在几何模型中基于规则的约束交互

摘要

用于约束几何模型（400）的方法和对应系统（100）以及计算机可读介质（126）。一种方法包括：接收（205）包括多个曲线（402）的几何模型（400）；以及创建刚性略图组（404），其包括所述多个曲线的一些或全部。所述方法包括接收（215）第一选项规则或第二选项规则的用户选择。所述方法包括根据所选的第一选项规则或第二选项规则来编辑（225）刚性略图组（704）。所述方法包括通过数据处理系统显示（235）几何模型（700），包括显示已编辑的刚性略图组。

说明书

技术领域

本公开通常涉及计算机辅助设计、可视化以及制造系统、产品生命周期管理（“PLM”）系统以及管理用于产品和其它项目的数据的类似系统（统称为“产品数据管理”系统或PDM系统）。

背景技术

PDM系统管理PLM和其它数据。期望改善的系统。

发明内容

各种公开的实施例包括用于约束几何模型的方法和对应系统以及计算机可读介质。一种方法包括接收包括多个曲线的几何模型。该方法包括：创建包括多个曲线的一些或全部的刚性略图组；以及接收第一选项规则或第二选项规则的用户选择。所述方法包括根据所选的第一选项规则或第二选项规则来编辑刚性略图组。所述方法包括通过所述数据处理系统显示几何模型，包括显示已编辑的刚性略图组。

前面内容已经相当广泛地概述了本公开的特征和技术优点，从而本领域技术人员可以更好地理解后续的具体实施方式。下文将描述形成权利要求主题的本公开的另外特征和优点。本领域技术人员将认识到的是，他们可以容易地使用所公开的概念和具体实施例作为基础来修改或设计用于执行本公开相同目的的其它结构。本领域技术人员还将认识到，此类等价结构并未偏离采用其最广泛形式的本公开的精神和范围。

在进行以下的具体实施方式之前，阐述贯通本专利文献所使用的某些词语或短语的定义可能是有利的：术语“包括”和“包含”及其衍生词表示包括而非限制；术语“或者”是包含性的，表示和/或；短语“与……相关联”和“与其相关联”及其衍生词可以表示包括、被包括在……内、与……互连、包含、被包含在……内、连接到或与其连接、耦合到或与其耦合、与……可通信、与……协作、交错、并置、靠近、绑定到或与……绑定、具有、具有……的属性等；并且术语“控制器”表示控制至少一个操作的任何设备、系统或其零件，而不管此类设备是以硬件、固件、软件还是其至少两个的一些组合来实现。应该注意的是，与任何特定控制器相关联的功能可以是集中式的或分布式的，而不管是本地还是远程。贯穿本专利文献提供了对某些词语和短语的定义，并且本领域普通技术人员将理解的是，此类定义在许多（如果不是大部分）实例中适用于此类定义的词语和短语的现有以及将来使用。虽然一些术语可以包括各种各样的实施例，但是所附权利要求可以明确地将这些术语限制到特定的实施例。

附图说明

为了更完整地理解本公开及其优点，现在参考结合附图进行的下面的描述，其中类似的数字指定类似的对象，并且其中：

图1描绘了其中可以实现实施例的数据处理系统的框图；

图2示出了根据公开实施例的过程的流程图；以及

图3-8示出了根据公开实施例的包括多个曲线的采用2D略图形式的示例性几何模型。

具体实施方式

下面讨论的图1至8以及用来描述在本专利文献中的本公开的原理的各种实施例仅作为例证，并且不应该将其以任何方式解释成限制本公开的范围。本领域技术人员将理解的是，本公开的原理可以以任何适当地布置的设备实现。将关于示例性非限制实施例来描述本申请的许多创新教导。

在变分建模系统内，通常变化地表达改变。变分系统描述了对象模型中特征或几何约束和尺寸方面的一组曲线的参数和其之间的关系。此类系统然后使用“求解器”过程来处理这些约束和尺寸以及要求维护设计意图的许多辅助约束和尺寸，并且同时地对整个模型求解。

所公开的实施例引入了几何模型中的基于规则的约束交互，并且特别地，能够使用刚性约束和其它略图约束之间的规则使能交互。虽然关于2D略图几何描述以下讨论的实施例，但所公开的技术可以应用到3D几何，并且特别地位于共同平面中的3D几何。

典型的2D略图包含曲线、尺寸和几何约束。一个约束类型是“刚性”集合约束。刚性约束确保参与约束的曲线一起冻结为曲线的刚性集合。曲线将不改变形状且曲线将不相对于彼此移动。

