与三维几何体相关的参数模型的生成方法和设备

摘要

一种用于生成与三维几何体相关联的参数模型的设备，包括一个适于将所述规格树(2)转换为用户图形界面(50，54)的转换器，在所述用户图形界面(50，54)中，对于所述规格树(2)的至少一个现用元素(20B)关联一个对话框，所述对话框包括与所述现用元素的至少一个控制参数相关联的至少一个域(80A)，所述控制参数的调节可由用户借助于一个参数编辑器(18A)进行修改，所述控制参数的每次调节显示在对话框的相应域(80A)中且自动生成规格树(2)中相应现用元素的控制参数的调节的改变。

权利要求

1.一种利用一个部件或一套部件的三维几何体的至少一个参数生成参数模型的设备，所述参数模型以规格树(2)的形式图形表示在计算机屏幕上，所述规格树(2)包括由至少一个控制参数的值定义的至少一个被参数化的几何元素(20B)，所述设备包括：将所述规格树(2)转换为用户图形界面(50，54)的转换器，在所述用户图形界面(50，

54)中，一个对话框的至少一个域表示规格树的一个被参数化的几何元素的至少一个控制参数(80)的值，和控制参数控制参数编辑器(18A)，用户利用所述控制参数编辑器能够修改显示在对话框的一个相应域(80)中并定义一个被参数化的几何元素的至少一个控制参数的值，其中，对于每一次控制参数的值的修改，所述控制参数编辑器控制参数自动提供规格树(2)中相应的被参数化的几何元素的控制参数的值的一个相应修改，所述转换器被调节以便所述控制参数的值的每个相应修改显示在对话框的相应域(80)中。

2.根据权利要求1所述的设备，其中所述图形界面(50)还包括一个包含相应的被参数化的几何元素(20B)的几何体的图形窗口(52)，所述参数的值的修改被直观地显示在所述图形窗口(52)中。

3.根据权利要求1所述的设备，其中所述规格树(2)中的每一个元素(20A，20B，20C，

20D，20E)属于由终端节点和非终端节点构成的组。

4.根据权利要求3所述的设备，其中每个终端节点与一个用户图形窗口类型的可视显示器(52)和一个参数编辑器(18A)相关联。

5.根据权利要求3所述的设备，其中每一个非终端节点与一个参数编辑器(18A)和一组标签(60A，60B，60C，60D，60E，60F)相关联，每一个标签(60)被关联一个子节点(62)。

6.根据权利要求5所述的设备，其中至少一些标签(60，62)被关联一个图形窗口(52)。

7.根据权利要求1所述的设备，其中参数编辑器(18A)还是一个脚本编辑器。

8.根据权利要求7所述的设备，其中脚本语言是一种XML型标记语言。

9.根据前述任一项权利要求所述的设备，其特征在于它还包括适于远距离交换参数域值以便与其它用户远距离协同工作的通信装置(106)。

10.一种利用一个部件或一组部件的三维几何体的至少一个参数生成参数模型的方法，所述参数模型以规格树(2)的形式图形表示在计算机屏幕上，所述规格树包括由至少一个控制参数的值定义的至少一个被参数化的几何元素(20B)，所述方法特征在于包含以下步骤：将所述规格树(2)转换为一个用户图形界面(50，54)，在所述用户图形界面中控制参数，一个对话框的至少一个域表示规格树的一个被参数化的几何元素的至少一个控制参数(80)的值，使用参数编辑器(18A)来修改显示在对话框的一个相应域(80)中并定义一个被参数化的几何元素的一个控制参数的值，其中，对于每一次控制参数的值的修改，所述参数编辑器自动提供规格树(2)中相应的被参数化的几何元素的控制参数的值的相应修改，和所述转换器在对话框的相应域(80)中显示所述控制参数的值的每个修改。

11.控制参数控制参数控制参数根据权利要求10所述的方法，其特征在于还包括在一个图形窗口(52)中直观显示所述控制参数的值的修改的步骤。

12.根据权利要求10或11所述的方法，其中可参数化的域的数值被以脚本或文本文件的形式远距离交换。

说明书

与三维几何体相关的参数模型的生成方法和设备

技术领域

[0001] 本发明涉及与一个或一套部件的三维几何体相关联的参数模型的生成。

[0002] 它实现了在几何体建模(计算机辅助设计CAD)，机床数控程序(计算机辅助制造CAM)，计算机辅助工程程序以及数据管理软件中的应用。

背景技术

[0003] 通常方式下，三维几何体参数模型的生成在于直接确定一个部件的最终构型，例如安装在飞机机身上的机翼。

[0004] 实际上，这样一种最终确定融入一种优化循环中，在此优化循环过程中要经过几次三个重要步骤：确定，分析和修改。

[0005] 一款CAD软件的最本质优点是能够使这三个重要步骤部分或全部融入至唯一且独一无二的工作环境里，从一个步骤到下一个步骤的过渡通过几乎透明的方式实现。

[0006] 参照图1，显示了一款类似法国达索系统公司开发，IBM公司销售的名为CATIA的CAD软件的工作环境。如显示在计算机显示屏上的工作环境主要包括一个规格树2和图形区4。

