基于3ds max的三维建模技术在工业设计中的应用

在工业设计活动中,三维数据模型的建立可方便地生成产品的平面和立体效果图以及三维动画效果。该文系统总结了3dsmax中的建模方法,将其归纳为7种,即基础建模、样条建模、复合建模、网格建模、多边形建模、面片建模和NURBS建模。介绍了每一种建模方法的特点和在工业设计中的应用,最后对建模方法的具体选用提出了建议。     

基于Petri 网的工业设计过程管理工作流建模研究

工业设计过程建模是产品设计过程管理研究的关键环节,直接影响着项目开发周 期和整体效益,但目前工业设计行业没有针对设计过程管理有效的建模技术及其系统。为实现 对工业设计企业设计过程动态性、结构性和有序性管理,在产品设计过程管理中引入面向过程 的组织管理与流程优化的工作流技术及Petri 网建模方法;然后根据对设计过程管理流程的研 究,构建了设计过程管理工作流程图;进而结合工作流技术、Petri 网过程建模方法和工业设计 过程管理流程提出工业设计过程管理的4 个阶段工作流建模方法：本体分析、元素提取、元素 概括、元素带入;最后,以工业设计过程管理建模领域为例构建了基于Petri 网的工业设计过程 管理工作流模型,在此基础上实现了工业设计过程管理原型系统。     

软测量建模软件的设计与开发

该文针对化工生产过程设计开发软测量建模软件。考虑到实际工业过程复杂多变,软件采用了线性回归建模和非线性神经网络建模两种方法来设计。通过对化工生产过程苯乙烯装置乙苯含量和淀粉含量的建模软测量应用,结果表明软件能够实现软测量的趋势预测功能。     

网络控制系统的对象建模

网络控制系统(NCS)中的被控对象是包含工业控制对象和通讯网络的广义被控对象,其模型是时变不确定的,十分复杂。在考虑了单包传输、多包传输、数据包丢失、延时、随机干扰等情况下,用一种统一的形式,建立网络控制系统的模型。对广义被控对象进行分析和建模有利于网络控制系统控制器的分析和设计。在实际工程应用中在分析了NCS网络特性基础上。皆可按该方法对广义被控对象建模,然后再进行控制器设计。     

复杂工业过程特征建模方法及应用研究

针对复杂工业过程的特征建模是研究其优化控制的基础.复杂工业过程普遍具有强干扰、非线性、大时变等诸多不确定性特征,部分工艺涉及复杂的生化反应并伴有强污染和高危性,检测数据具有维度高、噪声大等特性,这均为建立精准的工业模型提出了更急迫的需求和更高的标准.鉴于此,总结并归纳当前复杂工业过程的建模思路和研究进展,旨在从多个视角分析不同建模方法的适用性和有效性,为先进的优化控制理论指导实际工业生产奠定模型基础.首先,从机理建模、数据驱动建模和混合建模3个方向对目前主流的工业建模方法进行划分和综述;然后,阐述各类建模方法的具体设计思路,并分析模型结构和算法特点;接着,调研不同建模策略在解决实际工业过程中的指标建模、被控对象建模、全流程建模等问题的具体应用情况;最后,结合目前工业智能化建设趋势及其面临的挑战性问题,指出未来的研究思路和发展方向.     

模糊时间序列挖掘在复杂系统模糊建模中的应用

针对于复杂工业过程领域模糊建模问题, 提出了一种基于时间序列的模糊定量数据挖掘方法, 并讨论了其在复杂系统模糊逻辑推理模型结构辨识中的应用. 该方法建立在系统历史采集数据库基础之上, 较好的解决了多入多出 (MIMO)非线性复杂工业过程模糊建模时初始模型的建立问题. 文章最后讨论了该方法在氧化铝熟料烧结回转窑建模中的应用, 取得了良好的现场运行效果.     

面向工业过程的建模辨识平台的设计与实现

提出了一种面向工业过程的可视化建模辨识平台的设计和实现方法.该平台加载了多种辨识算法,并使用OPC技术和各类工控系统进行数据交互,以实现对复杂工业系统的动态特性测试.基于输入输出数据,获得系统的参数模型或非参数模型.对实际工业对象建模辨识的结果,表明该平台大大提高了建模的效率和精度.     

基于整体辨识策略的非线性自适应控制方法

针对一类离散时间下的未知动态非线性系统,为解决传统自适应控制方法在交替辨识非线性系统时由于辨识精度低而导致的控制性能差的问题,本文提出了一种基于整体辨识策略的未建模动态补偿的自适应控制方法.利用随机向量函数链接(RVFL)网络的直链与增强结构特性挖掘其与低阶线性模型和高阶未建模动态项的等价对应关系,并融入权值偏差惩罚项,设计了网络模型参数在线更新算法辨识非线性系统参数.根据在线辨识的线性模型参数和未建模动态估计量,采用一步超前最优控制策略设计线性控制器和未建模动态补偿器.数值仿真表明,所提方法优于交替辨识下的非线性自适应控制方法,并通过工业应用的仿真研究验证所提方法在工业上的可用性.最后,对本文控制方法在实际应用中的潜在问题及理论受限条件的放松进行分析和展望.     

