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    重庆时时彩计划软件26: 一种基于数字化技术的三维模型集成标注方法.pdf

    关 键 词:
    一种 基于 数字化 技术 三维 模型 集成 标注 方法
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    摘要
    申请专利号:

    CN201410100094.X

    申请日:

    2014.03.18

    公开号:

    CN103838933A

    公开日:

    2014.06.04

    当前法律状态:

    授权

    有效性:

    有权

    法律详情: 授权|||实质审查的生效IPC(主分类):G06F 17/50申请日:20140318|||公开
    IPC分类号: G06F17/50 主分类号: G06F17/50
    申请人: 湖南大学
    发明人: 刘子建; 吕程; 艾彦迪
    地址: 410082 湖南省长沙市岳麓区麓山南路2号
    优先权:
    专利代理机构: 长沙正奇专利事务所有限责任公司 43113 代理人: 马强
    PDF完整版下载: PDF下载
    法律状态
    申请(专利)号:

    CN201410100094.X

    授权公告号:

    ||||||

    法律状态公告日:

    2017.02.15|||2014.07.02|||2014.06.04

    法律状态类型:

    授权|||实质审查的生效|||公开

    摘要

    本发明公开了一种基于数字化技术的三维模型集成标注方法,提出了实现信息集成和标注轻量化的方法步骤,以最大限度地提高三维模型标注结果的清晰度、准确度,降低标注过程的复杂度为目标,配合规划软件系统的视图配置、标注空间、显示控制、界面元素和数据存储等功能,实现产品设计数据标注的全新规划、配置、表达与存储,具有直观、简洁、清晰、规范、智能、实用、易于实现设计数据管理等优点,为解决目前三维模型标注遇到的“刺猬”等瓶颈问题,获取工程中规范可用的三维图样提供了有效工具。

    权利要求书

    权利要求书
    1.  一种基于数字化技术的三维模型信息集成标注方法,其特征在于,该方法为:
    1)将产品零件上独立的结构或者具有规则轮廓的几何形体上分散标注的多个独立的几何尺寸集成为一个包含原有设计信息和辅助符号的一维信息表达序列;然后从所述一维信息表达序列里根据产品零件三维模型的结构特点去掉冗余的标注要素,得到轻量化后的标注信息,将轻量化后的标注信息集成为新的一维信息表达序列;
    2)将产品零件的同一几何要素上关联的多个独立标注单元沿与所述步骤1)生成的新的一维信息表达序列垂直的方向进行二维集成,得到关联几何要素设计信息的二维集成标注单元。

    2.  根据权利要求1所述的基于数字化技术的三维模型信息集成标注方法,其特征在于,所述步骤1)中,通过以下信息处理规则将所述几何尺寸集成为一个包含原有设计信息和辅助符号的一维信息表达序列并正确标注于产品零件三维模型上:根据所述几何尺寸的工程语义完成所有几何尺寸的信息提取,根据数据信息的重要性与读取习惯排列所提取的数据的顺序,并利用辅助符号作为具有不同工程语义的数据之间的间隔符号,提取零件上独立的结构或者具有规则轮廓的几何形体上可代表整个结构或者几何体的特征要素,将集成后的信息表达序列标注于几何要素的特征要素上,保证产品零件上独立的结构或者具有规则轮廓的几何形体上各部分的几何尺寸语义清晰、表达集中且数据唯一。

    3.  根据权利要求2所述的基于数字化技术的三维模型信息集成标注方法,其特征在于,所述特征要素包括仅代表单独几何信息的单一几何要素,以及代表一个完整独立结构的单一几何要素。

    4.  根据权利要求1所述的基于数字化技术的三维模型信息集成标注方法,其特征在于,所述步骤1)中,标注要素包括组成标注整体的文本、符号、箭头、线条、线框、图形。

    5.  根据权利要求1所述的基于数字化技术的三维模型信息集成标注方法,其特征在于,所述步骤2)中,二维集成的方法为:在与新的一维信息表达序列垂直的方向上左对齐排列所有的标注框,同时以显示屏幕或图纸的水平中心线为界,将屏幕显示区域或标注模型所在图纸平均分为中心线以上的上区域和中心线以下的下区域,在上区域中按照新的一维信息表达序列的标注框从长到短的顺序依次从上到下左对齐排列新的一维信息表达序列,在下区域中按照新的一维信息表达序列的标注框从短到长的顺序依次从上到下左对齐排列新的一维信息表达序列,以使产品零件三维模型所在的中心区域不被标注信息遮挡。

