CN104750907A - 三维建模对象的设计 - Google Patents

Abstract

本发明尤其涉及用于设计3D建模对象的计算机实现的方法。3D建模对象存储在数据库中。该方法包括：-提供具有多个特征的3D建模对象；-根据用户动作，选择第一特征的第一几何结构；-根据所选定的第一几何结构，在数据库中查询和获取至少一个规范；-选择至少一个第二特征；-在所选定的至少一个第二特征上应用从数据库获取的所述至少一个规范。

Description

三维建模对象的设计

技术领域

本发明涉及计算机程序和系统领域，具体地说，本发明涉及用于设计三维建模对象的方法、系统和程序。

背景技术

市场上提供了用于对象的设计、工程和制造的多种系统和程序。CAD是计算机辅助设计的缩写，例如，其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，其涉及用于仿真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，其涉及用于规定制造过程和操作的软件解决方案。在这些计算机辅助设计系统中，图形用户界面关于该技术的效率，扮演一个重要的角色。这些技术可以嵌入在产品生命周期管理(PLM)系统中。PLM指代用于通过扩展企业的概念，从概念到其寿命结束帮助公司共享产品数据、应用通用处理、利用企业知识，以便开发产品的经营策略。

Dassault Systèmes所提供的(商标为CATIA、ENOVIA和DELMIA的)PLM解决方案提供了工程中心(其组织产品工程知识)、制造中心(其管理制造工程知识)和企业中心(其使企业集成和连接到工程中心和制造中心)。该系统一起提供一个开放的对象模型，其链接产品、处理、资源以实现动态、基于知识的产品生成和决策支持，从而得到优化的产品定义、制造准备、生产和服务。

使用CAD建模软件的设计者隐式地或者显式地抓住他的设计意图。术语设计意图意味着设计者的项目目标或要求。设计者将特征规范和约束提供成用于显式地抓住设计意图的机制。特征的规范是该特征的书面说明。

在实践中，设计者希望关于一些特征使用类似的设计意图，以便在设计建模对象时节省时间。此外，他可能希望重用来自一个特征的设计意图，并将类似的设计意图应用于其它特征。当设计者希望对原始的设计意图做出改变，并将这些变化传播到其它特征时，对设计意图进行重用是特别更加重要的。

一些已知的CAD软件解决方案通过允许特征的复制和粘贴，或者更换特征的规范，来允许对创建的几何结构的重用。但是，它们不能够基于特征的子元素或者用户选择而理解设计意图。换言之，设计者可以认识到，通过他们对于表示的选择(其捕捉想要重用的设计意图)，CAD软件可以理解该设计意图。

当在一些特征之中实现类似的设计改变时，在当前，设计者需要在每一个特征中个别地实现该改变。为了在数学方面进行解释，如果用户需要n步来实现关于一个特征的设计改变，并且他期望在k个其它特征中都实现这样的设计改变，则在本质上，用户需要n×k步来实现所有这些设计改变。

此外，改变请求的管理需要关于某种参考几何结构，对几何结构进行编辑。该参考几何结构不需要是独立的参考几何结构(例如，几何集中的表面、平面、轴)，而可以是更隐式的几何结构，例如，衬垫的顶部极限、孔的底部，孔的类型等等。

当前，没有任何已知的CAD软件解决方案允许基于用户的几何结构选择来推断设计意图。换言之，当前没有任何机制允许设计者基于用户的选择，按照特征规范的颗粒度水平来重用设计意图。

因此，设计者不能够将它们的特征的语义重用到其它特征之中。

在该背景下，仍然需要一种改进的方法，以便设计基于特征的三维建模对象。

发明内容

因此，提供了一种用于设计三维建模对象的计算机实现的方法，该三维(3D)建模对象存储在数据库中。该方法包括：

-提供具有多个特征的3D建模对象；

-根据用户动作，选择第一特征的第一几何结构；

-根据所选择的第一几何结构，在数据库中查询和获取至少一个规范；

-选择至少一个第二特征；

-将从数据库中获取的所述至少一个规范应用在所选择的至少一个第二特征上规范。

该方法可以包括下面中的一个或多个：

-在数据库中查询和获取的步骤包括：

-识别所选择的第一几何结构所属于的第一特征；

-识别建立第一特征所依据的轮廓(profile)；

-查找所识别的轮廓的至少一部分，其中所选择的几何结构源自所述至少一部分；以及

-在数据库中查找与查找到的所述至少一部分相关联的至少一个规范；-在识别轮廓之后：

-识别形成该轮廓的部分；

-对该轮廓的每一个部分进行索引；

其中，查找所述至少一个规范是根据与所选定的几何结构所源自的轮廓的部分相关联的索引来执行的规范；

-选择至少一个第二特征的步骤包括：选择类似于第一特征的至少一个第二特征；

-当第一特征和第二特征具有相同的类型时，二者被检测为是类似的；

-根据用户动作，选择要应用于所选定的至少一个第二特征的另外规范，其中应用的步骤包括：将从数据库获取的所述至少一个规范和所述另外规范应用在所选定的至少一个第二特征上；

