面向围岩结构面提取的快速采集设备与分域聚类方法

在隧道建设中,开挖面围岩蕴含着指导施工的珍贵地质信息,围岩结构面提取作为围岩精细化分析判别的关键步骤至关重要.传统围岩三维数据获取多依赖激光扫描技术或多视角视觉三维重建技术,存在采集速度慢和无法恢复真实尺度的问题;同时,结构面提取方法在应对大范围且破碎的三维岩体数据时,存在通用性不足和准确性低的问题.针对隧道围岩的结构面快速提取,设计了一套快速三维采集的方法设备,提出了一种基于分域聚类算法的结构面提取方法.首先,快速采集设备集成视觉成像技术和激光测点技术,将图像数据和激光点距数据标定融合,实现了快速准确采集;其次,提取方法将复杂分布的点云数据空间划分为多个子域独立提取结构面;最终,融合子域间结果,实现了围岩峒壁和掌子面区域主要结构面的自动提取.所设计的设备和方法在一个实际施工隧道上进行了示范应用,单个掌子面数据采集时间小于10 min,减少了对施工时间的影响和对采集人员的技术依赖;经过后处理恢复的数据尺度,精度误差小于1 cm;所设计的结构面提取的准确率可达到60％以上,可协助施工工程师掌握施工现场情况.     

对复用构件库体系结构的几点研究

复用构件库是软件复用的重要的技术支撑之一 .但由于目前的构件库体系结构主要是基于静态管理的数据仓储结构或层次结构 ,忽视了构件作为其复用单元本身的变化发展特征 ,所以并不能为软件开发提供真正意义上的面向复用的服务 .本文结合构件的复用性能的有关度量模型 ,提出了一种新型的层次型体系结构 ,从结构机制上提高了构件库的复用性能 ,有利于软件复用的实践与发展     

网格数据复本管理的动态自适应软件体系结构

单一策略的复本管理不能适应网格系统复杂、多变的环境.提出了软件体系结构驱动的动态自适应数据复本管理架构DSA-RM.在该架构中,软件体系结构描述作为核心元素被整个数据网格运行环境共享,适用于不同应用环境和虚拟组织的数据复本管理策略则可以按照描述规则封装为构件.DSA-RM以该描述作为系统调度依据,运行各数据复本管理构件.通过对DSA-RM的抽象,形式化地描述了框架下的复本管理构件,讨论了动态环境下构件演化、复制过程的动态自适应规则,并按这些定义和规则设计了DSA-RM的实现框架和构件复制算法.通过性能分析以及对框架下多策略执行模拟验证表明,DSA-RM可以有效提升网格系统的整体性能.最后,介绍了下一步在上海医学数据网格上的应用计划.     

建筑构件参数化建模语言PCML的设计和应用

针对三维建筑构件建模和应用的特点,提出一种用于描述建筑构件三维模型的方法--建筑构件参数化建模语言PCML.分析了PCML的设计目标,详细介绍了其语法构成与解释执行,并对构件各方面信息的描述方法做出说明.最后结合楼梯建筑构件类型,介绍其在三维设计软件EasyStructure中的具体应用.     

基于功能构件的软件复用方法

提出一种基于功能构件(FC)的软件复用方法,讨论所定义的功能构件的特点.以功能构件的设计思想为指导,设计了软件系统模型,建立了包括用户管理、用户操作稽核、权限管理、数据录入、电子数据导入、数据库管理维护和监控、界面风格控制、静态参数维护、数据查询、数据统计、工作流管理等功能构件的构件库,并用该复用方法完成了成本管理系统的开发.该复用方法可快速高效地实现新系统的搭建,能极大地节省软件开发的人力、物力投入,缩短开发周期,提高开发效率.     

多态性构件及其代数规范

可复用构件往往需要引入多态性支持,但是这给构件的形式化定义带来很多困难.采用代教规范系统来定义空间几何实体构件的组织结构及其行为特征,可以有效的支持构件的数据和行为多态性.在多层次的代数规范理论基础上,引入了构件的参数化多态和包含多态,建立了空间几何的实体多态性构件系统,实例表明了系统对于数据和行为多态性方面的有效性.     