    6.  根据权利要求5所述的基于数字化技术的三维模型信息集成标注方法,其特征在于,二维集成标注单元的标注位置以新的一维信息表达序列的最长标注框的屏幕标注位置为基准,二维集成标注单元中其他标注向上述最长标注框的位置移动集成,集成后删除多余的标注引线,保留二维集成标注单元中最短标注框的引线。

    说明书

    说明书一种基于数字化技术的三维模型集成标注方法
    技术领域
    本发明涉及三维产品设计领域,特别是涉及一种基于数字化技术的三维模型信息集成标注方法。 
    背景技术
    目前的机械设计领域中,大多数企业仍然以二维工程图作为设计信息表达的载体,在后续的制造中也以二维工程图作为依据。这种设计生产模式下,工作人员不但要进行三维建模,还要将三维模型转换成二维图,在二维图上进行设计信息标注,在生产制造时,再将二维工程图在脑海里转化成三维模型。这种模式不但需要花费更多的时间,表达不直观,而且难以保证数据的一致性,不能有效地利用三维模型信息,难以实现数据的共享与重用。鉴于这种三维模型加二维工程图的模式已经严重的限制了产品数字化设计和制造技术的发展,近年来提出以三维图样代替二维工程图,在三维模型与设计信息表达统一的基础上,直接用三维图样表达产品设计和制造要求,成为指导生产的技术文件和软件系统,代表性进展的是美国波音公司基于MBD(Model Based Definition)技术直接使用三维图样成功完成了飞机的设计和制造。目前,三维图样并不能完全代替二维工程图,主要原因是直接采用现有的二维工程图标注方式并不符合三维标注的需要,随着零件复杂程度与精度的不断提高,要求进行标注的设计数据急剧增多而导致的三维标注“刺猬”等问题严重影响了三维标注信息的表达,导致三维图样的表达效果远不如二维工程图清晰、明确、规范,成为限制三维图样技术发展和应用的瓶颈。
    尽管MBD技术的发展和推广为三维模型与尺寸、公差、基准等设计信息的统一表达提供了基于单一模型数据源完成产品设计制造的可能性,但由于采用目前的模型标注方式难以适应复杂产品三维标注的需求,表达效果与三维工程图样要求清晰、明确、规范目标相差甚远,急需一种新的集成标注方法代替现有的分散标注方法,以及实现新型三维集成标注的三维集成标注软件技术和系统。 
    发明内容
    本发明所要解决的技术问题是,针对现有技术不足,提供一种基于数字化技术的三维模型信息集成标注方法,通过三维标注实现三维模型与设计信息直接关联,用设计信息的集成标注表达方法代替现有的分散式标注方法,从而解决目前复杂三维标注表达中存在的“刺猬”现象,以及标注样式无法满足三维环境的表达需求而导致的标注不清晰、不直观,设计数据难于管理的问题。
    为解决上述技术问题,本发明所采用的技术方案是:一种基于数字化技术的三维模型信息集成标注方法,该方法为:
    1)将产品零件上独立的结构或者具有规则轮廓的几何形体上分散标注的多个独立的几何尺寸集成为一个包含原有设计信息和辅助符号的一维信息表达序列;然后从所述一维信息表达序列里根据产品零件三维模型的结构特点去掉冗余的标注要素,得到轻量化后的标注信息,将轻量化后的标注信息集成为新的一维信息表达序列;
    2)将产品零件的同一几何要素上关联的多个独立标注单元沿与所述步骤1)生成的新的一维信息表达序列垂直的方向进行二维集成,得到关联几何要素设计信息的二维集成标注单元。
    所述步骤1)中,通过以下信息处理规则将所述几何尺寸集成为一个包含原有设计信息和辅助符号的一维信息表达序列并正确标注于产品零件三维模型上:根据所述几何尺寸的工程语义完成所有几何尺寸的信息提取,根据数据信息的重要性与读取习惯排列所提取的数据的顺序,并利用辅助符号作为具有不同工程语义的数据之间的间隔符号,提取零件上独立的结构或者具有规则轮廓的几何形体上可代表整个结构或者几何体的特征要素,将集成后的信息表达序列标注于几何要素的特征要素上,保证产品零件上独立的结构或者具有规则轮廓的几何形体上各部分的几何尺寸语义清晰、表达集中且数据唯一。
