JP6700285B2 - 剛体ソルバを用いたサイズ変更可能な物体のシミュレーション - Google Patents

Description

本発明は、剛体ソルバを用いたサイズ変更可能な物体のシミュレーションに関するものである。

関連出願の相互参照
本出願は、２０１４年１２月２３日に出願した米国特許仮出願第６２／０９６，２８５号の利益を主張するものである。上記出願の教示全体は、参照により本明細書に組み込まれる。

コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）ソフトウェアは、ユーザが複雑な三次元（３Ｄ）モデルを構築し、操作することを可能にする。３Ｄモデルを作成するために、いくつかの異なるモデリング技法が用いられ得る。１つのこのような技法はソリッドモデリング技法であり、これは位相幾何学的３Ｄモデルをもたらし、ここで３Ｄモデルは相互接続された位相幾何学的エンティティ（例えば頂点、エッジ、および面）の集合である。位相幾何学的エンティティは、対応する支持幾何学的エンティティ（例えば点、トリミングされた曲線、およびトリミングされた表面）を有する。トリミングされた表面は、エッジによって境界付けられたそれぞれの位相幾何学的面に対応する。本明細書において以下では、頂点、エッジ、および面という用語は、それらのそれぞれの対応する幾何学的エンティティと同義的に用いられる。

設計技術者は、３Ｄ ＣＡＤシステムの典型的なユーザである。設計技術者は、３Ｄモデルの物理的および美的側面を設計し、３Ｄモデリング技法に習熟している。設計技術者は部品を作成し、部品をサブアセンブリまたはアセンブリに組み立てることができる。サブアセンブリはまた、他のサブアセンブリからなることができる。アセンブリは、部品またはサブアセンブリを用いて設計される。本明細書において以下では、部品およびサブアセンブリは、集合的に構成要素と呼ばれる。

設計プロセス時に技術者は、実世界の要件、および設計される製品の性能を評価するために、モデルの３Ｄ設計の運動を分析することを望む場合がある。このような分析は、ＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ（登録商標） Ｍｏｔｉｏｎ、およびＳＯＬＩＤＷＯＲＫＳ（登録商標） Ｓｉｍｕｌａｔｉｏｎなどのエンジニアリングシミュレーションプロセスによって実行されることができ、共にマサチューセッツ州ウォルサムのＤａｓｓａｕｌｔ Ｓｙｓｔｅｍｅｓ ＳｏｌｉｄＷｏｒｋｓ Ｃｏｒｐｏｒａｔｉｏｎから入手でき、これらは共に、運動およびシミュレーション研究をセットアップおよび実行するためにＣＡＤモデルデータを用いる。

運動分析は、実世界オブジェクトの設計時に実行される最も重要で基本的な分析の１つである。運動分析は、洞察に満ちた数値的結果をもたらすために非常に有用であるが、アセンブリ内の部品の剛性について、分析プログラムによってなされる非常に厳密な仮定がある。通常、機構の運動分析は、アセンブリ内の部品は剛である（すなわち部品はサイズまたは形状を変化しない）という仮定のもとに行われる。

しかし例えば別の分析プロセス内で、運動分析が繰り返し行われるとき、運動分析に関わる部品の幾何形状をサイズ変更する必要性がしばしば存在する。例えばユーザが追従誤差（すなわち所望の軌道と、機構の追従点によって追跡される実際の軌道との間の差）を低減するように機構の設計を最適化したいとき、オプティマイザの反復ごとに剛体部品が異なる寸法にサイズ変更され、追従誤差が再度計算されるように、剛体シミュレーションが繰り返し行われる必要がある。このような場合、部品の寸法は変化し続けるので、従来の剛体モデルを用いることは難しくなる。一般にユーザの唯一の選択肢は、シミュレーションプロセスの反復サイクルごとに、前に構築された剛体モデルを捨てて、新しいものを構築することであり、そこでは新しい剛体モデルは個々の部品のサイズ変更された寸法を有する。これは非効率的であり、時間がかかる。