基于构件的PDM系统中的数据管理

产品数据管理系统(PDM)是计算机技术在企业生产中的运用,能够帮助企业提高生产效率和产品质量.因此,PDM系统的开发也随着计算机软件技术的发展不断引进新技术.文中分析了目前PDM系统常用构造及数据框架,并在引入构件技术和软件代理技术开发的基于构件的PDM系统模型的基础上,提出了对系统中工程数据的管理办法,以及对系统中的构件进行有效管理,使得在开发中能够迅速地检索出可复用构件,然后对构件提取和组装,从而达到软件的复用,提高软件生产率和质量.     

三维结构构件渐进式整合与重组方法

提出一种结构构件三维信息的渐进式整合和规范化重组方法,将各种示意性的图形元素、多样化的表达方式、分散在多张二维图中的三维结构构件信息进行整合和规范化,得到具有严格几何对应关系的规范化投影图;同时,从构件属性标注中提取三维重建所需的隐含语义信息,在领域知识和经验的辅助下进一步应用到规范化投影图;最后,利用基于投影匹配的方法在规范化后的前视、侧视和水平投影图基础上完成精确重建.     

BIM技术在农村住宅结构CAD软件后处理系统中的应用

基于BIM技术研制适用于各种农村住宅结构形式的CAD软件后处理系统.根据面向对象的编程原理,抽象出描述实际结构零件几何信息、结构特征和设计条件的智能对象.采用三维实体建模直观、准确和完整地展现结构的复杂空间位置关系和细部构造;在实体模型的基础上选取特定的实体,提取其中的几何信息,经过投影、消影和自动标注绘制完成施工图和加工图.该软件系统能提取三维实体模型中的构件和零件的加工信息,并按照CNC设备的数据格式要求整理输出为二进制数据或Excel等.     

一种面向分布构件集群系统的配置管理模型

分布构件技术是一种面向三层计算结构业务逻辑中间层的分布计算技术。分布构件集群系统,在分布构件基础之上,面向企业计算需求,提供了更好的可用性和更高的性能。文章研究分布构件集群系统的构造及配置管理内容;通过给出分布构件集群系统的配置管理模型,定义相关的配置管理关系和配置管理数据,使得能够在统一的管理视图上对分布构件集群系统及内部所安装部署的分布构件进行有效的管理。该模型是分布构件集群系统在运行时刻支持高可用和高性能的基础。     

Simplification of feature-based 3D CAD assembly data of ship and offshore equipment using quantitative evaluation metrics

In the design process for ship outfitting and offshore plants, an equipment catalog database is compiled in order for shipyards to reutilize data effectively. However, the current procedure for building such a catalog causes wastage of time because the modelers in the shipyard must perform manual modeling of the 3D CAD data in order to decrease the size of 3D CAD data and adopt a different level of detail (LOD) depending on the purpose of its use. This problem arises because equipment suppliers are not willing to give all of their 3D CAD data to shipyards, out of fear of the loss of intellectual property. Moreover, the 3D CAD data of equipment suppliers have a high LOD, while a shipyard’s 3D CAD data have a relatively low LOD. Therefore, it is necessary to introduce an automated method to simplify the 3D CAD assembly data for equipment that is received from the equipment supplier. In addressing this problem, this study first proposes criteria for a simplification process and quantitative evaluation metrics for the simplification of 3D CAD assembly data, considering the characteristics of equipment data in the shipbuilding industry. Based on these findings, a simplification system was developed, and, four experimental test cases that were conducted on-site were used to verify the proposed system. The results showed that the data to be stored could be reduced to at least 25% of the original 3D CAD assembly data while ports, outer boundaries, and connectivity between CAD parts could be maintained.     