    所述特征要素包括仅代表单独几何信息的单一几何要素,以及代表一个完整独立结构的单一几何要素。
    所述步骤1)中,标注要素包括组成标注整体的文本、符号、箭头、线条、线框、图形。
    所述步骤2)中,二维集成的方法为:在与新的一维信息表达序列垂直的方向上左对齐排列所有的标注框,同时以显示屏幕或图纸的水平中心线为界,将屏幕显示区域或标注模型所在图纸平均分为中心线以上的上区域和中心线以下的下区域,在上区域中按照新的一维信息表达序列的标注框从长到短的顺序依次从上到下左对齐排列新的一维信息表达序列,在下区域中按照新的一维信息表达序列的标注框从短到长的顺序依次从上到下左对齐排列新的一维信息表达序列,以使产品零件三维模型所在的中心区域不被标注信息遮挡。
    二维集成标注单元的标注位置以新的一维信息表达序列的最长标注框的屏幕标注位置为基准,二维集成标注单元中其他标注向上述最长标注框的位置移动集成,集成后删除多余的标注引线,保留二维集成标注单元中最短标注框的引线。
        与现有技术相比,本发明所具有的有益效果为:本发明对现有标准规定的设计信息标注样式提出一维集成式的标注表达样式改进,一维集成标注表达方式降低了总体标注信息的复杂程度,减少了标注的尺寸界线等标注要素,使屏幕表达更简洁,将分散的标注信息集成为一维标注序列,减少了单独标注的数量,提高了信息的标注与读取效率,同时可避免分散标注可能出现的漏标、重复标注与表达模糊等问题,提高了标注信息的完整性与准确性,且信息表达更直观,一维集成标注表达方式亦为二维集成标注奠定了基础,为进一步简化标注做好了准备;在一维集成标注的基础上进行二维集成标注,进一步简化了标注的复杂程度,极大限度的减少了标注引线等标注要素的数量,使屏幕表达界面更加清晰、直观、简洁。同时以三维模型几何要素为对象的标注信息分组进行的二维集成标注,直观地表达了模型与设计信息的关联关系,可清晰的读取某个几何要素或几何要素代表的独立结构的全部设计信息,免去了在屏幕上进行信息搜索与筛选的过程,节省了信息筛选的时间,提高了信息读取效率;使用数据库进行设计信息的管理,将所有的数据都存储在数据库中,用户可以根据需要直接对数据进行读取、删除、更新等操作,较现有三维标注软件通过文件进行管理的方式来说,通过数据库管理更加灵活,方便数据的共享、重用,保证数据的一致性,且可以为下游生产制造环节提供直接有效的信息,为实现自动化设计制造一体化流程提供了数据环境;以几何形体和独立结构的几何尺寸为对象首先进行了结构尺寸信息的一维集成标注,再以几何要素为关联对象进行进一步的二维集成标注,通过两个层次的集成标注,极大限度的减少了独立分散标注以及相应的标注要素的数量,有效的解决了目前三维标注方式在复杂设计要求下出现的标注界面“刺猬”问题,并通过集成过程的合理规划,使集成后的整体单元可表达完整的设计意图,便于设计信息的查缺补漏。
    附图说明
    图1是三维集成标注表达方式的实现步骤示意图;
    图2是孔内键槽一维集成标注示意图;
    图3是阶梯轴的二维集成标注示意图;
    图4是孔内键槽标注的数据管理示意图;
    图5是基本几何形体的一维集成标注示意图;
    图6是常见结构尺寸的一维集成标注示意图;
    图7是常用件的一维集成标注示意图;
    图8是常见独立设计信息标注的一维集成标注示意图;
    图9是二维集成标注的集成样式示意图;
    图10是二维集成标注集成规则示意图;
    图11是三维模型集成标注原型系统结构示意图;
    图12是三维模型集成标注系统操作流程示意图;
    图13是三维模型集成标注系统的标注实例图;
    图14是集成标注软件系统的图样视图表达方式示意图;
    图15是现有标准标注平面与集成标注软件系统的标注平面对比示意图;
