自由曲面对象族研究

传统的边界表示方式导致自由曲面特征仅包含几何信息,很显然这种表达方式是很低效的。为此提出了一种有效描述自由曲面特征的新方法,该方法基于陈述式的对象族模型构建自由曲面对象族,使自由曲面具有高层次的语义信息,可以保证自由曲面特征无缝地融合到模型中去,同时满足自由曲面特征与其他特征间的约束关系。通过约束定义自由曲面特征具有的语义信息,在建模过程中功能属性被很好地维护,实现了对自由曲面特征在参数化层次上的描述,并证明了其可行性。     

与历史无关的三维参数化模型构造方法

针对解析曲面构成的B-rep模型,提出了一种陈述性三维几何约束模型的构造方法．基于位置和姿态自由度解耦思想给出了几何实体的外形描述,借助空间矢量正交或平行条件定义了基本约束单元,并推导出常见工程约束的代数方程．讨论了陈述式约束模型自动构造过程,开发了三维模型变形设计原型系统,并验证该方法的可行性。     

基于特征的三维可变零件模型的约束维护和求解

提出了一种基于零件设计过程的约束维护及求解模型。该模型采用特征有向无环图记录设计过程,并将过程式顺序求解和陈述式并行求解相结台,大大减少了约束方程组的规模,便于实现。在其基础上,提出了三维零件模型的构造、修改及特征删除算法。     

基于特征的三维可变零件模型的约束维护和求解

提出了一种基于零件设计过程的约束维护及求解模型。该模型采用特征有向无环图记录设计过程,并将过程式顺序求解和陈述式并行求解相结合,大大减少了约束方程组的规模,便于实现,在其基础上,提出了三维零件模型的构造,修改及特征册除算法。     

三维陈述式约束模型的自动生成

由于缺乏有效的自动生成约束模型的方法，三维变量化技术的进一步发展受到制约，通过转换边界表示和提取特征中的本质约束信息，自动生成三维陈述式约束模型，以InteSolid2.0为基础，实现了原型系统。     

对象族拓扑约束求解的研究

针对当前对象族模型在求解拓扑约束时存在的缺陷,提出一种求解拓扑约束的新方法,这种方法在求解拓扑约束时,把拓扑约束映射为布尔约束满足问题,通过用SAT求解器求解布尔约束来求解拓扑约束。实践证明,该方法不仅直接关联与拓扑约束指定的特征的语义,而且当模型中存在大量相交的特征时也是可行的,提高了拓扑约束求解的效率。     

基于多分辨率特征造型模型的约束控制方法研究*

针对多分辨率特征造型模型建模过程中存在的对增量模型设计之间约束重复求解的低效性与不实用性问题,提出了基于特征的多分辨率建模技术和LOD技术,通过约束控制管理,对增量模型进行并行设计,提高了实体模型设计与分析的效率。     

结构-视图模型下零件可变型设计方法

提出基于功能结构一结构视图模型的零件族建模方法,将零件变型设计的对象层次定义到有一定工程语义、表达工程功能的结构,将零件描述为由功能结构以一定的组合关系构成的可扩展网络．组成零件的功能结构通过施加空间布局约束和拼接约束建立零件族模型．通过修改参数尺寸可以实现零件大小的变化;通过对功能结构的修改或替换达到零件实例结构的变型和变异;通过提高零件变型对象的层次实现零件功能结构的变异．     

支持概念设计的特征手势建模

给出了特征手势的概念并且建立了特征手势库，描述了基于特征手势的建模过程；进一步讨论了特征手势内部的约束建立和求解算法以及上下文感知技术，通过与传统建模和交互方式的对比，验证了特征手势建模的方便性．文中算法以用户为中心，给出了自然简便的设计工具，改善了人机交互方式．     

参数化设计中的对象约束模型及反向约束的研究

应用图论方法,建立了基于有向超图的对象约束模型,提出了压缩十字链表形式的网状存储结构,能够完整,准确地记录设计者的设计意图,实现尺寸及参数驱动图形的功能清晰地表示约束间的双向约束关系,有效地实现了约束的传播与救解,其完备的表不方式可方便地实现反向约束求解。同时利用面向对象技术,高效地实现了实体及约束建模,采用相应的类层次结构,充分发挥对象的封装性和扩展性,提出了一种方便灵活的参数化设计方法。     