-额外规范是在第一特征中所识别的规范集之中选择规范的；

此外，还提供了一种计算机程序，该计算机程序包括用于执行该方法的指令。

此外，还提供了一种计算机可读存储介质，其中该计算机可读存储介质上记录有所述计算机程序。

此外，还提供了一种系统，其中该系统包括耦接到存储器的处理器和图形用户界面，所述存储器上记录有所述计算机程序。

附图说明

现在通过非限制性示例的方式，参照附图来描述本发明的实施例，其中：

-图1示出了所述方法的示例的流程图；

-图2示出了用于描述图1的方法中的步骤S30的示例的流程图；

-图3示出了基于轮廓的孔特征的示例；

-图4到图7示出了图3的基于轮廓的孔特征的部分和几何结构的示例；

-图8示出了将孔洞类型作为推断规范的特征规范面板的示例；

-图9和图10示出了GUI的截屏，其中，根据本发明来设计了3D建模对象；

-图11示出了GUI的示例，其中，可以执行根据本发明的方法；

-图12示出了用于执行根据本发明的方法的计算机系统的示例。

具体实施方式

参见图1的流程图，提出了用于设计三维(3D)建模对象的计算机实现的方法。该3D建模对象存储在数据库中。该方法包括：提供具有多个特征的3D建模对象。因此，该3D建模对象是基于特征的3D建模对象。此外，该方法还包括：根据用户动作，选择第一特征的第一几何结构。此外，该方法还包括：根据所选定的第一几何结构，在数据库中查询和在数据库中获取至少一个规范。此外，该方法还包括：选择至少一个第二特征。所选定的第二特征可以类似于第一特征。随后，该方法包括：在所选定的至少一个第二特征上，应用从数据库获取的所述至少一个规范。

该方法通过根据用户选择进行推断，改进3D建模对象的设计，以作为对设计意图进行重用的新方式。特征的几何结构的用户选择(例如，几何结构的视觉表示)捕捉与该特征相关联的某种设计意图。换言之，根据3D建模对象的特征的几何结构的用户选择，来执行规范的识别。因此，在3D建模对象的其它特征上，捕捉和重用语义(或规范)。这使用户能够以更少的步骤，快速地将他们的设计意图传播到几个特征。

该方法是计算机实现的。这意味着该方法的步骤(或者几乎所有步骤)由至少一个计算机或者任何类似的系统来执行。因此，该方法的步骤由计算机进行执行(可能完全自动地，或者半自动地)。举例而言，可以通过用户-计算机交互，来执行该方法的至少一些步骤的触发。所需要的用户-计算机交互的水平可以取决于自动预见的水平，并与实现用户的意愿的需求相平衡。举例而言，这种水平可以是用户规定的和/或预先规定的。

例如，根据用户动作，执行第一几何结构的选择。类似地，可以根据用户动作，来执行用于选择至少一个第二特征的步骤。

该方法的计算机实现的典型示例是使用适合于此目的的系统来执行该方法。该系统可以包括耦接到存储器的处理器和图形用户界面(GUI)，该存储器上记录有计算机程序，该计算机程序包括用于执行该方法的指令。此外，该存储器还可以存储数据库。该存储器是适合于这种存储的任何硬件，其可能包括几个物理不同的部分(例如，一个用于程序，一个可能用于数据库)。

就“数据库”而言，其意味着为搜索和获取而组织的数据(即，信息)的任何集合。当在存储器上存储时，数据库允许计算机进行快速地搜索和获取。数据库事实上被结构化，以促进通过各种数据处理操作进行数据的存储、获取、修改和删除。数据库可以包含一个文件或者一组文件，这些文件可以分割成一些记录，每一条记录包含一个或多个字段。字段是数据存储的基本单元。用户可以主要通过查询来获取数据。使用关键词和对命令进行排序，用户可以快速地搜索、重新排列、分组和选择多条记录中的字段，以根据正在使用的数据库管理系统的规则，获取或生成关于特定的数据聚集的报告。