    图16是集成标注软件系统的隐式标注区域示意图;
    图17是标注放置位置的手动与自动模式功能示意图;
    图18是集成标注软件的集成标注流程与系统功能关系示意图;
    图19是原型系统一维集成标注实现方法示意图;
    图20是原型系统二维集成标注实现方法示意图;
    图21是原型系统数据库设计结构图。
    具体实施方式
    如图1,本发明的方法包括以下三个步骤:
    步骤1,分散标注的一维集成标注表达;针对现有标准的标注样式进行合理改进,一方面是将独立的结构或者具有规则轮廓的几何形体上分散标注的多个独立的几何尺寸通过合理的信息表达规划集成为一个包含原有设计信息和辅助符号的一维信息表达序列的过程;另一方面是将信息表达形式分散多样的独立设计信息标注根据三维标注环境的需求分析去掉冗余标注要素,通过合理规划将剩余的标注信息集成为一维信息表达序列。通过一维集成过程将标注信息的标注样式统一为一维集成标注表达样式,如图2为孔内键槽的一维集成标注,孔内键槽相关尺寸包括键槽本身的长度、宽度、键槽底部至与其垂直的孔直径另一端距离(以下简称为键槽深)以及所在孔的直径。采用现有标注方式需要标注4个尺寸值,采用一维集成标注的过程如下:根据数据读取习惯将键槽的尺寸按照长、宽、深排列并用“-”符号分隔,然后标注键槽所在孔的直径,并采用“/”将键槽本身的尺寸与其所在孔的直径分隔开。该过程集成了键槽本身所有几何尺寸及其所在孔的尺寸,并去掉了多余的尺寸线等,形成了本专利所述的一维集成标注样式。
    步骤2,分散标注的二维集成标注表达;在模型几何要素与标注信息直接关联的三维标注环境下,结合标注系统的交互操作,动态自动地将标注信息根据其关联的几何要素进行分组划分,对同一几何要素上关联的多个独立标注单元根据合理的二维集成标注规则进行与步骤1中的一维集成标注序列垂直方向的二维集成,形成关联几何要素的所有设计信息的二维表达整体单元,如图3为常见阶梯轴的二维集成标注过程,第一段标注了一维集成的几何尺寸、圆跳动公差、表面粗糙度三个标注,第二段标注了一维集成的几何尺寸、圆跳动公差、圆柱度公差与表面粗糙度四个标注。根据这些标注与阶梯轴上所关联的两轴段将标注分为两组进行纵向的二维集成,形成通过几何要素划分的两组标注整体单元。
    步骤3,设计信息三维标注;通过原型系统开发,通过开发交互式的一维集成标注功能??橛攵淖远杀曜⒐δ?,实现三维模型的集成标注,并通过数据库技术实现所有标注信息的数据管理,如图3为孔内键槽标注的数据管理。与该键槽标注直接相关的数据信息在数据库中通过标注功能表保存标注的ID,标注所在的视图名,模型ID,标注类型,标注的ID,标注的起点和终点坐标,标注框的长度信息。通过孔内键槽标注表来保存键槽的具体长、宽、深、所在孔直径信息,并通过标注ID、模型ID保证两表中数据的对应关系。
    本发明的集成标注是指使用经标注组合得到的整体标注单元对三维模型进行标注,集成标注包括一维集成标注和二维集成标注。标注组合是指在进行三维模型标注时,将与工程对象某结构相关的技术要求内容进行组合,形成一个整体标注单元的过程。整体标注单元是指在标注平面内根据标注内容组合要求水平或(和)垂直排列组成的标注单元。
    步骤1中所述的信息表达规划包括对所有要进行集成的数据根据其具体的工程语义进行属性特征的提取,排列数据的顺序,通过合理使用辅助符号,简化数据信息的表达形式,保证各部分数据意义的准确唯一,并使规划集成后的表达序列具有与原本分散标注完全相同的工程意义。辅助符号包括用于表达数据间隔关系的“_”、“-”、“x”、“??”、“/”等符号,以及具有特定工程语义的符号、拉丁文与英文字母等。
    步骤1中的一维集成标注表达样式包括标注采用引出标注的方式,使用以实心圆点为起点的直线标注引线连接模型特征要素,引线另一端连接矩形标注框距离引线起点最近的角点,矩形标注框的长短随标注框内一维集成标注内容的长短变化。特征要素包括仅代表单独几何信息的单一几何要素,如矩形的边、圆周等,以及代表一个完整独立结构的单一几何要素,如孔的轴线代表整个孔,圆柱的中心线代表整个圆柱,键槽的底面代表整个键槽结构等。