超二维环境下尺寸驱动和参数设计的研究

超二维环境的最大特点在于使用了二维数据表示三维模型，实现了不建立三维模型直接对三维模型的各向投影进行参数设计，直接修改复杂工程图，由于相对三维工程实体，纯二维数据信息量不足，而按以往方法用多视图来弥补，又因视图间缺乏必要联系，无法建立和描述三维信息，因而，超二维模型引入视图投影信息，使之具有一定的三维信息。通过结合当前尺寸驱动和参数设计的现状，在超二维环境下，引和高等画法几何学多视图间的投影原理，     

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。     

Editing 3D models on smart devices

This study proposes a 3D CAD system available on smart devices, which are now a part of everyday life and which are widely applied in various domains, such as education and robot industry. If an engineer has a new idea while traveling or on the move, or in the case of collaboration between more than two engineers, this 3D CAD system allows modeling to be performed in a rapid and simple manner on a smart device. This 3D CAD system uses the common multi-touch gestures associated with smart devices to keep the modeling operations simple and easy for users. However, it is difficult to input the precise geometric information to generate 3D CAD models by such gestures. It is also impractical to provide a full set of modeling operations on a smart device due to hardware limitations. For this reason, the system excludes several complicated modeling operations. This work provides a scheme to regenerate a parametric 3D model on a PC-based CAD system via a macro-parametrics approach by transferring the 3D model created on a smart device in an editable form to a PC-based CAD system. If fine editing is needed, the user can perform additional work on a PC after reconstruction. Through the developed system, it is possible to produce a 3D editable model swiftly and simply in the smart device environment, allowing for reduced design time while also facilitating collaboration. This paper discusses the first-ever system design of a 3D CAD system on a smart device, the selection of the modeling operations, the assignment of gestures to these operations, and use of operation modes. This is followed by an introduction of the implementation methods, and finally a demonstration of case studies using a prototype system with examples.     

城市地下管网三维可视化实现技术研究

通过分析三维管网可视化模型的实现方式,构建三维管网空间数据模型,选用Flt三维数据图形格式,提出了基于工程测绘数据、纸质蓝图和DXF格式CAD文件三种形式的三维管网模型自动构建技术;基于Vega Prime的场景漫游开发,可将地上建筑、地下岩层、管网等其它Flt模型引入到系统中,共同驱动,实现大场景城市地下管网的快速建模与三维可视化漫游。     

基于虚拟现实的三维园林景观设计仿真系统

现有的园林景观专业CAD软件对三维模型及虚拟仿真效果表达有限,只能进行二维施工图绘制.为解决动态景观特性,研发了虚拟现实技术的三维园林景观设计仿真系统,采用面向对象的参数化三维实体建模手段,实现了三维实体建模、设计场景的三维实时虚拟呈现、渲染图及动画制作、施工图绘制等功能,并探索了系统计算原理、实现方法及OpenGL扩展功能等相关技术.然后简要介绍了系统整体功能,详细论述了专业模块中的仿真过程.最后以工程实例验证了系统的有效性.     

A method to exchange procedurally represented 2D CAD model data using ISO 10303 STEP

Procedural models have the advantage of being easy to edit simply by changing the values of the parameters of their constructional operations. Such models are said to embody design intent, in the sense that modifications to them conform to the method of creation used by their original creator. They also comply with any constraints implied by the particular constructional operations used. This paper introduces the development and standardization process of the ISO 10303-112 specification and describes the concept of procedural 2D modeling, a method of representing procedural 2D CAD models in STEP in harmony with other STEP resources. The feasibility of procedural 2D modeling commands for the exchange of procedurally represented 2D CAD model data is demonstrated through an experiment where procedural 2D CAD model data in neutral form generated with an in-house 2D modeling system are translated to and modified in a commercial 3D mechanical CAD system.     

3D CAD技术的课程设计教改探讨

作为工程设计和产品开发工具的3D CAD技术必将普及。3DCAD技术的发展对高校教学也提出了严峻的挑战,3DCAD技术的课程设计教学是一个重要环节,应充分结合传统工程制图与二维CAD、三维CAD的教学,开展3D CAD技术的课程设计教学以提高运用计算机技术建立三维产品模型的能力。     

CAD中三维交互技术的研究与实现

本文研究了ＶＲ技术在ＣＡＤ几何造型中作为交互手段的应用,特别研究了三维交互技术在ＣＡＤ中的实现。通过提出一种用于三维交互的精确视觉线索方法,实现了对三维空间中不同信实体相互位置关系的精确感知。探讨了ＣＡＤ中在三维交互技术支持下的新的几何造型技术。