自由度分析在求解三维几何约束系统中的应用

在充分研究了二维几何约束模型中自由度分析技术的基础上,采用几何推理的方法,给出了一种三维几何约束模型求解系统的自由度分析算法,并将此算法的整个运行过程归纳为活动分析、场所分析两个技术过程的实现。给实际求解三维几何约束模型提供了一种方案,尤其解决了模型处于过约束状态和欠约束状态时的求解问题。     

基于约束的参数化设计

提出了一种基于结构点的约束求解模型 ,此模型把几何元素映射成结构点 ,把约束分解为距离约束和方向约束 .此模型利用几何约束图表示几何约束系统 ,通过对几何约束图的方向化确定出结构点的求解次序 ,并针对不同的结构点分别采取代数求解方法和数值求解方法 .     

三维模型外形修改中的约束推理求解方法

结合三维模型外形修改问题研究了约束推理求解方法.从约束参数结构入手分析了位姿约束组合的解耦性质,提出了约束分量独立求解的判据.对于定向约束,采用基于球面几何的向量映射技术确定了定向(角度)约束到球平面的映射形式;对于位姿解耦的定位约束,提出了基于几何投影与求交相结合的解析求解策略.该方法适用于欠约束、完整约束与过约束系统,通过实例验证了其有效性.     

三维几何约束的序列二次规划求解

归纳总结出了三维几何约束形式，并用数学形式进行表达，然后把约束违反量当作优化目标，通过求解约束梯度，用序列二次规划法使约束违反量趋近于零来求解约束。这种方法避免了严格的方程组的建立，无论约束是否合理，冗余，欠缺，此算法都将给出一个最符合设计者意图的解。     

参数化设计的研究与应用

参数化设计是目前CAD发展的主流方向，本文通过对各种参数设计方法分析的基础上，提出一个基于几何约束图的参数化设计模型，并给出参数化模型的数据结构和约束求解算法，此算法可以有效地检查系统的过约束和欠约束情况。     

汽车车身设计新方法与关键技术研究

归纳总结出了部分三维几何约束形式，并用数学形式进行表达，然后把约束违反量当作优化目标，通过求解约束梯度，用序列二次规划法使约束违反量趋近于零来求解约束．这种方法避免了严格的方程组的建立，无论约束是否合理、冗余、欠缺，此算法都将给出一个最符合设计者意图的解．     

基于组件的几何约束求解新策略

几何约束求解是智能CAD的核心问题,在研究装配模型的基础上提出了一种基于组件思想的约束求解策略.该策略将整个几何约束系统分为多个组合元,将循环约束约简为组合元中的边界元进行求解,并利用约束传播机制的局部性充分减小约束求解的规模.此约束系统求解策略可以应用于大型装配系统的参数化求解.     

基于D-tree分解的欠约束与完备约束的几何约束求解

提出了解决欠约束、完备约束的几何约束问题的D-tree分解算法.首先,提出了一种适用范围更广的处理特殊约束策略,可以将这种特殊约束与普通约束统一化,采用转化策略将欠约束的几何约束问题转化为完备约束的几何约束问题.然后,根据几何约束图中结点的度的性质给出了D-tree分解算法,相比经典算法,D-tree分解算法拥有更低算法复杂度和相同的求解域.最后,根据D-tree分解算法结果的规律性,给出了一个为基于数值的求解方法导出求解序列的策略.D-tree分解算法通过导出的求解序列将提高几何约束求解中基于数值的求解方法的求解效率.     

基于权图搜索的约束求解

介绍一种基于加权约束图搜索的二维几何约束的求解方法或称之为求解过程 ,并对一些相关的概念进行阐述 .该几何约束的求解是在几何实体自由度衰减的基础上进行的 .求解过程中 ,在图的基础上提出循环约束的查找算法 ,并通过实例描述二维几何约束的求解过程     

基于体素模型与多尺度约束的三维面皮点对应

为了满足基于统计模型的颅面复原对三维面皮间点对应准确度的要求,提出基于体素模型与多尺度约束的三维面皮点对应方法。首先,将面皮模型统一到Frankfurt坐标系下,并手动为模板面皮标定特征点集,利用特征点集的对应关系对未知面皮做TPS变形;然后,为模板面皮模型与未知面皮建立体素化模型,根据面部特征局部相对稳定性,求解特征点集的多几何特征;最后,在多几何特征的多尺度约束下,确定最优对应点。实验结果表明:该方法能有效提高三维面皮点对应的准确度并降低了算法运行时间。     