    步骤1中所述的标注要素是指组成标注整体的文本、符号、箭头、线条、线框、图形等要素。
    步骤2中所述的二维集成标注规则包括在与一维集成标注序列垂直方向上左对齐排列所有的标注框,以使表达整洁并符合正常的信息阅读习惯,同时以显示屏幕的水平中心线为界,将屏幕显示区域平均分为中心线以上的上区域和中心线以下的下区域,在上区域中二维集成标注的垂直排列按照标注框从长到短的顺序依次从上到下排列,在下区域中二维集成标注的垂直排列按照标注框从短到长的顺序依次从上到下排列,以便使模型所在的中心区域不被标注信息遮挡。二维集成标注规则包括整体单元的标注位置以最长标注框的屏幕标注位置为基准,单元中其他标注向最长标注框的位置集成,集成后删除多余的标注引线,仅保留单元中最短标注框的引线。
    步骤3中所述的原型系统包括基于ACIS与HOOPS等几何造型平台,通过C++等编程语言实现三维集成标注系统的开发,按照标注内容分类为对应的一维集成标注表达方式开发功能???,并将标注所有相关信息存入MySQL等数据库系统,并根据交互过程中数据的读取与识别动态实现二维集成标注。
    如图5所示,步骤1中所述常见规则几何形体的现有标准规定尺寸标注基本包括尺寸线、尺寸界线、尺寸值三个标注要素。在界面上占用的空间较大,且大多几何形体的尺寸由多个分散的标注表达,如圆柱的尺寸标注包括直径尺寸标注和高度尺寸标注,正方体的尺寸标注包括长、宽、高三个尺寸标注等。一维集成标注根据各尺寸参数的表达意义重新规划信息的表达,采用一维集成标注序列表达常见规则几何形体的完整尺寸信息。
    如图6所示,步骤1中所述的独立结构指常见的工程特征结构,如螺纹孔、花键轴、轴上键槽、孔内键槽等。这些工程特征结构往往需要多个分散的固定形式的尺寸标注来表达完整的几何信息,另外有些结构如花键孔还包括参考标准的说明。在一维集成过程中,去掉冗余的说明信息,整合分散的尺寸标注,形成一个具有完整尺寸表达的一维集成标注序列。采用标注框引出式标注。
    如图7所示,步骤1中所述的常用件指机械领域中的常用件和标准件如轴承、齿轮、弹簧、链轮等零部件。对于这些常用件和标准件,具有规定的型号与尺寸系列,如轴承,可根据型号结合部分尺寸参数查询手册得到其他信息,同时将分散标注的信息根据信息的相关性进行规范化集成,易于集成后标注内容的理解与记忆。如锥齿轮等常用件有固定的尺寸参数形式,根据参数的具体意义与相关性进行规范化表达集成,形成标注简化、易于理解的一维集成标注序列。
    如图8所示,一维集成标注将现有的二维工程图下的标准标注样式重新规划集成,形成一维集成标注信息序列,为进一步的二维集成标注过程简化三维环境下标注的复杂程度奠定基础。步骤1中所述的信息表达形式分散多样的独立设计信息,包括常用的表面粗糙度、基准、基准目标等。对于标注参数分布分散的表面粗糙度的标注重新进行分配,根据各参数的使用频率与重要程度进行一维集成标注,形成统一的标注框引出式标注。
    如图9所示,步骤2中所述的标注的二维集成标注是在标注过程中,判断当前所要添加标注的几何要素是否已有其他标注信息与之关联,如果有则将当前几何要素上所有的标注信息按照集成规则进行垂直方向上的二维集成标注,形成一个纵向堆叠的整体单元。
    如图10所示,步骤2中所述的二维集成的集成规则具体为:在与一维集成标注序列垂直方向上左对齐排列所有的标注框,使同一几何要素上所有标注作为一个整体单元标注在模型上,同时以显示屏幕的水平中心线为界,将屏幕显示区域平均分为中心线以上的上区域和中心线以下的下区域,在上区域中二维集成标注的垂直排列按照标注框从长到短的顺序依次从上到下排列,在下区域中二维集成标注的垂直排列按照标注框从短到长的顺序依次从上到下排列,以便使模型所在的中心区域不被标注信息遮挡。