在该方法的情况下，数据库可以包括三维建模对象，该3D建模对象具有多个特征。此外，该数据库还可以存储基于特征的3D建模对象的每一个特征的一个或多个规范。

该方法通常对建模对象进行操作。建模对象是通过数据库中存储的数据来规定的任意对象。推而广之，表达“建模对象”指定数据本身。根据系统的类型，可以通过不同类型的数据来规定建模对象。事实上，该系统可以是CAD系统、CAE系统、CAM系统、PDM系统和/或PLM系统的任意组合。在这些不同的系统中，通过相应的数据来规定建模对象。因此，可以说CAD对象、PLM对象、PDM对象、CAE对象、CAM对象、CAD数据、PLM数据、PDM数据、CAM数据、CAE数据。但是，由于可以通过与这些系统的任意组合相对应的数据来规定建模对象，因此这些系统并不是彼此之间互相排斥的。因此，系统也可以CAD和PLM系统，如通过下面所提供的这些系统的定义所显而易见的。

就CAD系统而言，其意味着至少适合于基于建模对象的图形表示来设计建模对象的任何系统(例如，CATIA)。在该情况下，定义建模对象的数据包括允许该建模对象的表示的数据。例如，CAD系统可以使用边缘或线(在某些情况下，使用面或表面)来提供CAD建模对象的表示。可以以各种方式(例如，非均匀有理B样条(NURBS))来表示线、边缘或表面。具体而言，CAD文件包含规范，根据规范可以生成几何结构，转而允许生成表示。可以将建模对象的规范存储在单一CAD文件中，或者可以存储在多个文件中。在CAD系统中表示一个建模对象的文件的典型大小，处于每一部件一兆字节的范围之内。通常，一个建模对象可以是数千部件的集合。

在CAD的背景下，一个建模对象通常可以是一个3D建模对象，例如，其表示一个产品(例如，一个部件或部件的集合)，或可能是产品的集合。就“3D建模对象”而言，其意味着通过允许对象的3D表示的数据来进行建模的任何对象。3D表示允许从所有角度来观看该部件。例如，可以围绕对象的任何轴，或者围绕显示其表示的屏幕中的任何轴，来处理和旋转3D建模对象(当3D表示时)。应当注意的是，其不包括2D图标(其中2D图标不是3D建模的)。3D表示的显示有助于设计(即，提高设计者统计性地完成他们的任务的速度)。由于产品的设计是制造过程的一部分，因此这加速了工业中的制造过程。

CAD系统可以是基于历史的。在该情况下，还通过包括几何特征的历史的数据来规定建模对象。事实上，建模对象可以由自然人(即，设计者/用户)使用标准建模特征(例如，挤压、旋转、切割和/或弄圆等等)和/或标准刨光特征(例如，吹扫、融合、悬挂、填充、变形，平滑等等)进行设计。这里，建模对象是基于特征的建模对象。支持这些建模功能的很多CAD系统是基于历史的系统。这意味着通常使用通过输入和输出链路将所述几何特征链接在一起的非循环数据流，来保存设计特征的生成历史。基于历史的建模范例自80年代开始以来就是世所周知的。通过两个持久性数据表示来描述建模对象：历史和B-rep(即，边界表示)。B-rep是历史中规定的计算的结果。当表示建模对象时，在计算机的屏幕上显示的部件的形状是B-rep(的栅格形状)。部件的历史是设计意图。基本上，历史收集关于该建模对象所承受的操作的信息。可以与历史一起保存B-rep，从而使得更容易显示复杂部件。可以将历史与B-rep一起进行保存，以便允许根据设计意图来进行部件的设计改变。

就PLM系统而言，其意味着适合于对表示物理制造的产品的建模对象进行管理的任何系统。在PLM系统中，因此通过适合于物理对象的制造的数据来规定建模对象。通常，这些数据可以是尺寸值和/或公差值。对于一个物体的正确制造来说，事实上最好是有这样的值。

CAM代表计算机辅助制造。就CAM解决方案而言，其意味着适合于管理产品的制造数据的任何解决方案、硬件的软件。通常，该制造数据包括与要制造的产品、制造过程和所需要的资源有关的数据。CAM解决方案用于对产品的整个制造过程进行规划和优化。例如，其可以向CAM用户提供关于制造过程的可行性、持续时间或者资源数量(例如，可以在该制造过程的特定步骤时使用的具体机器人)的信息，因此允许关于管理或者所需要的投资做出决策。CAM是CAD过程和潜在的CAE过程之后的后续过程。这种CAM解决方案由Dassault Systèmes在商标下提供。

