[发明专利]用于在三维场景中设计对象的三维建模组件的方法和设备

说明书

技术领域

本发明涉及计算机程序和系统的领域，且更具体地涉及用于在三维场景中设计对象的三维建模组件的方法、系统和程序。

背景技术

在对象的设计、工程和制造的市场上提供了很多系统和程序。CAD是计算机辅助设计的缩写，例如，它涉及用于设计对象的软件解决方案。CAE是计算机辅助工程的缩写，例如，它涉及用于模拟未来产品的物理行为的软件解决方案。CAM是计算机辅助制造的缩写，例如，它涉及用于定义制造过程和操作的软件解决方案。在这样的计算机辅助设计系统中，图形用户界面关于技术的效率起重要的作用。这些技术可嵌入产品生命周期管理(PLM)系统内。PLM是指一种商业策略，其帮助公司在扩展的企业的概念中从产品构思到其生命结束共享产品数据，应用公共过程，并利用公司知识来开发产品。

由Dassault Systems提供的PLM解决方案(商标为CATIA、ENOVIA和DELMIA)提供了组织产品工程知识的工程中心、管理制造工程知识的制造中心、以及使企业能够集成和连接到工程和制造中心中的企业中心。系统一起提供了链接产品、过程、资源的开放对象模型，以实现驱动优化的产品定义、制造准备、生产和服务的动态的基于知识的产品创建和决策支持。

CAD系统提供用于设计从组装背景中的草图到反复的详细设计的精确3D部件的直观和灵活的用户界面。这样的解决方案由CATIA Part Design(商标)应用提供，该应用将基于特征的设计的能力与布尔方法的灵活性组合起来，使用多种设计方法(例如后设计和局部3D参数化)来提供高度有成效和直观的设计环境。

在零件设计的过程中，设计者可能需要从现有的特征创建几个相同的特征，并同时将它们定位在零件上。为此目的，设计者通常使用二维模式，其允许由设计者在零件中的选定位置处复制原始特征。一般模式是矩形模式和圆形模式。设计者也可能需要由设计者用手创建的特定模式(也称为用户模式)。例如，设计者选择在平面中的一组点，原始特征将在该平面上被复制。

在组件设计的过程期间，设计者可能需要创建现有参考的几个实例，并同时根据模式规范将它们定位在三维场景中。在这个过程中，用户可能想再使用现有模式规范，例如零件模式。

目前使用两种方法来创建对象的模式。第一种方法是再使用模式程序化方法：给出对象A1和对象{B1,B2…Bn}的现有模式P，用户必须相对于{B1,…Bn}的一个元素来定位对象A1。接着程序根据模式P的规范(且只根据这些规范)来产生并定位对象A1的实例{A1…An}。

第二种方法是组件模式程序化方法：给出对象A1和一些模式规范(例如，模式规范可以是在轴线周围的5个实例，第三个实例缺失)，程序根据给定的模式规范(且只根据这些规范)来产生并定位实例{A2…An}。

这两种所述的方法都具有几个缺点。首先，三维模式的创建是不可能的，这是因为现有技术只处理二维模式：实际上，模式组件的对象的实例位于平面上。其次，没有再使用在参考目录中定义的模式的方式；当前的再使用模式技术要求已再使用的模式和正在再使用的模式在同一三维场景中。因此，不可能向设计者提供模式库。第三，用于创建对象的模式的已知方法基于不允许遵守对象和其它元素之间的所有约束的程序(因为该程序在约束数学解算器的外部)，例如被约束在同一平面上的模式的两个对象。第四，不可能对模式的规范应用外部约束。例如，不允许在另一对象上约束圆形模式的旋转轴的行动。

在这个背景内，仍然需要用于在三维场景中设计对象的三维建模组件的改进的方法。

发明概述

因此根据一个方面，本发明提供了用于在三维场景中设计对象的三维建模组件的计算机实现的方法，其中该方法包括下列步骤：

-在三维场景中对预先定义的一组预先定义三面体进行定位和定向，每个三面体定义位置和方向；

-提供一组对象；

-将该组对象中的每个对象附接到该预先定义的一组三面体中的一个相应的三面体；

-根据该预先定义的一组三面体中的所述相应的三面体的位置和方向来对每个对象进行定位和定向。

该方法可包括下列操作中的一个或多个：

-对每个对象进行定位和定向的步骤是根据所述一组对象中的第n个对象的调节矩阵MA_n来执行的，其中所述第n个对象附接到其相应的三面体；

-调节矩阵MA_n由关系MA_n＝(MST_n)^-1*O_n定义，