    如图11所示,通过原型系统实现三维模型的集成标注。原型系统的实现可以基于ACIS与HOOPS等几何造型软件平台,通过C++等编程语言实现三维集成标注系统的开发,按照标注内容分类,为对应的一维集成标注表达方式开发功能???,并将标注所有相关信息存入如MySQL等数据库系统,根据一维集成标注与模型关联性对标注分组进行二维集成标注。
    如图12所示,在三维模型集成标注系统中,标注的集成主要可分为以下四个步骤:                                                标注设计信息时,系统根据选取的几何要素ID在数据库中搜索当前几何要素已有关联的其他标注,并读取获得完成二维集成标注必要的数据,包括标注框长度与标注位置;根据标注框长短对当前一组标注信息进行排序,并记录最长标注的位置,并判断其在屏幕上的位置;根据最长标注框在屏幕上的位置,依据二维集成标注规则进行标注集成,以最长标注位置为参照形成标注的整体单元,完成标注的二维集成标注过程;跟新数据库中的数据,存入当前标注的信息,并更新整体单元中各一维集成标注的位置数据。如图13所示,是三维模型集成标注原型系统下的标注实例。
    如图14所示,一种基于三维模型的集成标注表达系统,为更好的发挥集成标注技术的优势,三维集成标注的表达实现了创新的显示表达方式,系统通过图样视图技术实现模型不同视角下的标注,易于创建与切换浏览。在进行标注前,首先通过旋转、缩放、平移等操作将模型调整为最佳视读与标注状态,然后创建图样视图,如同为当前的模型创建了一张图纸,根据模型标注角度的需要,可创建多个不同视角、状态、大小的图样视图。标注完整后可通过图样视图列表功能在以创建的图样视图之间进行切换,每个图样视图只显示当前图样视图中添加的标注信息与剖切状态等,可以编辑当前浏览的图样视图内的标注信息。
    如图15所示,图中左侧的模型标注是ASME Y 14.41_2012 《DIGITAL PRODUCT DEFINITION DATA PRACTICES》标准中的标注图例,右侧模型为三维模型集成标注系统中的图样视图。左图采用的标注平面为与坐标平面平行的几组平面,右图的标注平面为默认的平行于屏幕的标注平面,从两图的对比中可以看出,现有标准规定的标注平面显示方式,需要用户规划标注的显示,设置标注不同的标注平面,且容易产生标注的重叠,造成表意不清晰或读图困难,同时由于文本的方位均不符合普通的阅读习惯,给数据和信息的读取带来了不便,为了克服以上问题,三维模型的集成标注系统采用平行于屏幕的标注平面。右图的标注平面是伴随图样视图的创建默认为平行于屏幕的平面,无需手动设置,且标注不易重叠,文本方向水平正对用户方便阅读,表达清晰直观。
    如图16所示,在模型显示的窗口中,沿窗口四周,设置了两条横向两条纵向的隐式标注区域。在标注过程中为标注的放置位置提供了自动与手动两种模式,如图17所示,以满足标注位置灵活性的需要,手动模式是指在标注过程中,通过鼠标控制标注放置的位置,自动模式是指标注过程中,当将标注拖拽到一定的位置释放鼠标时,系统根据当前放置的位置将标注自动定位到窗口中的隐式标注区域中,自动定位过程遵循以下规则:当标注的位置,即标注框的中心点,位于屏幕上非隐式标注区中或横向隐式区域中时,标注保持其水平方向位置不变,垂直方向定位到距离其较近的横向隐式标注区内;当标注的位置位于屏幕上的纵向隐式标注区域内时,标注将自动定位到标注区域中,为保证标注完全位于窗口之内,保持标注的垂直方向位置不变,将标注框边界与标注区域的外边界对齐。
    如图18所示,集成标注方式与系统的界面表达即交互操作过程紧密结合在一起,实现了动态的识别、集成、定位、数据储存等功能。