CAE代表计算机辅助工程。就CAE解决方案而言，其意味着适合于分析建模对象的物理行为的任何解决方案、硬件的软件。一种公知的和广泛使用的CAE技术是有限元方法(FEM)，该方法通常涉及：将一个建模对象分割成可以通过方程来计算和仿真物理行为的元素。Dassault Systèmes在商标下提供了这种CAE解决方案。另一种不断增长的CAE技术涉及：在无需CAD几何结构数据的情况下，对于由来自不同物理学领域的多个组成部分构成的复杂系统进行建模和分析。CAE解决方案允许仿真，并因此允许对要制造的产品进行优化、改进和验证。Dassault Systèmes在商标下提供了这种CAE解决方案。

PDM代表产品数据管理。就PDM解决方案而言，其意味着适合于管理与特定产品有关的所有类型数据的任何解决方案、硬件的软件。在一个产品的生命周期中涉及的所有行为者都可以使用PDM解决方案：主要工程人员，但也包括项目管理人员、财务人员、销售人员和顾客。PDM解决方案通常是基于面向产品的数据库。其使行为者能关于他们的产品共享一致的数据，并因此防止一些行为者使用不同的数据。Dassault Systèmes在商标下提供了这种PDM解决方案。

图11示出了系统的GUI的示例，其中该系统是CAD系统。

GUI 100可以是典型的类CAD界面，其具有标准的菜单条110、120以及底部工具条140和侧工具条150。这些菜单和工具条包含一组用户可选择的图标，每一个图标与一个或多个操作或功能相关联，如本领域所已知的。这些图标中的一些与软件工具相关联，其中这些软件工具用于对GUI100中显示的3D建模对象200进行编辑和/或工作。可以将这些软件工具组合成工作台。每一个工作台包括软件工具的一个子集。具体而言，一个工作台是编辑工作台，其适合于对建模产品200的几何特征进行编辑。例如，在操作中，设计者可以预先选择对象200的一个部分，随后通过选择适当的图标来发起操作(例如，改变尺寸、颜色等等)或者编辑几何约束。例如，典型的CAD操作是对于在屏幕上显示的3D建模对象的冲孔或折叠的建模。

例如，该GUI可以显示与所显示的产品200有关的数据250。在图2的示例中，数据250(其显示成“特征树”)以及它们的3D表示2000与包括制动钳和盘的制动系统有关。此外，该GUI还示出了各种类型的图形工具130、170、180、400，例如以便有助于实现该对象的3D定向，触发对于编辑的产品的操作的仿真，或者渲染所显示的产品200的各种属性。光标160可以由触觉设备进行控制，以便允许用户与图形工具进行交互。

图12示出了系统的示例，其中该系统是客户端计算机系统(例如，用户的工作站)。

该示例的客户端计算机包括连接到内部通信总线1000的中央处理单元(CPU)1010、也连接到该总线的随机存取存储器(RAM)1070。此外，该客户端计算机还提供有图形处理单元(GPU)1110，其与连接到总线的视频随机存取存储器1100相关联。在本领域中也将视频RAM 1100称为帧缓冲区。大容量存储设备控制器1020管理针对大容量存储器设备(例如，硬盘驱动器1030)的访问。适合于有形地体现计算机程序指令和数据的大容量存储器设备包括所有形式的非易失性存储器，举例而言，其包括：诸如EPROM、EEPROM和闪存设备之类的半导体存储器设备；诸如内部硬盘和移动硬盘之类的磁盘；磁光盘；和CD-ROM盘1040。前述中的任何一个可以通过专门设计的ASIC(专用集成电路)来补充，或者合并到专门设计的ASIC中。网络适配器1050管理针对网络1060的访问。此外，该客户端计算机还可以包括触觉设备1090，例如，光标控制设备、键盘等等。在客户端计算机中使用光标控制设备，以准许用户选择性地将光标放置在显示器1080上的任何期望位置。此外，光标控制设备允许用户选择各种命令，并输入控制信号。光标控制设备包括多个信号生成设备，以向系统输入控制信号。通常，光标控制设备可以是鼠标，鼠标的按键用于产生这些信号。替代地或另外地，客户端计算机系统可以包括感应垫和/或感应式屏幕。