[0007] 工作环境包括一个菜单栏6，一个标准工具栏8，一个对话区10，一个包含附属在现用(活动)(actif)工作区的背景工具栏12的工作台，一个可以为当前视角指向的指南针14，一个现用工作区的图标16，和一个说明工具栏或应用工具栏18。

[0008] 规格树2是一种当前正在实现的一个模型的结构图形表示，这里是一架飞机。在图1的例子中，可以观察到正在进行被命名为产品1的现用元素，该产品包含5个独立的主体20A“环境”，20B“飞机机身1”，20C“机翼”，20D“对称翼”和20E“尾部”，一个主体由应用程序40和控制参数30构成。

[0009] 随着部件的确定，模型树的新项目更为丰富。

[0010] 一个元素的选择在图表区4或者规格树2内完成没有区别。规格树允许激活被选定对象的背景菜单。

[0011] 规格树2每一个元素可以包括控制参数30以及关系(未显示)，它们能够通过定义规格树中当前功能影响一个或多个实体的几何图。

[0012] 这样一个CAD软件的使用同样能够实现一个数字模型并以相应的方式确定产品和某些与之相关的工艺流程。

[0013] 最常见的是，三维几何模型的确定是数个工作组的努力，通常在不同的地点组织这些工作组，经常是跨国界的。由此产生对参数信息简单容易的交流的强烈需求。

[0014] 在实际中，定义参数直接由软件工具的本来的功能性决定，尤其是“CATIA”。要修改一个模型的参数值，无需重新编译应用程序。只需使用软件的标准功能来修改参数。尽管如此，软件工具以与构建历史有关的结构组织或以隶属树形式表示模型。

[0015] 然而，这种表示相对地偏离了与参数模型设计相关的技术问题的可操作方案。

[0016] 于是，这对于一位非软件专业的使用者来说在只了解其希望实现的结果的情况下就能轻易地重新找出一个参数是相对困难的。

发明内容

[0017] 本发明正是对此问题提供了一种解决方案。

[0018] 本发明旨在向非专业使用者提供一个与部件设计相关的技术问题的可操作方案中的结构参数编辑器，以便得到一个修改参数的简化界面，而不必修改源代码。

[0019] 它作为一个或一套部件的三维几何模型的生成设备，所述模型以包含至少由一个控制参数确定的至少一个元素的规格树的形式图形表示在计算机屏幕上。

[0020] 根据本发明的通常定义，生成设备包含一个转换器，适于将所述规格树转换为一个用户图形界面，其中对于所述树中的至少一个现用元素关联一个对话框，所述对话框包含与所述现用元素的至少一个控制参数相对应的至少一个域，所述控制参数的调节可由用户借助一个参数编辑器进行修改，所述控制参数的每次调节显示在对话框的相应域中并自动执行规格树中对应的现用元素的控制参数的调节的修改。

[0021] 因此，利用本发明的对话框，一个用户可以轻易地直接修改现用元素的参数域的数值，而不必是一个CAD软件技术人员。而且，借助对话框的参数修改引起规格树中相应的修改。结果是，对一位非专业用户而言，对CAD软件规格树的现用元素的控制参数进行访问和修改会非常便利和简单。而且，利用本发明的参数结构的修改无需源代码的修改。

[0022] 根据一种实现方式，图形界面还包括一个包含相应现用元素几何特性的图形窗口，所述参数的调节直观地显示在上述图形窗口中。

[0023] 同样，通常被CAD软件专家定义且被非专业用户认为有趣的控制参数是在符合本发明的图形界面和/或对话框上直接可见且可修改的。

[0024] 实际中，规格树的每个元素属于由终端节点和非终端节点形成的组。

[0025] 例如，在每个终端节点上关联一个用户图形窗口类的显示器和一个参数编辑器。

[0026] 同样的，在每个非终端节点上关联一个参数编辑器和多个选项标签(onglet)，在每个选项标签上关联一个子节点。

[0027] 例如，对至少某些选项标签关联一个图形窗口。

[0028] 按照另一种实现方式，参数编辑器还可以是一个脚本编辑器，其中脚本语言譬如是XML型标记语言。

[0029] 按照又一种实现方式，生成设备另外包含一个可以远距离交换参数域数值的通信装置用于与其他用户进行远距离协同工作。

[0030] 本发明同样提供一个与一个部件或一套部件相关的三维几何体的参数模型生成方法，所述模型以包含由至少一个控制参数确定的至少一个元素的规格树形式图形显示在计算机屏幕上。

