[发明专利]用于探索设计空间的基于形状的技术

说明书

在各种实施方案中，训练应用程序生成经训练的编码器，所述经训练的编码器自动生成具有第一大小并且表示三维(3D)几何形状的形状嵌入。首先，所述训练应用程序针对与第一3D几何结构相关联的多个视图中的每个视图基于第一卷积神经网络(CNN)块来生成不同的视图激活。然后，所述训练应用程序聚合所述视图激活以生成平铺激活。随后，所述训练应用程序基于所述平铺激活和第二CNN块来生成具有所述第一大小的第一形状嵌入。然后，所述训练应用程序基于所述第一形状嵌入来生成多个重构视图。所述训练应用程序基于所述视图和所述重构视图对所述第一CNN块和所述第二CNN块中的至少一者执行一个或多个训练操作以生成所述经训练的编码器。

相关申请的交叉引用

本申请要求2018年10月29日提交的美国专利申请序列号16/174,110,2018年10月29日提交的美国专利申请序列号16/174,115和2018年10月29日提交的美国专利申请序列号16/174,119的权益。这些相关申请的主题特此以引用方式并入本文。

发明背景

技术领域

本发明的实施方案总体涉及计算机辅助设计软件，并且更具体地，涉及用于探索设计空间的基于形状的技术。

背景技术

生成式设计是一种自动合成满足任何数量和类型的高级目标和约束条件的设计的计算机辅助设计(CAD)过程。在典型的生成式设计流程中，用户指定高级目标和约束条件，然后生成式设计应用程序基于高级目标和约束条件来执行多种多目标优化算法以优化潜在解决方案。这种生成式设计过程是通常生成满足高级目标和约束条件的大量(例如，数万个)复杂几何设计的演化过程。生成式设计应用程序在设计空间的环境中向用户呈现那些设计。最后，用户探索“生成式”设计空间，从而评估包括在生成式设计空间中的不同设计以选择用于生产的单个设计。

在一种用于探索生成式设计空间的方法中，用户通过图形用户接口(GUI)手动筛选生成式设计空间中的设计。这种方法的一个缺点是，在视觉上识别和比较数百或数千个不同设计的显著方面即便有可能也是耗时且冗长的。例如，如果用户偏爱看起来“差不多对称”且“最纤细”的自行车车架，则用户可能必须在视觉上仔细检查自行车车架的生成式设计空间中的数千个不同设计，以确定哪个设计在外观上既差不多对称又最纤细。由于时间约束条件，用户常常最终选择次等设计，而无意中忽略更好地反映用户总体偏好的优等设计。

在另一种用于探索生成式设计空间的方法中，可使用CAD工具以基于客观标准来自动比较设计。例如，为了探索自行车车架的生成式设计空间，可使用CAD工具以基于重量、体积、拉伸强度和成本标准的任何组合对包括在设计空间中的设计进行搜索、过滤和排名。使用这些类型的CAD工具的一个缺点是，CAD工具通常不允许用户基于形状来自动比较设计。

在一些CAD工具中，基于形状来自动比较设计是有问题的，因为通常由CAD工具实现的形状的现有计算表示的相对大的大小妨碍了高效的比较。特别地，比较生成式设计空间中的潜在数万个设计的计算表示将需要大量的时间和计算资源。在相同或其他CAD工具中，形状的现有计算表示不能充分地捕获与生成式设计相关联的复杂形状，以用于比较目的。其他CAD工具实现具有相似计算限制或准确度限制的形状的计算表示。结果，用户常常诉诸于基于美学偏好来手动比较生成式设计空间中的设计。

如前述内容所说明，本领域需要用于探索生成式设计空间的更有效的技术。

发明内容