计算机程序可以包括能由计算机执行的指令，这些指令包括用于使上面的系统执行所述方法的单元。该程序可以记录在任何数据存储介质(其包括系统的存储器)上。例如，该程序可以用数字电子电路或者用计算机硬件、固件、软件或者它们的组合来实现。可以将该程序实现成装置，例如，由可编程处理器执行的在机器可读存储设备中有形体现的产品。方法步骤可以由执行程序指令的可编程处理器来执行，以便通过对输入数据进行操作和生成输出，来执行所述方法的功能。因此，该处理器可以是可编程的，并用于从数据存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令，以及向数据存储系统、至少一个输入设备和至少一个输出设备发送数据和指令。可以用高级过程语言或面向对象编程语言，或者用汇编语言或机器语言(如果期望的话)来实现该应用程序。在任何情况下，该语言是编译或解释语言。该程序可以是完全安装程序或更新程序。该程序在系统上的应用在任何情况下导致用于执行该方法的指令。

“设计3D建模对象”是指任何动作或动作系列，其是制作3D建模对象的过程的至少一部分。因此，该方法可以包括：从头开始来生成3D建模对象。替代地，该方法可以包括：提供先前生成的3D建模对象，随后对该3D建模对象进行修改。

可以将该方法包括在制造过程中，制造过程可以包括：在执行完该方法之后，生产与该建模对象相对应的物理产品。在任何情况下，通过本方法所设计的建模对象可以表示制造对象。因此，建模对象可以是经建模的实体(即，表示实体的建模对象)。制造对象可以是产品(例如，部件)或者部件集合。由于本方法改进了建模对象的设计，因此该方法也提高了产品的制造，并因此提高了制造过程的生产率。

现参见图1，讨论了根据本发明的方法的示例。

在步骤S10，提供具有多个特征的三维(3D)建模对象。该3D建模对象存储在数据库中。提供3D建模对象意味着3D建模对象的数据可用于执行本发明的方法的CAD系统。例如，将该3D建模对象的数据提供给CAD系统所运行的场景。因此，在3D场景中装载3D建模对象，但不一定向用户表现。提供3D建模对象可以是下面两个连续步骤的结果：在数据库中搜索该3D建模对象的数据，并从数据库中获取该3D建模对象的数据。

系统可以自动地提供该3D建模对象，例如，在前一个设计会话中设计的3D建模对象。会话是用户与CAD系统交互至少一次的持续时间段。在实践中，在用户每一次想要执行设计时，他/她就登录该系统，并在用户登入时，可以装载前一个设计会话。

替代地，可以提供3D建模对象，作为根据用户动作所执行的选择的结果。用户可以通过诸如键盘、鼠标、触笔、触摸敏感显示器等等之类的触觉设备来执行该选择。例如，在两个按键的鼠标中，左键可以用于选择第一和/或第二部件。可以在部件列表中执行选择(但不限于此)，其中该列表可以是这些部件的文字列表或者2D或3D表示的列表。

术语特征意味着形成3D建模对象的一部分的几何对象。因此，3D建模对象是基于特征的建模对象，如本领域所已知的。因此，特征具有几何属性。此外，其还可以包括拓扑属性。几何属性和拓扑属性(如果有的话)形成特征的规范：因此，特征的规范是该特征的几何结构的书面说明，并且规则应用于特征的所述几何结构。因此，特征是属于产品的通用形状，其与用于推理被设计的产品的规范相关联。

在实践中，可以从轮廓中获得3D建模对象的特征，该特征称为基于轮廓的特征。通常，从二维形状(轮廓)中获得基于轮廓的特征的几何结构，其中可以根据二维形状来获得波及体积，如本领域所已知的。

图3描绘了反向钻孔洞类型的孔洞特征的轮廓：该轮廓包括相连接的四个部分1、2、3、4，因此形成了一组连接的边缘。此外，每一个部分还可以称为连接两个顶点的线。应当理解的是，连接两个顶点的线可以具有任何类型：直线、曲线等等。通过使轮廓围绕轴5进行旋转来形成反向钻孔洞特征。这里，该轮廓已经围绕轴5执行了360°的旋转。图4到图7示出了从图3中所描绘的轮廓所获得的反向钻孔洞特征的不同视图。应当理解的是，包含的体积是该轮廓的旋转所规定的体积，其是空的。几何结构源自于该轮廓的每一个部分。这意味着根据该部件所扫过的表面，来生成至少一个几何结构。