[0031] 按照本发明的另一个方面，方法包括下列步骤：

[0032] -将所述规格树转换成一个用户图形界面，其中所述树的至少一个现用元素关联一个对话框，该对话框包含与现用元素的至少一个控制参数相关联的至少一个域。

[0033] -由用户借助参数编辑器修改控制参数的调节，

[0034] -在对话框的对应域里显示所述控制参数的每一次调节，和

[0035] -自动改变规格树中相应现用元素控制参数的调节。

[0036] 按照一种实现方式，方法还包括一步骤，此步骤中所述参数的调节被直观地显示在图形窗口中。

[0037] 本发明同时旨在提供一种信息系统可读信息载体，特征在于它包含信息程序指令，当这一程序被一信息系统加载且执行时，使执行针对上述目的的生成方法。

[0038] 本发明同时旨在提供一种可拆卸的(amovible)信息载体，可部分或全部地被信息系统读取，其特征在于它包含信息程序指令，当这一程序被一信息系统加载且执行时，使执行针对上述目的的生成方法。

[0039] 本发明最后旨在提供存储在信息载体上的计算机程序，所述程序包含指令，当这一程序被一信息系统加载且执行时，使执行针对前述目的的生成方法。

附图说明

[0040] 本发明的其他特征和优点根据下述详细描述和附图将更加明显，其中：

[0041] -已作描述的图1以图解形式表示现有技术中CAD软件的工作环境；

[0042] -图2以图解形式表示可以实施本发明的计算机物理资源；

[0043] -图3以图解形式表示图1的工作环境，其中响应用户的请求后重叠显示符合本发明的对话框；

[0044] -图4以图解形式单独表示图3的对话框；

[0045] -图5通过本发明的对话框以图解形式表示参数调节(réglage)数值相对于显示在图4中的数值的变化；并且

[0046] -图6以图解形式表示规格树中参照图5所述参数调节相对于图1中树的变化效果。

具体实施方式

[0047] 参照图2，表示出用于实施本发明的可编程设备100的物理资源。

[0048] 设备100包含一个通信总线109，在其上连接有：

[0049] -一个中央处理单元102(微处理器，CPU)，它控制设备100的各元件之间的交换；

[0050] -一个只读存储器(ROM)101，能够含有本发明程序(Prog1，Prog2)；

[0051] -一个随机存储器(RAM)105；

[0052] -一个硬盘103，能够包含前述程序；

[0053] -一个键盘104；

[0054] -一个屏幕107；

[0055] -一个软盘阅读器111，适于接收软盘110并根据本发明读取或写入处理完毕或有待处理的文档；

[0056] -连接到一个通信网络120，如因特网的一个通信接口106，接口适于发送和接收文档。

[0057] 通信总线109使设备内或与之连接的不同元件之间的通信和协同工作成为可能。总线的表示并非限制性的，而且特别是，允许中央处理单元直接或通过设备的另一个元件作为中介传送指令给设备的任何元件。

[0058] 使可编程设备能够实现根据本发明的处理的每一程序的可执行代码可被存储在例如硬盘103或只读存储器101中。

[0059] 根据一个变化的实现方式，软盘110可包含文档以及一旦被设备阅读就被存储在硬盘103的前述程序的可执行代码。

[0060] 根据另一个变化的实现方式，程序的可执行代码可通过通信网络经由接口106被接收，以便以与前述相同的方式被存储。

[0061] 软盘可由任何一种信息载体替代，例如，光盘(CD ROM)或存储卡。通常的做法是，一种信息存储装置，可被计算机或微处理器识别，安装或并不安装在设备中，必要时可拆卸，适用于存储一个或多个程序，该程序在执行时可以实施根据本发明的方法。

[0062] 更为通常的做法，这个或这些程序可在被执行之前被装载到设备的存储装置之一中。

[0063] 中央处理单元102命令和控制根据本发明的这个或这些程序的软件代码段或指令的执行，指令被存储于硬盘103或只读存储器101中，亦或存储在前述的其他存储元件中。当通上电源，存储在非易失存储器，如硬盘103或ROM存储器101上的这个或这些程序，根据本发明被转移到只读存储器RAM上，该只读存储器RAM将含有这个或这些程序的可执行代码的，也转移到用于存储使本发明实现所必需的参数变量的寄存器中。

[0064] 应当注意根据本发明包含上述装置的可编程设备也可成为一台已被编程的设备。

[0065] 这一设备因而包含这一或这些信息程序的代码，例如被固化在专用集成电路上(ASIC)。

[0066] 参照图3，显示了图1中航空器的三维数字模型的工作环境。我们再次看到航空器4的图形表示和规格树2。

[0067] 当选择规格树2的其中一个现用元素，这里是元素“机身fuselage.1”20B，并激活位于工具栏18里的按钮或图标18A“参数编辑”时，又一个图形界面50出现在微计算机屏幕上，重叠显示在第一个图形界面4上。