采矿CAD参数绘图系统建模与求解方法的研究

根据采矿CAD图形的特点,提出了一种构造式几何约束系统,并使用有向约束图表示约束模型,在交互绘图的同时直接建立参数化图形的约束模型。此方法在建模过程中避免了过约束和欠约束的出现,在求解的过程,将计算量从整体下降至局部,同时通过添加方位约束解决根的选择问题。     

一种新的参数化设计方法

本文引入可用约束、特定元素，双向约束等概念，通过建立网状数据结构表达几何元素，几何约束求解方法－基于推理的代数法。该方法把代数法和几何推理有机地结合在一起，其推理过程采用普通算法而洋是人工智能的方法，方程组的求解转化为几何元素的相切和相交等运算。     

几何约束奇异性判定的殖量拢动算法

针对几何约束奇异性的判定问题，分析了奇异性的内在特征，给出了奇异约束的3个性质，在此基础上，提出了奇异性的殖量拢动算法，为快速准确的几何约束识别和求解提供了理论依据和实现方法。     

一种欠约束几何系统求解的图优化方法

针对一般几何约束系统欠约束状态下约束分解的多态性,对相应的有向图强连通子图提出了进一步分解的二部图匹配自适应优化处理策略,给出了主要算法,实现了欠约束系统的优化分解,有利于一般几何约束系统快速求解。     

模糊约束网络在机床产品协同设计冲突检测中的应用

分析了机床产品协同设计中约束的内涵和特点,并用EXPRESS-G图描绘了约束网络的结构模型.将机床产品协同设计中的约束分为硬约束和软约束,从数学上给出模糊约束和模糊约束满足问题的定义.采用遗传算法作为协同设计过程中模糊约束满足问题的求解方法,在遗传算法的运行过程中对软硬约束分别进行了不同的技巧处理,遗传算法利用硬约束通过前向检查算法随机产生几何可行初始群体来限制设计空间,并给出遗传算法的具体实现过程.提出了基于模糊约束网络的冲突检测系统的体系结构,并对原型系统进行开发.最后,以某车床传动轴的设计为例验证了约束在协同设计冲突检测中的应用.     

三维几何约束建模的研究与实现

以空间机构运动学为借鉴，采用对偶角和旋量对三维几何形体的空间位置进行描述，给出了基本几何约束关系的表达，并采用有向图来表达装配关系，进一步用面向对象方法实现了几何约束系统的设计和集成。     

语义特征造型的一种约束求解方法

基于历程的特征造型系统在产品模型的可编辑性和易编辑性技术方面存在的问题涉及到了特征造型中的核心技术,尤其在变量、约束的表示及提高约束变量求解的精确性和效率方面。本文在语义特征造型的基础上提出了对约束方程组进行分解,并转化为有约束的非线性优化问题,然后利用遗传算法约束求解,克服了运用几何变量法求解所存在的收敛性差、求解速度慢,以及单独使用遗传算法进行大量搜索与匹配求解速度缓慢的缺点。     

基于变量混合调整的机械产品智能优化策略

为解决机械产品原始设计方案的可行化,提出了基于变量混合调整的优化策略,采用了基于启发式思想生成的变量因果关系图与几何约束混合求解的变量调整策略．该策略能很好地适应产品设计的各个阶段,具有良好的柔性;同时它又是约束驱动,具有很强的自适应性和灵活性．就汽车驾驶室内布置设计对该策略进行了有效的验证．     

量子行为粒子群优化算法在几何约束问题上的应用

几何约束问题可以等价为求解非线性方程组问题,同时也可以将几何约束问题转化为一个优化问题来求解.受经典粒子群优化算法和量子动力学启发,提出一种新的算法——量子行为粒子群优化算法(QPSO)来求解几何约束问题.在QPSO模型里,粒子的状态不再通过位置和速度来决定,而是通过一个波函数来确定.这种算法的主要优点就是可以在感兴趣的问题上保持种群的多样性.实验结果表明,该方法可以提高几何约束求解的效率和收敛性.     

一种欠约束几何系统求解的图优化方法

针对一般几何约束系统欠约束状态下约束分解的多态性,对相应的有向图强连通子图提出了进一步分解的二部图匹配自适应优化处理策略,给出了主要算法,实现了欠约束系统的优化分解,有利于一般几何约束系统快速求解．