现参见图6，阴影线示出了从图3中所表现的轮廓的部分1所获得的几何结构。所获得的几何结构是具有圆柱体的一般形式的表面。

现参见图4，阴影线示出了从图3中所表现的轮廓的部分2所获得的几何结构。从边缘2所扫描的表面获得了圆盘。

现参见图5，阴影线示出了从图3中所表现的轮廓的部分3所获得的几何结构；这里，获得了圆柱体。

现参见图7，阴影线示出了从图3中所表现的轮廓的部分4所获得的圆锥表面。

因此，图4到图7中所表现的反向钻孔洞特征包括四个几何结构，每一个几何结构是根据所述轮廓的一个部分来生成的。对于该特征的每一个几何结构而言，生成器可以是关联的：术语生成器意味着生成该几何结构所依据的轮廓的部分。

返回到图1，在步骤S20处，用户选择第一特征的第一几何结构。可以通过诸如键盘、鼠标、触笔、触摸敏感显示器等等之类的触觉设备来执行该选择。例如，可以到几何结构列表中执行该选择，其中该列表可以是这些部分的文字列表或2D或3D表示列表。例如，当两按键鼠标的光标位于第一几何结构的表示之上时，鼠标的左键可以用于选择该几何结构。在图6中，用户已经选择了在显示器上表现的反向钻孔洞特征的圆柱体，对所选定的特征的表示进行改变(其中，使用阴影线来表示该圆柱体的略图)，以便向用户展示已经选择了什么样的几何结构。

随后，在步骤S30处，对存储3D建模对象的数据库进行查询，以便根据所选定的第一几何结构，从该数据库获取至少一个规范。因此，步骤S20处的几何结构的选择触发关联到所选定的几何结构的一个(或多个)规范的识别。

为了便于解释起见，现参照图2来描述步骤S30的示例。在该示例中，3D建模对象的特征是数据库中存储的基于轮廓的特征。对于每一个基于轮廓的特征而言，至少将该轮廓和该特征的规范存储在数据库中。可以将可能与该特征的每一个规范相关联的值和这些规范一起存储。此外，该数据库还可以存储源自于该轮廓的一部分的几何结构。在实践中，当特征被实例化并在数据库上存储时，生成这些几何结构。可以将它们生成的几何结构临时地存储在数据库上。

在步骤S300处，在用户选择了第一几何结构之后，识别所选定的几何结构所属于的特征。如本领域所已知的，执行这种识别。在实践中，执行所述方法的系统存储每一个实例化的特征的几何结构，使得特征的识别允许直接识别几何结构，相反，几何结构的识别允许推断其所属于的特征。因此，在几何结构和所属特征之间存在一种映射关系。

随后，在步骤S310处，识别建立步骤S300处所识别的特征所依据的轮廓。可以直接在数据库中执行这种识别，这是由于每一个基于轮廓的特征的轮廓与该特征存储在一起，如上所述。在数据库中进行识别与在数据库中进行查询是同义的。

接着，在步骤S320处，识别形成该轮廓的部分。可以将这些信息与特征的轮廓存储在一起，也就是说，将形成该轮廓的部分的集合存储在数据库上。

替代地，可以根据数据库中存储的轮廓推断出该轮廓的部分的集合，例如，通过对形成该轮廓的连接边缘集合进行搜索。例如，可以以预先确定的方式来存储这些部分，例如，反向钻孔洞始终将这些部分从孔洞的顶部到底部进行存储。

随后，在步骤S330，对该轮廓的每一个部分编排索引。这涉及将轮廓的每一个部分与唯一标识符进行关联。例如，图3中所示的轮廓的部分已经被编排了索引，这是因为每个部分与数字值1、2、3、4相关联，从而允许识别每一个部分。因此，可以根据索引来对这些部分进行排序。

应当理解的是，可以将轮廓的一个或多个部分的索引与相对于特征的轮廓的信息一起存储在数据库上。在该情况下，对轮廓的每一个部分编排索引意味着在数据库中识别与每一个部分相关联的索引值。替代地，不将该索引存储在数据库中，而是对于每一种孔洞类型而言这些部分的顺序是已知的，所以可以容易地识别出索引。

一旦对轮廓的每一个部分编排了索引，就可以单独地选择该部分和该轮廓的该部分的信息。

接着，在步骤S340，在数据库中查找所选定的几何结构所源自的至少一个部分。在实现中，为一个选定的几何结构查找一个单一部分，应当理解的是，一个以上的几何结构可能源自于一个部分。如上所讨论的，数据库可以存储或者临时存储源自于该轮廓的该部分的几何结构。因此，可以使用数据库来执行一个部分的识别，例如，通过使用在关系数据库中存储的几何结构和部分之间的关系。