可以在可能已经具有其它约束（平行、一致等）以及尺寸（参考、驱动或自动）的一组曲线上创建刚性约束。所公开的实施例描述了用于使用刚性约束和其它略图约束之间的规则管理交互来管理2D或3D几何模型的技术。这些规则能够防止曲线跳动，保存尽可能多的意图（如果可能的话避免删除约束和尺寸）。

下面的描述使用一些具体术语，为了方便参考而在下面进行阐述。

“刚性集合”描述了收集于组中的不能相对于彼此移动的多个曲线。用来做这个的约束被称为“刚性集合约束”。“刚性略图组”由刚性约束和该约束的几何构成。

“混合”约束和尺寸指的是用户可能在创建约束以控制集合的位置或取向之后放置在刚性集合上的约束，但是其仅参考集合的几何。在各种实施例中，混合约束和尺寸的类型必须是固定的、水平、垂直、水平尺寸、垂直尺寸或者恒定角。还可以忽略这些约束，因为它们仅参考来自集合的几何。应注意，在“约束或尺寸”上执行本文描述的许多操作；此类过程可以于任何适当的约束、任何适当的尺寸或两者上执行，并且所公开的过程可以类似地处理这些中的每一个。

“内部”约束和尺寸指的是当其仅参考刚性集合几何时不能存在于刚性集合外部的约束。示例包括恒定长度、半径尺寸、直径尺寸、等长、等半径、一致、同心、曲线上的点、相切、平行、垂直、共线、平行尺寸、垂直尺寸等。

“外部”约束和尺寸指的是不能忽略的约束，因为它们参考来自刚性集合的几何和不在刚性集合中的几何。

“忽略”约束和尺寸指的是从变分求解器去除并在它们被重新应用时被保存直到激活所述组或取消组的约束或尺寸。通常，当存在刚性集合约束时，所有的内部和大部分混合约束和尺寸都变成忽略的。忽略约束对用户不可见。

“保存”约束和尺寸指的是不被忽略且用来用刚性集合驱动略图的约束或尺寸。通常，保存外部和一些混合约束/尺寸。

“活跃的”刚性略图组—使得刚性略图组活跃，然后通过求解器忽略刚性集合约束并且刚性略图组内的约束变成不被忽略。

“不活跃”刚性略图组—使得刚性略图组不活跃而激活刚性集合约束。刚性略图组内的约束变成被忽略。

图1描绘了数据处理系统的框图，其中可以将实施例实现为，例如由软件特别配置或者以其它方式执行如本文描述的过程的PDM系统，以及特别地作为如本文描述的多个互连和通信系统中的每一个。所描绘的数据处理系统包括连接到级别2高速缓存/桥104的处理器102，其继而被连接到本地系统总线106。本地系统总线106可以是例如外围部件互连（PCI）架构总线。在所描绘的示例中与本地系统总线连接的还有主存储器108和图形适配器110。图形适配器110可以连接到显示器111。

其它外围设备（例如，局域网（LAN）/广域网/无线（例如WiFi）适配器112）也可以连接到本地系统总线106。扩展总线接口114将本地系统总线106连接到输入/输出（I/O）总线116。I/O总线116连接到键盘/鼠标适配器118、磁盘控制器120和I/O适配器122。磁盘控制器120可以连接到储存器126，其可以是任何适当的机器可用或机器可读存储介质，包括但不限于非易失性硬编码类型介质，例如只读存储器（ROM）或可擦除电可编程只读存储器（EEPROM）、磁带储存器，以及用户可记录类型介质，例如软盘、硬盘驱动器和紧凑盘只读存储器（CD-ROM）或数字通用盘（DVD），以及其它已知的光、电或磁存储设备。

在示出的示例中还连接到I/O总线116的是音频适配器124，扬声器（未示出）可与其连接以播放声音。键盘/鼠标适配器118为定点设备（未示出）提供连接，例如鼠标、轨迹球、磁道指示器、触摸屏等。

本领域普通技术人员将认识到的是，在图1中描绘的硬件可以针对特定实施方式而变化。例如，除了或替代所描绘的硬件，还可以使用诸如光盘驱动器等之类的其它外围设备。仅出于解释的目的提供了所描绘的示例，并且其并不意味暗示相对于本公开的架构限制。

根据本公开的实施例的数据处理系统包括采用图形用户接口的操作系统。所述操作系统允许在图形用户接口中同时呈现多个显示窗口，其中每个显示窗口向不同应用或相同应用的不同实例提供接口。图形用户接口中的光标可以由用户通过定点设备操纵。光标的位置可以被改变和/或生成诸如点击鼠标按钮之类的事件来促使期望的响应。