剛体部品がサイズ変更される必要がある運動分析プロセスを実行するために、ユーザに１または複数の部品を複数回再設計することを要求しない方法およびシステムは、モデルが設計され分析され得るプロセスをスピードアップすることによって、ＣＡＤおよびコンピュータ支援シミュレーションシステムの能力を強化するようになる。

一般に、一態様において本発明の実施形態は、剛体のサイズを自動的に調整するための、コンピュータによって実施される方法を特徴とする。コンピュータによって実施される方法は、二次元または三次元モデルを構築し、モデルは１または複数の剛体から構成される。剛体の少なくとも１つは、プリミティブエンティティとして表される剛体の自動的なサイズ変更を可能にするように、互いに拘束されたプリミティブエンティティによって表される。

他の実施形態は、データ記憶システムに動作可能に結合されたプロセッサと、プロセッサに動作可能に結合されたデータ記憶メモリとを有する、コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムを含む。このような実施形態において、データ記憶システムは二次元（２Ｄ）および／または三次元（３Ｄ）モデルを記憶し、２Ｄおよび／または３Ｄモデルは実世界オブジェクトを表し、剛体を備え、データ記憶メモリは剛体のサイズを自動的に調整するようにプロセッサを構成するための命令を備える。

他の実施形態は、２Ｄおよび／または３Ｄモデルを作成するための命令を記憶するように構成されたコンピュータ可読媒体を含み、モデルは実世界オブジェクトを表し、剛体を備える。命令は、プロセッサによってロードされ実行されたときに、プロセッサに剛体のサイズを自動的に調整させる。

実施形態はソルバプロセスを実行し、これはプリミティブの１つのサイズを変化させる。さらに剛体シミュレーションが実行され、そこではサイズ変更されたプリミティブは剛体シミュレーションへの入力として用いられる。実施形態は剛体シミュレーションの出力を、ソルバプロセスの実行の第２の反復への入力として用いるステップを含み得る。

他の実施形態は、サイズ変更可能な形状を定義する幾何プリミティブのそれぞれ、および（ａ）互いに平行になるように要素のサブセットを拘束する、（ｂ）互いに直角になるように要素のサブセットを拘束する、または（ｃ）要素のいくつかの間の所定の角度を維持する、制約を含む。プリミティブは、点、直線、円、平面多角形、円柱、三次元プリズム、およびパラメータで表示可能な面の少なくとも１つを含む。さらにプリミティブは、位置を変化し得る端点を有する直線、直角の制約によって拘束された隣接した辺を有する矩形、指定された角度によって拘束された辺を有する三角形、平面、６つの平面のセット、円柱を表す２つの直角な直線、またはそれらの任意の組み合わせとすることができる。パラメータ値は、モデルの所望の設計を反映するように、ソルバプロセスによって出力されるサイズ変更されたプリミティブに対して選択されることができ、パラメータ値は設計制約である。

本発明の１または複数の実施形態の詳細は、添付の図面および以下の説明に記載される。本発明の他の特徴、目的、および利点は説明および図面、ならびに「特許請求の範囲」から明らかになるであろう。

上記は、異なる図にわたって類似の参照記号は同じ物を指す添付の図面に示されるのに従って、以下の本発明の例示の実施形態のより具体的な説明から明らかになるであろう。図面は必ずしも原寸に比例して描かれておらず、代わりに本発明の実施形態を例示することに重点が置かれる。
コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルを示す図である。 １または複数の部品に対する運動が生じた後の、図１のコンピュータ支援設計（ＣＡＤ）モデルを示す図である。 形状、およびそれぞれのプリミティブ表示を示す表である。 剛体シミュレーションを含むプロセスのフロー図である。 本発明の実施形態が実施され得るコンピュータシステムを示す図である。