随后，在步骤S350，在数据库中查找与在步骤S340处查找到的至少一个部分相关联的至少一个规范。在实现时，利用在步骤S330处执行的对部分编排索引，以便识别该规范。事实上，数据库可以存储规范和轮廓的部分之间的映射，该映射使用这些部分的索引来识别相关联的规范。如上所讨论的，特征的规范是与特征的轮廓和源自于该轮廓的一部分的几何结构分离地存储的。

步骤S300到S350的算法用于基于几何结构的选择在数据库中查找规范，现参照图4到图7和图9到图10来描述该算法。在该示例中，考虑在图形用户界面(例如，图11的GUI 100)中显示的3D建模对象，其中在该GUI上，在衬垫98中存在四个孔洞特征，如图9中所示。孔洞特征90具有反向钻孔洞的类型，而孔洞特征92、94、96具有通孔的类型。术语类型意味着该特征所属于的孔洞的种类。举例而言，一个孔洞可以但不限于是：通孔、锥口孔、盲孔……类型。在该示例中，衬垫98也是一个特征。

数据库存储在图9上表现的3D建模对象；即，特征90、92、94、96和98的数据。数据库可以是关系数据库。与特征有关的数据包括：

(i)通孔类型的孔洞特征的轮廓；

(ii)反向钻孔洞类型的孔洞特征的轮廓，该轮廓的四个部分分别与索引值1、2、3、4相关联，如图3中所示；

(iii)衬垫特征的轮廓；

(iv)源自于轮廓的每一个部分的几何结构；

(v)每一个特征的类型；

(vi)与轮廓的每一个部分相关联的规范(如果有的话)。

应当理解的是，一个部分可能不与规范关联。通过这些部分的索引来维持部分和规范之间的映射(也可以说是关系)。在图8中，给出了针对反向钻孔类型的孔洞特征的规范的示例。在该示例中，该反向钻孔具有15mm的直径，孔洞直径等于10mm。

用户选择孔洞90的反向钻孔面。在选择了面几何结构之后，在数据库中识别孔洞特征。附带地，当识别特征时，还推断特征类型，在这里，该特征具有反向钻孔洞的类型。

随后，在数据库中识别该特征的轮廓和部分。随后，在数据库中查找索引为1并且与所选定的面几何结构相关联的部分。

从现在开始，由于所选定的几何结构所源自的部分的索引是1，因此在数据库中推断的规范是：该孔洞特征的所选定面唯一地表示该孔洞的反向钻孔。此外，所选定的几何结构还表示该反向钻孔直径规范。因此，在该示例中，两个规范与所识别的部分相关联：孔洞的类型(反向钻孔)和该孔洞的直径(15mm)。

如果用户选择了源自于索引为2的部分的圆盘，则在数据库中推断的规范是反向钻孔洞的深度。

如果用户选择了从图3中所表现的轮廓的部分3获得的几何结构(圆柱体)，则所获取的规范是该孔洞的直径。

再举一个例子，如果用户选择了源自于图3中所表现的轮廓的部分4的圆锥表面，那么所获取的规范是该孔洞的底部类型。

返回参见图1，在步骤S40，选择至少一个第二特征。该选择可以是根据用户动作来执行的，或者通过执行根据本发明的方法的系统来自动地选择。

在实践中，所选定的第二特征类似于所选定的第一特征，也就是说，第二特征几乎与第一特征相同。当自动选择时，系统搜索与第一特征具有最多数量的共同特性的特征。就特性而言，其意味着几何结构、与几何结构相关联的规范。通常，第二特征具有与第一特征相同的类型。例如，参见图9，第一特征90和第二特征92均具有孔洞类型，这涉及这两个特征具有类似的几何结构和规范(例如，孔洞的直径)。在图9中，自动地选择若干孔洞特征92、94、96。

随后，在步骤S50，在数据库中识别第一特征的一个规范集。通常，这通过搜索被映射到第一特征的轮廓的部分的所有规范来执行。

接着，在步骤S60，用户可以选择要应用于所选定的第二特征的另外规范。额外规范是在步骤S50所识别的集合中选择的。可以通过如图8中所述的特征规范面板来执行该选择：该面板的左部分向用户提供针对反向钻孔洞特征所推断的规范列表，面板的右部分示出了用户所选定的规范，这里是底部类型和底部角度。