如果进行适当修改，则可以采用各种商业操作系统中的一个，例如位于Redmond，Wash的微软公司的产品—MicrosoftWindows^TM的版本。根据如所描述的本公开来修改或创建操作系统。

LAN/WAN/无线适配器112可以连接到网络130（不是数据处理系统100的一部分），其可以是任何公共或私有数据处理系统网络或如本领域技术人员已知的网络的组合，包括互联网。数据处理系统100可以通过网络130与服务器系统140进行通信，其也不是数据处理系统100的一部分，但是可以例如实现为分开的数据处理系统100。

公开的实施例提供了管理PDM系统中几何之间的约束的系统和方法。特别地，公开的技术能够应用规则以管理刚性约束和其它约束之间的交互。

图2图示出根据公开实施例的过程的流程图，其可以例如由一个或多个PLM或PDM系统执行，其在下文统称为“系统”。关于2D略图几何描述了此过程和相关动作，例如线和其它曲线，但是也能够应用于其它几何，包括3D几何。图2中所示的过程包括不是每个可以在每个情况中执行的多个过程和子过程。

图2中图示出的过程可以使用其中每个具有相关联规则的不同选项来应用规则。第一选项规则表示在可能时系统将保存尺寸和约束并防止新的冲突。第一选项规则可以是默认规则。当使用第一选项规则时，删除冲突的外部约束或尺寸或仅使其作为参考（未应用）。保存不冲突的外部约束或尺寸。忽略混合约束或尺寸。忽略内部约束或尺寸。

第二选项规则表示系统将保存所有尺寸和约束。当使用第二选项规则时，可以选择保存外部约束。在这种情况下，保存外部约束或尺寸，即使它们冲突。忽略混合约束或尺寸。忽略内部约束或尺寸。

所有内部和混合自动尺寸是忽略集合的一部分。如果未做这个，则求解器将删除它们。可以存储约束和尺寸的旧的集合，从而它们能够在激活/删除时被恢复。通常，此类元素不必被分开管理，因为它们在冲突时删除自己或自动地调整它们的值。

系统能够接收包括多个曲线的几何模型（205）。如本文所使用的“接收”可以包括从储存器加载、从另一设备或过程接收、或经由与用户的交互来接收。

系统能够根据多个曲线创建刚性略图组（210）。作为此过程的一部分，系统能够向用户显示几何模型并接收曲线的用户选择。刚性略图组可以包括多个曲线中的一些或全部。系统能够将所选曲线的类型设置成“刚性的”。系统可以应用以上讨论的一个或多个定义和选项。

系统接收选项规则的用户选择（215）。这可以是选择第一选项规则或第二选项规则。此步骤可以包括将所选的选项规则应用到几何模型。

图3示出了包括多个曲线的2D略图形式的示例性几何模型300。在此示例中，线310和320作为“浮”线（“floating”line）被添加到模型300。它们具有相应的约束—线310具有关于线312的约束p0，并且线320具有关于线322的约束p1。

根据上面描述的第一选项规则，p0和p1两者与新的集合冲突，因而它们成为参考尺寸。线310和320之间的等长约束（如330处所示由等号表示）是内部的，且两个垂直约束（如在340处图示的由较粗的条表示）是混合的，因而它们都被忽略。两个自动尺寸（长度40，在线310和320的顶部示出）冲突且两者被去除。最后，集合具有三个自由度并且创建适当的自动尺寸。系统不需要尝试计算出冲突集合中的哪个可以保持。系统可以清除或去除所有冲突的约束或尺寸。

根据上面描述的第二选项规则，p0和p1两者被保存且与新的集合冲突。等长约束是内部的且两个垂直约束是混合的，因而它们都被忽略。两个自动尺寸（长度40）冲突且两者被去除。由于冲突，所以不能发生自由度计算和自动标尺寸。系统能够接收三个驱动尺寸中的一个的用户选择来进行参考，并且当做这个时，集合具有两个自由度并且创建适当的自动尺寸。如果用户的意图是去除p2且冲突恰巧涉及约束而不是尺寸，则应该使用第二选项规则。

系统能够约束现有刚性略图组（220）。作为此过程的一部分，系统能够在创建刚性组之后例如从用户接收在刚性组成员（member）上的一个或多个尺寸或约束。如果约束与忽略约束匹配，则系统能够创建新的约束并删除忽略的约束。在此类情况下，新的约束可以“静默地”替代复制的忽略约束，而没有对用户的通知。

