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。     

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。     

基于装配自由度分析解决欠约束问题

装配是机械制造过程中的一个重要环节,在装配过程中,经常会遇到欠约束问题.在复杂装配环境下,某个装配零件的欠约束会对其他零件的装配产生意想不到的结果.装配时,约束条件和零件自由度之间存在一种内在联系,通过建立基体和目标零件的自由度空间坐标系,对约束条件和自由度关系分析,得到约束条件和自由度关系的逻辑值,通过逻辑值判断剩余自由度的个数和类型,从而为快速解决欠约束问题提供了一种途径.     

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。     

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。     

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.     

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。     

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。     

一种基于Gr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Gr?bner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Gr?bner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.     

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。     

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。     

改进的基于几何约束的加权被动定位算法

在多传感器被动定位过程中,借助传感器之间的几何位置关系,可得到传感器和目标之间的三角函数约束.然后通过最优化方法计算各个传感器的测量误差,并用该误差修正测量值.由于最优化方法结果往往是局部最优值或者是近似最优值,导致在交叉定位过程中仍然会存在多个不重合的交叉点.本文考虑到目标定位误差不但受到传感器性能的影响,而且也受到目标和传感器之间径向距离的影响,将传感器性能和径向距离作为参数计算各个交叉点的权值,然后对交叉点加权求和,从而获得了较好的定位效果.仿真实验表明改进算法的有效性.     

家装CAD中基于几何约束的交互语义分析算法

阐述了几何约束的含义及其分类，分析了几何约束在家装CAD中的重要陛以及家装CAD中应用几何约束的实现难点，给出了基于网格的前处理算法、基于约束优先级的交互语义分析算法和语义分析的后处理算法。基于网格的前处理算法可以对离散点进行自适应校正，对数据进行动态更新，对水平、垂直的处理十分方便；基于约束优先级的交互语义分析算法可以自动捕捉用户的语义、处理几何对象之间的关系，建立房屋的拓扑结构；语义分析的后处理算法负责分析拓扑结构，自动添加房间构件，自动实施部分装修功能。最后提供了一个实例，表明基于该算法的家装CAD系统在实际应用有良好的效果。     

一种基于位置关系判定的GPU三维几何图元拾取方法

针对交互式图形应用对拾取在效率、适用范围和拾取信息方面的需求,提出一种新的基于GPU的三维几何图元拾取方法。在进行拾取绘制时关闭光栅化,将鼠标位置信息和图元顶点坐标变换到规范化设备坐标系,通过在几何处理器中判断投影后的二维图元与鼠标或选择框的位置关系进行命中判定,并利用变换反馈将拾取信息返回应用程序。在提出方法的基础上,介绍了单体拾取和块拾取的Open GL实现。实验表明,该方法的单体拾取效率较基于GPU的射线相交法有约10%的提升,同时能支持高效块拾取。