[0068] 这个图形界面50是一个对话框，至少包括与控制参数有关的一部分54和必要时候出现的关于相应元素的几何体的一部分52。图形界面50包含用于模型20B“机身fuselage.1”的每一个元素的选项标签60。这些标签60被个体化为60A到60F，分别对应元素“全视图”，“主体”，“横切面”，“机舱”，“汽缸”和“尾部”。

[0069] 在部分54中，可看见一个对应选中标签的控制参数清单70，这里是对应“横切面”的标签60C。

[0070] 参数70被个体化为70A到70K。每一个参数70对应一个域80，域中数值可由用户借助于数值改变装置如一个升降器82或一个游标82H进行修改。每一个参数同样包括一个选择按钮84。

[0071] 图标18A是一个可以根据本发明发出显示对话框50的命令的快捷方式。这一命令生成一个参数编辑器，用于在结构上和功能上反映模型而无须直接依靠规格树或部件的构造历史。参数编辑器展示用于编辑模型的某些参数至少参数70的各个域80。域80与模型参数直接关联。

[0072] 图形界面50由三个按钮：确认按钮“OK”90A、应用按钮90B和取消按钮90C构成。

[0073] 参照图4，用户在对话框50的部分54中选择他想要在对话框50的部分52中处理、修改和/或可视化的参数。这里，用户选择对应于横切面机身高度的参数70A。记录在对应域80A中的原始数值这里是3000mm。用户使受对话框中部分52中的参数70A影响的几何部分可视化。

[0074] 参照图5，用户希望根据图4中显示的数值修改参数70A的调节数值。例如这里，他借助升降器82A修改参数70A关于机身横截面的高度值(新数值＝2000mm)。参数数值改变的效果在图形窗口52中被实时地(1至2秒钟)明显显示。

[0075] 确认按钮90A(OK)的选择使得参数新数值自动加入到产品的全部元件中。

[0076] 参照图6，人们显然自动地观察到：参数70A数值借助于参考图5描述的对话框50的改变，引起规格树2和显示在图形界面4上的几何图相对于参照图1所述的工作环境2和4的相应改变(这里机身横截面缩小)。

[0077] 实际中，是一转换器将规格树2转换成一个用户图形界面50、52、54，其中至少一个现用元素，这里是图2至6中所述树2的现用元素20B，被关联一个对话框，该对话框包含至少一个与所述现用元素的至少一个控制参数70A关联的域80A。实际中，根据本发明需要转换器生成一个结构参数编辑器，它在与部件设计相关的技术问题的可操作方案中提供了可由非专业用户输入参数的域。

[0078] 控制参数70A的调节是可由一位CAD软件非专业用户通过选择图标18A启动根据本发明的参数编辑器修改的。实际中，参数编辑器利用CAD软件中的可用参数编辑器的自带功能。

[0079] 根据本发明的参数编辑器借助所述自带功能组织和结构化对话框50中的模型的参数。

[0080] 所述控制参数的每一次调节直观地被显示在相应的域80并自动引起规格树2中相应现用元素的控制参数调节的变化。因此，一位用户可以轻易并直接地通过对话框修改参数的数值。

[0081] 图形窗口52包括相应现用元素20B的几何图，所述参数的调节被显示在所述图形窗口52，它使非专业用户可直观地确认参数数值的变化效果。

[0082] 实际中，转换器根据所选择的编辑和转换规则转转每个现用元素成一个对话框。

[0083] 例如，规格树2中的每个元素20A，20B，20C，20D，20E属于由终端节点和非终端节点构成的组。在每一个终端节点上关联一个用户图形窗口型可视显示器52和一个参数编辑器18A。在每一个非终端节点上关联一个参数编辑器18A和多个标签60，每一个标签60关联一个子节点62。

[0084] 实际中，参数编辑器还是一个脚本编辑器，例如脚本语言是一种XML型标记语言。

[0085] 因而，由于通信接口106，可以远距离，以XML文件形式，交换参数域80的数值。这样一种交换允许通过交换仅包含参数的修改的文本或脚本形式的小文件，来与其它用户进行远距离协同工作。

[0086] 转换器在实际中体现为被一种扩展机制附加到CAD软件的一系列补充软件功能形式，被称为“插件”。这种扩展在物理上由文本文件、图标或CAD软件文件形式的一系列动态库和资源文件组成。

[0087] 编辑规则可区分两种类别的控制参数：可修改参数和不可修改参数。

[0088] 根据本发明的转换软件在打开一个已经被CAD软件如Catia V5版创建的三维模型后被启动。转换软件可轻易并直接地修改三维模型的参数而不要求CAD软件的深入了解且不会造成对源代码的修改。