对于上面讨论的第一和第二选项规则，可以忽略任何混合约束或尺寸。通常，仅来自此集合的一个或两个约束曾期望作为保存约束或尺寸。系统能够针对他们希望保存的任何混合约束或尺寸来接收替代约束或尺寸的用户选择，并且系统将其标记为保存的。在一些情况下，原始混合尺寸可能具有不能容易转移到替代的表达。在这些情况下，用户能够参考替代尺寸中的该原始表达。

创建的约束将永不变得被立即忽略。即使其与刚性集合冲突，也将对其进行示出。当组是不活跃的时添加到刚性集合几何的所有约束和尺寸被认为是在编辑过程中初始“保存的”，如下所述。

系统能够编辑刚性略图组（225）。可以根据所选的选项规则执行此步骤。此过程可以包括接收对几何模型的刚性集合进行的编辑的用户输入。当系统接收将执行编辑过程的用户指示时，对保存的约束或尺寸的当前集合进行高速缓存以供后续使用。这可以包括外部、混合并且甚至在刚性组之后创建这些的情况下的（冲突）内部约束或尺寸。

系统能够接收对所选的曲线集合的用户编辑，使得保存的约束/尺寸移动到新的种类。例如，当将另外的曲线添加到刚性集合时，因为现在参考的两个对象都属于所述组，所以外部可以变成内部。

当编辑刚性组时，系统能够通过使用上面的定义来管理约束，具有这里所说明的结合保存的约束/尺寸的改变。

如果选择了第一选项规则，则在任何冲突外部约束/尺寸在保存的高速缓存中的情况下，它们作为保存的留存下来。应注意，如果存在预先存在的冲突，则其将在此编辑之后留存下来。所有其它冲突的外部约束/尺寸可以被删除或仅使其作为参考（未应用）。如果任何混合约束/尺寸在保存高速缓存中，则它们作为保存的留存下来，所有其它混合约束/尺寸可以被忽略。所有内部约束/尺寸被忽略，而不管它们是否在保存的高速缓存中。

如果选择了第二选项规则，则在任何混合约束/尺寸在保存的高速缓存中的情况下，它们作为保存的留存下来。所有内部约束/尺寸被忽略，而不管它们是否在保存的高速缓存中。所有外部约束/尺寸被保存，而不管它们是否在保存的高速缓存中以及它们是否与刚性约束冲突。

系统可以接收选项状态的用户改变；例如，用户能够从上面讨论的第一选项规则切换到上面讨论的第二选项规则，并且基于接收到编辑时的选项状态执行编辑过程。

系统能够激活刚性略图组（230）。在激活下，当前保存的约束被记住以用于在使组解激活时使用，而不管是否使用用户对话来激活组。在激活时，系统在刚性集合中维持曲线的位置和取向。也就是说，当组激活时，刚性集合中没有曲线应该“跳动”（平移或旋转）。

对所有忽略的约束进行评估以查看它们是否仍适用。如果水平和垂直约束在已经旋转的线上，则如果适用，它们被转换成平行和垂直的约束。水平尺寸和垂直尺寸根据需要被转换成平行尺寸，并且如果可能的话具有表达值，否则变成参考尺寸。对所有其它忽略的约束进行筛选以查看它们是否将引起其几何跳动，因为用户能够在刚性集合之后具有添加的约束并且它们从未被求解。删除将引起跳动的任何约束。一旦被转换或删除，约束保持那样。

为了恢复回到先前的约束方案，系统可以执行撤销（undo）操作。例如，用户创建刚性集合。然后，用户添加具有不兼容值的内部尺寸或者在两个非平行线之间的平行约束。在激活时，系统检查以查看约束是否有效并且仅在其有效的情况下保存相应的约束。撤销操作能够反转激活并恢复删除的约束/尺寸。

还检查忽略的混合约束以查看其是否与保存约束冲突。如果存在冲突，则保存约束获胜，且酌情地删除忽略的混合约束或使其作为参考。

如果在刚性集合内存在预先存在的冲突约束情形（其并不涉及保存的约束）且其幸免于上面的清除，则其在激活组之后将继续存在，并且用户可以对其分类。此情形将极为罕见。

如果在组被激活之前在刚性集合外部（并包括刚性集合）存在冲突约束情形，则其将涉及保存约束并可以继续存在直到用户将其固定为止。

在组是活跃时，用户按照其期望而自由地创建、编辑、删除任何曲线、约束或尺寸。

系统能够存储或显示几何模型（235），包括任何刚性略图组、约束、尺寸或本文讨论的其它数据。所存储的或显示的几何模型能够反映如本文讨论的任何编辑或其它变化。

系统能够接收用户输入以使得刚性略图组为活跃略图组。用户可以使用组的内部数据，并且任何新的曲线将被添加到组。同时，创建新的具有在组外部的对象或在所述对象之间的约束和尺寸将是可能的。