随后，在步骤S70，将在步骤S30从数据库所获取的规范应用于所选定的第二特征；例如，向所选定的第二特征应用该规范的值。如果用户在步骤S60处选择了一个或多个另外规范，那么将这些规范也应用于所选定的第二特征。向一个特征应用一个规范意味着：对该特征进行修改，使得该规范和与该规范相关联的值对该特征具有影响。换言之，执行规范的传播。

现参见图10，示出了图9的3D建模对象，其中，与用户所选定的孔洞90的反向钻孔面相关联的规范以及用户在步骤S60处所选定的规范被应用于每一个特征92、94、98。这里，向每一个特征92、94、98应用三种规范：反向钻孔洞、底部类型和底部角度。通过应用这三种规范，对特征92、94、98进行了修改，使得它们具有反向钻孔洞类型，而不是通孔类型，并且对它们的底部进行修改以形成具有给定的角度值的圆锥底部。例如，用于描述孔洞的类型的规范的值从“简单”改变为“反向钻孔”。随后建立该特征。建立该特征具有新值的效果(反向钻孔类型的孔洞)，并用孔洞的几何结构和拓扑来表明。

在数据库中获取的规范和/或用户选定的规范的传播，可以通过执行下面步骤来实现：

1、迭代用户选定的特征的列表；

2、对于用户选定的每一个特征：

a、获取要传播的规范列表；

b、对于该列表的每一个规范：

i、获取要从第一特征向第二特征传播的规范的值；

ii、向第二特征传播该规范的值。

已描述了本发明的优选实施例。应当理解的是，可以在不脱离本发明的精神和范围的基础上，做出各种修改。因此，其它实现也落入所附权利要求书的范围之内。例如，这些特征可以是非基于轮廓的特征。在该情况下，可以获取表示该非基于轮廓的特征的选定的几何结构。与所选定的几何结构有关的规范表示所述选择的语义。因此，对于非基于轮廓的特征而言，并不需要推演特征的轮廓。在选择了用于表示该非基于轮廓的特征的几何结构之后，推断与该几何结构有关的规范。

Claims (10)

1.一种用于设计三维建模对象的计算机实现的方法，所述三维建模对象存储在数据库中，所述方法包括：

-提供(S10)具有多个特征的所述三维建模对象；

-根据用户动作，选择(S20)第一特征的第一几何结构；

-根据所选择的第一几何结构，在所述数据库中查询并获取(S30)至少一个规范；

-选择(S40)至少一个第二特征；

-在所选择的至少一个第二特征上应用从所述数据库获取的所述至少一个规范。

2.根据权利要求1所述的计算机实现的方法，其中，在所述数据库中查询并获取(S30)的步骤包括：

-识别(S300)所选择的第一几何结构所属于的所述第一特征；

-识别(S310)建立所述第一特征所依据的轮廓；

-查找(S340)所识别的轮廓的至少一部分，其中所选择的几何结构源自于所述至少一部分；以及

-在所述数据库中查找与查找到的所述至少一部分相关联的至少一个规范。

3.根据权利要求2所述的计算机实现的方法，还包括：在识别轮廓之后：

-识别(S320)形成所述轮廓的部分；

-对所述轮廓的每一个部分编排索引(S330)；

并且其中，查找(S350)所述至少一个规范是根据与所选择的几何结构所源自于的所述轮廓的所述部分相关联的索引来执行的。

4.根据权利要求1到3中的任何一项所述的计算机实现的方法，其中，选择至少一个第二特征的步骤包括：选择与所述第一特征相似的至少一个第二特征。

5.根据权利要求4所述的计算机实现的方法，其中，当所述第一特征和所述第二特征具有相同的类型时，所述第一特征和所述第二特征被检测为是相似的。

6.根据权利要求1到5中的任何一项所述的计算机实现的方法，还包括以下步骤：

-根据用户动作，选择(S60)要在所选择的至少一个第二特征上应用的另外规范；

并且其中，应用的步骤包括：在所选择的至少一个第二特征上，应用所述另外规范和从所述数据库中获取的所述至少一个规范。

7.根据权利要求6所述的计算机实现的方法，其中，所述另外规范是在所述第一特征中所识别(S50)的规范集当中选择的。

8.一种计算机程序，包括用于执行如权利要求1-7中的任何一项所述的方法的指令。

9.一种计算机可读存储介质，其上记录有如权利要求8所述的计算机程序。

10.一种系统，包括图形用户界面和耦接到存储器的处理器，所述存储器上记录有如权利要求8所述的计算机程序。