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从整个产品设计流程来看,产品实体设计之前的概念设计至今仍是协同设计活动最“黑箱”的阶段。我们还没有找到易于在协同环境下实现的产品概念设计的文法表示方法,即:从产品设计方法学的角度,对概念生成原理和设计要素进行提炼、抽象而形成的形式化描述方法没有解决。而这正是计算机辅助概念设计最关键的沟通要素和实现基础。
草图是面向概念设计阶段的,是表现产品设计概念最常用的信息载体。由于草图不像其它图形表达方式那样要求严格的尺寸、位置和比例关系,也不一定确切表达出局部的设计细节,存在一定的不确定性和模糊性,所以至今还没有很好地支持草图设计的协同CAD系统面世。其中关键难点之一是草图规范化描述和在线识别。
本研究通过分析草图图元笔划的几何特征,对笔划进行分类和定义,并给出了规范化描述;采用折线化处理、最小中值二乘法等算法对单一图元进行识别,图元的最终识别单元为直线、折线段、椭圆、椭圆弧、圆、圆弧、双曲线、抛物线;在规范描述的基础上,本文给出了不同图元的在线识别算法,这些算法可以支持网络环境的协同设计系统识别快速各种图元,以便进一步理解草图,也可以方便协同工作环境下的信息精准交流;为了测试本研究给出图元识别的效果,本研究设计了一个草图各种图元曲线侦测系统,它可以测试曲线识别算法效果,还可以在该平台上研发新的图元识别算法。经试用,该系统总体上达到预期效果的。
为了实现协同环境下草图信息的交流,本文还提出一个基于XML的协同合作式文件系统模型,其描述了协同合作的环境中协同文件所应具备的内容体系与其相关信息,包括存取控制、并发控制、文件的管理、记忆文件状态等,给出了一个协同文件管理系统方案,包括用户群组管理、文件安全管理、文件关系管理以及文件流程控制。
对草图图元的定义和在线理解,为实现支持产品概念设计系统提供了一种规范化的描述方法和识别算法,由此推进了协同设计系统中相关数据分享机制和数据管理与规划进展。