コンピュータ支援設計（ＣＡＤ）システムを用いて設計された部品のアセンブリの剛体運動をシミュレートすることは、最適化時または実験計画（ＤＯＥ）法においてそうであるように、しばしば剛体部品をサイズ変更することが必要になる。最新技術のシステムにおいて通常、唯一の選択肢は前に設計された剛体モデルを捨てて、再び剛体運動のシミュレーションを実行する前に、異なる寸法により新しいモデルを再構築することである。本発明は、モデル内の部品をサイズ変更した後であっても、剛体モデルの再使用を可能にすることによってこの問題に対処する。

一般に本発明は、反復サイクルごとに新しい剛体モデルを再構築する必要なしに、サイズ変更可能な物体のシミュレーションを可能にする。本発明を利用することは、前に設計されたモデルを捨てて、反復サイクルの後に１または複数の剛体部品をサイズ変更するために新しいモデルを作成する必要があることより、はるかに効率的である。本発明は限定されない例として、追従問題、およびモータ加速度およびモータトルクに関する問題を含む様々な最適化問題を解決するための基礎として用いられ得る。

次に図１を参照すると、ＣＡＤモデル１００の図が示される。モデル１００は、部品１２０〜１５０を含み、それらは少なくとも１つの他の部品に拘束される。部品１２０および１４０はまた、部品１２０および１４０の下にあるグラウンドに拘束される。図１にはまた、部品１５０がそれに沿って移動する経路１１０が示される。経路１１０はまた、シミュレーションプロセスによって出力される経路を反映し得る。あるいは経路１１０は、ユーザによって入力されている場合があり、部品１２０〜１５０のサイズは、モデル１００が運動分析プロセスを受けるのに従って、部品１５０が経路に沿って進むように、本発明によって自動的にサイズ変更されている場合がある。

図２は本発明の実施形態において、部品１２０〜１５０が運動を経た後のＣＡＤモデル１００の図を示す。図２に示されるように部品１５０は、経路１１０上の異なる位置にある。さらに部品１２５および１３５の方向は、モデル１００の運動により、図１に示されるものとは部品１３０に対して異なる角度にある。部品１２５および１３５の方向も、モデル１００の運動によりそれぞれ部品１２０および１４０に対して異なる角度にある。

本発明は、ユーザが機構全体の１または複数の剛体モデルを再構築する必要なしに、剛体がサイズ変更することを可能にする。各剛体モデルは、点、直線、平面、およびパラメータで表示可能な面（すなわち表面を剛にするために、剛体シミュレーション時に固定に保持され得る、いくつかのパラメータを用いて定義されることができる任意の表面）などの、幾何プリミティブの集合である表示に変換される。これらの幾何プリミティブのそれぞれは、ひいてはモデルにおいて剛であるように表す。ＣＡＤ部品モデルに対して内部的であった任意のもとの寸法は、幾何プリミティブの集合の間での外部的寸法に変換される。

幾何プリミティブに対して、幾何形状タイプに基づいて適切な制約が適用される。例えば矩形に対して、矩形の境界を表す直線は、隣接した直線が互いに直角になるように幾何学的に拘束される。もとのサイズを指定するデータは、剛体表示（すなわち剛体を表す幾何プリミティブの集合）における寸法制約に変換される。従って剛体表示において矩形の高さは１つの寸法制約となり、矩形の幅は第２の寸法制約となり、それによって矩形の左および右側の高さ、ならびに矩形の上部および下部の幅が同じ値を維持することを確実にする。表示におけるすべての幾何形状は、幾何形状が幾何学的制約および寸法制約を満足することを条件として、互いに対して移動することが許される。