    如图19所示,原型系统的一维集成标注功能的实现包括如下几点:按照一维集成规则所规定的标注样式,通过C++编程完成交互式的集成标注功能???;通过交互过程中对模型的选择将当前标注的数据与模型几何要素及其关联关系存入数据库;通过用户选择的标注位置操作方法(手动或自动),如果选择了手动方式,用户可通过鼠标操作将标注放置到屏幕窗口内的任意位置,系统将标注的位置坐标存入数据库,如果选择了自动方式,在交互过程中根据获取与识别标注在屏幕中的初始位置,将标注自动定位到隐式标注区域中,具体定位的规则如图16、17所示。
    如图20所示,原型系统的二维集成标注功能的实现包括如下几点:在添加标注的过程中系统通过交互选择的几何要素从数据库中搜索其在当前视图下,是否已有关联的标注信息,如果无则不进行二维集成标注,如果有则读取关联标注的信息,包括标注位置、标注框长度;对当前几何要素上已有和正在添加的标注根据二维集成标注规则进行二维集成,并将集成后新添加标注的位置存入数据库,更新数据库中已有关联标注的位置。
    如图21所示,数据库的功能除了存储与搜索更新存入的数据外,主要保证各类存储数据之间的关联关系。原型系统数据库中主要通过以下几种表的设计来保持数据关联性:图样视图表:建立了图样视图与模型之间的关联联系,并保存了视图的大小与角度数据;标注信息表:建立了标注、几何要素、图样视图与模型之间的关联关系,并保存了标注的类型、标注的引出点位置坐标、标注位置坐标以及标注框的长度;具体标注类型表:建立了模型与标注之间的关联关系,并保存了标注信息的具体内容数据。
    这种基于三维模型的集成标注表达方法,集合现有标注标准与工程实际应用情况,并结合三维模型标注的环境特征,通过合理的规划设计实现一维集成标注表达,在一定程度上减少了独立标注的数量,简化标注过程,轻量化界面表达,为解决如今三维标注环境下的“刺猬”问题提供了有效的方法;通过以模型几何要素为核心的关联标注组合,实现二维集成标注的表达,再一次大幅度的降低模型标注的复杂程度,使标注与模型的关系表达的更加直接,界面更加简洁,进一步为三维环境下标注的“刺猬”问题提供了有效的解决手段;通过原型系统开发提供三维模型标注软件环境,紧扣功能实际应用需求,保留灵活的定形定位尺寸标注方式,为用户提供更多的功能选择,同时通过数据库管理所有的设计信息,保证了数据的共享性、一致性、可重用性,为实现智能化设计制造奠定了基础。这种集成标注表达方式极大限度的降低了标注的复杂程度,轻量化了标注的显示界面,使标注信息表达的更加直观、简洁,同时通过一维集成标注的设计与二维集成标注的设计更能体现模型设计信息的工程专业语义。
    这种三维模型的集成标注表达系统,根据集成标注创新性的特点,结合工程应用需求提供了一维集成标注的功能??橛胱远亩杀曜⒛??,最大限度的发挥出集成标注表达方法的优势。通过创新的图样视图功能,用户可以将全部的标注信息根据模型不同的观察角度与状态分布到一到多个图样视图中分别显示,减少单个图样视图中标注的数量,使界面表达更加清晰、简洁,使标注更符合当前角度下的模型状态,用户可以根据需要将模型调整到任何状态下创建任意数量的图样视图,具有很高的灵活性,已创建的视图可以快速的切换浏览及编辑。系统采用默认的平行于屏幕的标注平面,无需设置,省去了繁琐的标注平面设置过程,所有的标注均平行于屏幕平面水平放置,不易产生叠加遮挡,表达清晰,不易产生误解。系统通过创新的隐式的标注区域设置,使标注信息均分布在模型窗口的四周,不易遮挡模型,影响到模型的显示,可结合操作过程实现自动定位,标注界面表达清晰、整洁,模型状态表达清晰,且具有很高的自动化程度,同时又允许用户根据需要手动定位标注,提高了系统的灵活性与表达方式的多样性。通过三维模型的集成标注表达方式与集成标注系统一定程度上很好的解决了如今三维模型标注存在的种种问题,如一直难以解决的标注界面“刺猬”问题,并且从表达方式设计,功能设计,到系统实现均紧密结合工程应用与实际需要,具有创新性与实用性。 

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