基于有向图的约束求解新算法

针对一般几何约束系统欠约束状态下约束分解的多样性,通过对剩余自由度的分析,提出了几何元素优先级的概念,给出了约束有向图生成算法,实现了对约束系统的优化分解.本算法在AutoCAD 2000提供的二次开发接口ObjectARX上成功实现,运行结果表明具有良好的约束求解效率.对于欠约束系统的分解结果可以最大限度满足用户的需求.     

基于约束图的三维服装约束问题求解

采用样条曲线作为基本几何元素,建立了三维服装几何约束关系。以此为基础构造了三维服装的约束图,有效地表达了几何元素及其相互关系。提出了基于约束图的改进的三维服装几何约束求解方法,完成了构造服装和对服装的交互参数化修改问题。通过应用实例将参数化方法向高层次图素进行了推广,并成功应用于服装CAD系统中,运行效果良好。     

约束求解组件与CAD平台的集成

提出一种几何约束求解组件与CAD平台的集成框架,基于此设计了一个动态几何约束系统.该系统利用目标捕捉和尺寸推断结果,可自动建立优化的欠约束几何约束模型.引入了自定义的约束实体,使得约束关系成为可见的、易管理的对象.增加了的对象反应器和命令反应器,很好地支持了平台本身的Undo/Redo操作.系统实现了约束信息与几何模型文件的同步存取.     

基于有向图的二维约束求解算法研究

针对过约束、几何完全定义状态判定和约束求解效率等问题,提出了基于约束图,利用自由度理论和约束冲突机制,通过反向约束方向平衡约束,进而通过排序进行约束求解的算法。算法采用约束图记录约束和几何的关系;通过约束平衡的方法进行过约束和几何完全定义的判定;采用排序求解方法,将庞大计算问题转化为一组相对简单的计算问题。算法已得到初步应用,对过约束和几何完全定义状态的判定有明显的效果,而且提高了约束求解效率。     

几何约束求解可构造模式研究

针对完整几何约束系统刚性复合顶点的装配求解问题,细化和分离出可几何构造模式,并提出几何增量构造的方法求解这类模式。通过对可构造模式子构型的构造,求出刚性体的自由转动和自由移动运动空间,在自由运动空间中构造未满足的几何约束。该方法在几何约束求解中具有实际的应用价值,克服了数值整体迭代的不稳定性和符号法的低效率,并实现于几何约束求解器CBA中。     

改进的蚂蚁算法在几何约束求解中的应用

将几何约束问题转化为数值优化问题。把蚂蚁算法引入几何约束求解中。在所有的操作中,由于没有涉及到在 Newton-Raphson 中遇到的矩阵求逆操作,因此蚂蚁算法具有很强的鲁棒性。笔者在基本蚂蚁算中混入局部优化算法,对每代的最优解进行改进,进一步加快蚂蚁算法的收敛速度。为了避免蚂蚁一开始就失去解的多样性,笔者改进了选择策略。为了克服蚂蚁算法计算时间较长的缺陷,这里引入遗传算法中的变异算子,经过局部优化后,整个群体的性能会有明显改善,使得算法保持更好的多样性。由于该算法对方程的个数和变量的个数没有什么特殊的要求,因此可以处理欠约束问题。     

面向对象的参数化约束模型及其实现

运用面向对象理论对几何约束系统进行分析,用类来表示图元和约束,建立系统的类层次结构,提出一种面向对象的有向超图参数化表示模型,该模型具有有向超图的优点,同时易于用面向对象的程序设计方法实现。该方法将面向对象技术贯穿于系统分析、建模及其实现的全过程中,具有高效、可靠的特点。并且系统容易扩充与修改,特别适合于某特定行业的系列化产品的参数化CAD系统建模与程序实现。     

基于约束矩阵的几何约束传播研究

为了保证几何约束系统的一致性和几何约束求解的正确性,对几何约束传播进行了研究,指出几何约束传播是几何约束系统的本质特征。提出了几何约束矩阵和约束传播矩阵来表达和揭示约束传播的内在机制,并提出了一种闭环约束识别的新方法。通过约束传播分析,为几何约束求解引擎的实现提供了理论依据和快速算法。     

几何约束求解的去并拟合方法

依据有向图理论提出了去并拟合方法,由此导出了对于几何约束求解问题的去并拟合的并行处理及串行处理策略,进而得到了一套求解几何约束问题的完备算法。通过将该理论引入到参数化CAD的设计中,使得在算法复杂度增加不大的情况下,几何自动作图的范围大大拓宽。还将其应用于智能动态几何软件的设计中,取得了较好的结果。     

基于约束的几何造型系统

 提出了一种基于约束的造型系统模型,通过约束网、约束求解器与实体特征表示、实体的边界表示,获得一致的实时更新的实体,此系统将极大地提高设计的灵活性。     

基于自由度分析的三维模型几何约束求解

针对三维几何约束模型的求解问题,在充分研究了二维几何约束模型自由度分析技术的基础上,采用几何推理的方法,给出了一种三维模型几何约束求解的自由度分析算法,该算法可归纳为活动分析和场所分析两个过程.算法为三维几何约束模型提供了一种求解方案,解决了过约束和欠约束状态时的约束求解问题,并展示了一个实例.     

一种基于Gr(o)bner基和有向图的几何约束求解方法

方程组规模大和约束一致性分析方法的欠缺影响基于Grobner基的代数法在约束求解中的应用。针对应用有向图进行约束分解产生的强连通分量不饱和问题，提出进行强连通分量内变量匹配，以消去自由实体，从而使强连通分量趋于饱和，方程组得以简化。并以此为基础提出基于Grobner基进行约束一致性判别的方法。以含有冗余约束的三角形为例阐述了约束一致性分析和求解的过程。     

三维装配几何约束组合的分类求解策略

针对两个刚体之间的三维几何约束求解问题,依据几何约束的参数结构分析了角度约束和距离约束的解耦性,给出了角度约束和距离约束可解耦求解的条件;然后对两个刚体之间的几何约束进行组合分析,总结出约束度不小于2的几何约束构成的组合只有几十种,且均可采用几何推理方法进行求解;最后阐述了附加方向约束、冗余约束和矛盾约束对数值求解的不利影响,提出了三维几何约束组合的分类求解策略,并用实例验证了该求解策略的有效性.     

面向对象的图形数据库查询技术实现

论述了应用图形数据库的概念来组织和管理图形数据。图形数据库是一种面相对象的工程数据库管理系统，是工程数据库在图形设计领域的应用。引入了图形数据库查询语言GDQL(Graphic Database Query Language)。GDQL是以对象数据管理组织(Object Data Management Group，简称ODMG)组织的对象查询语言(Object Query Language，简称OQL)标准为蓝本，采用类SQL形式，专用于图形数据库的查询语言。介绍了面向对象图形数据库的一般查询方法、图形数据库的查询处理器结构、GDQL的语言描述以及查询优化等内容。