次に図３を参照すると、剛体の、基本フレキシブルプリミティブへの変換の例が示される。左の列は剛体形状を示し、これらは直線３０５、矩形３１５、三角形３２５、正多角形３３５、円３４５、および三次元（３Ｄ）ボックス３５５である。右の列は、それぞれ直線３０５、矩形３１５、三角形３２５、正多角形３３５、円３４５、および３Ｄボックス３５５の対応する剛体表示３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０（これらは幾何プリミティブの集合である）を示す。このような剛体表示３１０、３２０、３３０、３４０、３５０、３６０は、図３の左の列内の形状３０５、３１５、３２５、３３５、３４５、および３５５が、ユーザの介入なしにサイズ変更可能となることを可能にする。図示のように直線３０５は、直線表示３１０に変換され、これは端点の間の寸法制約（矢印で示される）を有する直線プリミティブであり、端点は円によって示される。矩形３１５は、矩形表示３２０に変換され、これは適切な端点（円によって示される）の間の寸法制約（矢印によって示される）を有する４つの直線プリミティブからなる。さらに直線プリミティブは、隣接した直線が互いに直角になるように拘束される。三角形３２５は、３つの直線の適切な端点（円によって示される）において、隣接した直線に拘束される３つの直線を有する三角形表示３３０に変換される。他の制約は隣接した直線を、隣接した直線が直角で交わり、一致した端点を有するように拘束することができる。さらに制約は、隣接した直線の間の角度に対する最小および／または最大値を指定することができる。正多角形３３５は、適切な端点において拘束された隣接した直線、およびそれらの間の固定された角度を有する、多角形表示３４０に変換される。円３４５は、内部の点によって定義される中心位置、および円周上の点は周縁上にあるという追加の制約を有して、中心点と円周上の点との間の距離を定義する半径を有する、円表示３５０に変換される。３Ｄボックス３５５は、対向する平面の間で寸法制約を有する表示３６０に変換され、それらはまた適切な平面は互いに直交するという追加の制約を有して、互いに平行になるように拘束される。さらに、述べられたように剛体の高さおよび幅は、それらの剛体のそれぞれの表示において拘束され得る。

別のフレキシブルプリミティブは、矩形プリズムを表す６つの平面からなることができ、これは頂点、従って６つの平面の寸法が、最適化プロセスによって調整されることを可能にする。さらに別のフレキシブルプリミティブは、円柱形物体の高さおよび半径を表す２つの直角な直線とすることができる。

例えばオプティマイザプロセスの結果として、もとの剛体部品がサイズを変化する場合、表示における対応する寸法は変化され、制約として追加され、場合によっては異なる値を有する同じ寸法に対応する前の制約を置き換える。これは部品がサイズ変更し、適切な制約および寸法の存在により、それらの剛な性質を依然として維持することを可能にする。

本発明は、二次元および三次元環境において動作し得る。幾何学的形状は、幾何形状プリミティブおよび少数の主要寸法によって定義され得る。不規則な形状など、図３に示されるもの以外の追加の形状も、対応する剛体表示を有することができる。例えば二次元環境において点、直線、および平面プリミティブを用いて構築され得る形状は、リンク、矩形、三角形、および多角形である。三次元空間において可能な３Ｄ形状は、立体のリンク、矩形プリズム、三角形プリズム、および多角形断面を有するプリズムである。

次に図４を参照すると、外部ソルバプロセスおよび剛体シミュレーションを組み合わせる手順を実行する、プロセス４００が示される。第１のステップにおいて外部ソルバが実行される（ステップ４１０）。外部ソルバは、オプティマイザプロセス、または実験計画プロセスとすることができる。外部ソルバの例は、Ｄａｓｓａｕｌｔ ＳｙｓｔｅｍｅｓのＳｉｍｕｌｉａ Ｃｏｒｐ．から入手できるｉＳｉｇｈｔである。外部ソルバへの入力として、２Ｄまたは３Ｄモデルが用いられる。外部ソルバは、それぞれの２Ｄまたは３Ｄモデルの異なる幾何学的構成を出力する。次いで機構設計のパラメータ値が選択される（ステップ４２０）。このようなパラメータ値は、矩形剛体の長さおよび高さ、直線の長さ、三角形剛体の基線高さとすることができる。次いで剛体シミュレーションが実行される（ステップ４３０）。剛体シミュレーションの出力は、所与の設計パラメータのセットを反映し、これらは剛体シミュレーション時には固定に保たれている。次のステップにおいて終了基準が評価される（ステップ４４０）。このような基準は、剛体シミュレーションを実行する回数、収束が達成されたかどうか、設計目標、またはそれらの任意の組み合わせとすることができる。終了基準が満たされない場合、プロセス４００は外部ソルバを実行することにより開始を繰り返す（ステップ４１０）。プロセス４００の間、剛体は、述べられたようにそれらが幾何プリミティブの集合として表されるので、サイズ変更することが可能となる。