簇状树形无线传感器网络系统级设计分析

簇状树形网络在无线传感器网络应用中大量存在,对此种网络的协议进行系统级建模可以有效地提高设计的灵活性,可以针对不同的应用进行快速配置.针对一种工业无线传感器网络协议,提出了一种典型的簇状树形网络的系统级建模方法,并在系统的可靠性、低功耗、时延等不同的方面进行了设计评估.实际工厂的部署和实验表明,采用系统级分析,可以快速高效地对系统的参数进行调整,达到网络设计的需求.     

面向对象的本体建模研究

UML语言是面向对象建模领域公认的工业标准,而本体建模是近来迅速发展的语义网中主要建模技术,UML在本体建模领域中的应用的可行性和具体方式一直是关注的焦点。该文对面向对象建模与本体建模之间的关系进行分析,基于UML本体承诺的概念,阐述了用UML对本体进行建模的本体对象建模的可行性,提出一种规范本体对象建模的UML元模型扩展方法,为UML直接对本体建模提供了理论依据。     

Enhancing the learning effect of virtual reality 3D modeling: a new model of learner’s design collaboration and a comparison of its field system usability

Universal Access in the Information Society - Knowledge of 3D modeling design is crucial for industrial designers. Therefore, 3D modeling learning is a crucial subject in industrial design...     

三维人体及服装建模方法分析与实现

本文在对各种三维建模技术进行了分析的基础上，提出了一套建立三维人体及服装模型的方法。运用Matlab进行了方法的具体实现，提高了建模效率和模型的可控性，为实现三维服装款式智能设计奠定基础。     

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.     

工业建筑预埋件三维快速装配设计方法

当前工业建筑结构预埋件设计主要采用二维CAD 软件,效率较低且容易 出错。为此提出基于广义参数化模板的三维预埋件快速装配设计方法。该方法建立包含三维 参数化形状结构、安装定位方式和二维投影简图等各种信息的预埋件广义参数化模板;通过 构建预埋件参数化模板库,采用基于历史的装配设计技术,实现预埋件的快速安装设计。该 文方法已经集成到商品化工业建筑结构三维CAD 软件InteRDS 中,并在实际工程设计中得 到应用。     

Java3D技术在三维服装设计中的应用

随着服装工业的发展,三维服装CAD技术得到广泛的应用,通过三维人体测量建立人体三维数据模型,在虚拟的三维人体上进行交互式立体设计,最后完成二维平面服装衣片。大大提高了服装工业产品设计的水平和生产的效率。本文叙述了利用强大的Java3D技术进行三维显示和设计的基本原理和方法。     

基于拓扑分析的三维动漫人物造型重构

传统方法在三维动漫人物造型重构过程中未确定关键特征点,导致姿态图像匹配度低和收敛速度慢,为此设计一种基于拓扑分析的三维动漫人物造型重构方法。引用拓扑分析确定三维动漫人物造型的点、线、面结构,运用基于融合技术的边缘检测方法提取造型特征点,计算特征点的梯度值和梯度方向,以此来确定关键特征点,生成主方向和特征描述符。在此基础上计算与其对应的源数据库中关键点的描述符距离,根据最小距离和次小距离的比值实现特征点的匹配,利用交互式几何约束变形完成三维动漫人物造型重构。测试结果表明：设计的三维动漫人物造型重构方法的姿态图像匹配度整体在0.6以上,远高于传统重构方法的匹配度,且该方法的收敛速度较快,说明其适合应用在三维动漫人物造型重构设计中。     

草绘3维人体建模的模板形变方法

目的 采用草绘交互方式直接构造3维人体模型是当前人体建模研究的重要课题之一.提出一种草绘3维人体建模的模板形变方法.方法 针对输入的草图,首先,采用关节点定位方法获取草图中的人体关节点,根据人体结构学约束识别人体骨架结构,通过解析人体轮廓草图获取人体草图特征;其次,通过骨架模板和外观轮廓模板形变,将草图特征映射到3维人体模型,实现3维人体建模.结果 草图解析方法能有效提取草图特征,通过模板形变方法生成3维人体模型,并在模型上保持草图特征;能适应不同用户的绘制习惯,且生成的3维人体模型可用于人体动画设计.结论 提出一种草绘3维人体建模的模板形变方法,支持用户采用草绘方式进行3维人体模型设计,方法具有良好的用户适应性,对3维动画创作具有重要意义.     

基于X3D矿井巷道显示方法

Web3D联盟发布的X3D标准作为下一代面向互联网的二维图形描述规范,已经被ISO批准成为国际标准,越来越广泛地应用于教育、工业现场规划展示、虚拟现实等方面.介绍X3D中Extrusion节点在矿井巷道建模的实现方法,对于二实现虚拟数字矿山的真实感有重要的现实意义.     

采用草绘轮廓的3维人脸建模方法

为方便用户进行3维人脸形状设计,提出一种基于手绘轮廓的3维人脸建模方法。该方法的主要特点在于,一方面,引用姿态估计技术对人脸草图进行解析,将用户绘制的侧视人脸草图转换成对应的正视人脸草图,可支持用户选择多个视角绘制人脸;另一方面,采用多层映射机制建立人脸草图特征点与3维人脸特征点之间的一一对应关系,由对应特征点之间的形变量来控制生成3维人脸,保证草图笔画的几何形状信息能有效映射到3维模型中。实验结果表明,文中方法能快速生成形状新颖的特定人脸,可有效支持用户进行3维人脸形状的手绘建模。