一个支持top-down设计的产品建模系统

研究了一种新型机制来实现支持ｔｏｐ－ｄｏｗｎ设计的产品建模。采用墨箱多叉树模型和设计变量约束网络（ＶＣＮ）表达产品功能，实现面向对象的产品建模；提出了分类分步分解的策略求解ＶＣＮ；在一个集成设计环境中，通过对典型零件的设计引导用户完成三维结构草图的设计和动态建立产品设计的关系模型。     

一种MIS开发的对象建模技术

本文论述了采用建立四个模型:用例模型、对象模型、动态模型和功能模型,以用例模型为基础,以对象模型为核心进行MIS分析和设计的对象建模技术思想与方法,并分析了仅使用对象模型、动态模型和功能模型进行分析和设计的缺陷与不足。     

基于活动约束系统的变量化设计

在变量化设计过程中设计对象可以看作是一个几何约束系统,这个系统由几何元素以及作用于几何元素之间的各种约束关系构成。一个复杂的设计对象所对应的几何约束系统往往包含大量几何元素和约束关系,如果不加区别地把所有的几何元素和约束关系纳入变量化求解的范围,则很难满足交互设计的需要。而另一方面几何约束系统又往往是稀疏系统：（1）作用于任一几何元素的约束很少;（2）与任一约束相关的几何元素很少。基于这一事实给出了一种预处理策略从原始几何约束系统中搜索得到一个规模较小的活动约束系统,变量化求解在活动约束系统上进行。该方法已在自行研制的参数化造型系统GEMS5．0中实现。     

Hierarchical Geometric Constraint Model for Parametric Feature Based Modeling

A new geometric constraint model is described,which is hierarchical and suitable for parametric feature based modeling.In this model,different levels of geometric information are repesented to support various stages of a design process.An efficient approach to parametric feature based modeling is also presented,adopting the high level geometric constraint model.The low level geometric model such as B-reps can be derived automatically from the hig level geometric constraint model,enabling designers to perform their task of detailed design.     

Knowledge modeling for design decisions

In this paper, we share our experience in modeling and representing design knowledge relevant for engineering design decisions. We define an object model where classes are used to capture design standards and requirements relevant to designed objects. The traditional object model is customized to the representation of design knowledge in two major ways: (1) Classes representing design objects are augmented with design validation information. (2) Associations between classes are made explicit and used to reduce the redundancy and maintain the consistency of the knowledge. We define the semantics of the resulting object model and formulate the axioms that define its consistency. The object model is defined in the context of stamping design knowledge.     

跟踪对象族模型拓扑结构变化研究

提出了跟踪对象族模型拓扑变化的新算法,以建立参数和拓扑结构之间的关系,计算参数的临界值,确定模型的依赖实体,计算出模型参数的稳定区间和参数区间,最终系统准确地跟踪对象族模型拓扑结构的变化。该算法运用于自主研发的HUST-CAID系统中,提高了系统的智能性,为设计者确定参数范围提供了依据。     

复杂约束条件下的分层装配模型

为在装配建模过程中保证信息的完整性,提出基于装配对象属性的分层约束装配模型。以需求块的概念为基础,对装配对象采用先分块再分层的方法进行分组,分析各块、各层之间复杂的约束关系,构建分层约束装配图,完成装配顺序算法的设计。实验结果表明,该模型能有效表达装配形成过程的顺序,实现装配关系的分解和时序化,对象之间的交互过程简单真实且便于操作。     

Constraint-Based Design of Embedded Intelligent Systems

Substantial progress has been achieved using the standard Constraint Satisfaction Problem framework. However, there is a major unsolved challenge confronting the constraint research community: the constraint-based design of embedded intelligent systems. This requires a new online model of constraint satisfaction and new computational tools for specifying, modeling, verifying and implementing constraint-based, hybrid, intelligent systems, such as robots. The Constraint Net model of Zhang and Mackworth allows the design of hybrid intelligent systems as situated robots: modeling the robot and the environment symmetrically as dynamic systems. If the robot's perceptual and control systems are designed as constraint-satisfying devices then the total robotic system, consisting of the robot symmetrically coupled to the environment, can be proven correct. Some theoretical and practical advances based on this model are described, including experiments with the constraint-based design of robot soccer players.