当使得组是活跃的时，系统显示刚性集合约束已经忽略的任何忽略约束。系统“隐藏”已经显示的任何刚性约束符号。

现在组用作活跃略图组。可以创建并编辑曲线。可以将改变应用到成员，因为现在曲线作用就像作为组的一部分的常规略图曲线一样。

如果用户使得另一组活跃或者解激活此略图组，则将反转情形。刚性集合约束被重新应用且约束处理规则步骤被在创建时执行。

当刚性集合组被嵌套（nest）并且使得较低级别组活跃时，则这暗示也将解激活在所拥有的组上的约束。在系统接收到较低级别刚性略图组内容的用户改变时，这与编辑较高级别组的成员曲线类似。这个行为级联多个级别。刚性略图组A在B内部，B在C内部。如果使组A为活跃的，则这将使得B中的约束和尺寸活跃（且其刚性集合不活跃），然后这将使得C内部的约束和尺寸活跃（且其刚性集合不活跃）。只要在其下面存在活跃刚性略图组，则使得母组为非刚性的。

当再次使得活跃组不活跃时，则母组返回到其原始刚性状态。

图4示出了采用图的躯干的形状的几何模型400的示例。此图示出了模型中各个曲线402（及其它曲线）被相对于彼此受约束，然后系统可以使得曲线集合为刚性的。在如图4中所示的模型中的曲线被指定为刚性略图组404，如上所述。

图5示出了对应于躯干模型400的几何模型500的示例，其包括另外的刚性略图组。每个手臂、每条腿以及头部都被维持为刚性略图组，并且然后被约束成围绕躯干刚性略图组的枢轴点旋转。在腿、手臂和头部围绕枢轴点旋转时，它们保持刚性。此略图仅包含7个约束。躯干是固定的，且腿、手臂和头部可以围绕其枢轴点作为刚性对象旋转。

图6示出了对应于模型500的几何模型600的示例，当刚性略图组是活跃的时可以将其显示给用户。在此示例中，用户已经选择了躯干刚性略图组作为活跃组。系统通过激活躯干刚性略图组并显示内部约束和允许用户进行修改来进行响应。

图7示出了在用户修改以加长躯干之后的对应于模型600的几何模型700的示例。在此示例中，用户已经选择了躯干刚性略图组704作为活跃组，并改变了躯干的高度/长度尺寸。躯干刚性略图组的剩余部分保持刚性。表示手臂、腿和头部的其它刚性略图组保持刚性且受约束到枢轴点。

图8示出了对应于模型700的几何模型800的示例，示出了手臂、腿和头部刚性略图组能够围绕躯干刚性略图组上的枢轴点旋转。当它们进行时，每个刚性略图组保持刚性。

当然，本领域技术人员将认识到，除非特别地指示或者操作的序列所要求，在以上描述的过程中某些步骤可以被省略、同时或顺序地执行、或者以不同的顺序执行。

本领域技术人员将认识到，为了简单和清晰，在本文中并没有描绘或描述适合于供本公开使用的所有数据处理系统的完整结构和操作。替代地，仅描绘和描述了对于理解本公开必要的或者本公开唯一的如此之多的数据处理系统。数据处理系统100的结构和操作的剩余部分可以符合本领域已知的各种当前实施方式和实践中的任何一个。

重要的是应注意，虽然本公开包括在完整功能系统的上下文中进行的描述，但本领域的技术人员将理解的是，本公开的至少部分机制能够以包含于采用多种形式中的任何一个的机器可用、计算机可用或计算机可读介质内的指令的形式分布，并且本公开同样地适用，而不管用来实际执行分布的指令或信号承载介质或存储介质的特定类型如何。机器可用/可读或计算机可用/可读介质的示例包括：非易失性、硬编码类型介质，诸如只读存储器（ROM）或可擦除电可编程只读存储器（EEPROM），以及用户可记录类型介质，诸如软盘、硬盘驱动器和致密盘只读存储器（CD-ROM）或数字通用盘（DVD）。

虽然已经详细描述了本公开的示例性实施例，但本领域的技术人员将理解的是，可以进行本文所公开的各种改变、替换、变型和改善，而不背离本公开以其最广泛形式的精神和范围。

本申请中没有描述应该被解读为暗示任何特定元件、步骤或功能是必须包括在权利要求范围中的必要元件：专利主题的范围仅由所允许的权利要求定义。此外，这些权利要求中没有权利要求意图援引35USC§112的第6段，除非分词跟随确切的词语“用于……的装置”。