, a method to generate automatically feature recognition rules is proposed. These rules are formed by applying an inductive learning algorithm on training data consisting of feature examples. In addition, a technique for defining automatically feature hints from such rule sets is described. The knowledge acquisition techniques presented in this study are implemented within a prototype feature recognition system and its capabilities are verified on two benchmarking parts.