図５は、ＣＰＵ５０２、コンピュータモニタ５０４、キーボード入力デバイス５０６、マウス入力デバイス５０８、および記憶装置５１０を含む、コンピュータ化されたモデリングシステム５００を示す。ＣＰＵ５０２、コンピュータモニタ５０４、キーボード５０６、マウス５０８、および記憶装置５１０は、共通に利用可能なコンピュータハードウェアデバイスを含むことができる。例えばＣＰＵ５０２は、インテルベースのプロセッサを含むことができる。マウス５０８は、ＣＰＵ５０２によって実行されるソフトウェアプログラムにコマンドを発行するために設計技術者が押すことができる、従来の左および右ボタンを有することができる。マウス５０８の代替または追加として、コンピュータ化されたモデリングシステム５００は、マウス、スタイラス、タッチセンシティブパッドなどのポインティングデバイス、またはキーボード５０６に組み込まれたポインティングデバイスおよびボタンを含むことができる。当業者は、マウスデバイスに関連して本明細書で述べられたのと同じ結果が、他の利用可能なポインティングデバイスを用いて達成され得ることを理解する。本明細書での議論から明らかとなるように、他の適切なコンピュータハードウェアプラットフォームが適切となる。このようなコンピュータハードウェアプラットフォームは、好ましくはＭｉｃｒｏｓｏｆｔ Ｗｉｎｄｏｗｓ（登録商標）７、ＵＮＩＸ（登録商標）、Ｌｉｎｕｘ（登録商標）、またはＭＡＣ ＯＳオペレーティングシステムを動作させる能力を有する。

追加のコンピュータ処理ユニットおよびハードウェアデバイス（例えばラピッドプロトタイピング、ビデオ、およびプリンタデバイス）が、コンピュータ化されたモデリングシステム５００に含められ得る。さらにコンピュータ化されたモデリングシステム５００は、ネットワークハードウェアおよびソフトウェアを含むことができ、それによってハードウェアプラットフォーム５１２への通信を可能にし、他のコンピュータ構成要素の中でもＣＰＵおよび記憶システムを含む、多数のコンピュータシステムの間の通信を容易にする。

コンピュータ支援モデリングおよびシミュレーションソフトウェア（例えばプロセス４００）は記憶装置５１０に記憶され、ＣＰＵ５０２にロードされそれによって実行され得る。モデリングソフトウェアは、設計技術者が３Ｄモデルを作成し変更することを可能にし、本明細書で述べられる本発明の態様を実施する。ＣＰＵ５０２は、述べられたようにコンピュータモニタ５０４を用いて３Ｄモデルおよびその他の特徴を表示する。キーボード５０６およびマウス５０８を用いて、設計技術者は３Ｄモデルに関連付けられたデータを入力し変更することができる。ＣＰＵ５０２は、キーボード５０６およびマウス５０８から入力を受け取り、処理する。ＣＰＵ５０２は、３Ｄモデルに関連付けられたデータと共に入力を処理し、それに対して、モデリングソフトウェアによって指令されるのに従ってコンピュータモニタ５０４に表示される、対応するおよび適切な変化を行う。一実施形態においてモデリングソフトウェアは、１または複数の立体および表面物体からなる３Ｄモデルを構築するために用いられ得る、ソリッドモデリングシステムに基づく。

本発明の実施形態は、デジタル電子回路において、またはコンピュータハードウェア、ファームウェア、ソフトウェアにおいて、またはそれらの組み合わせにおいて実施され得る。装置は、プログラマブルプロセッサによる実行のために、機械可読記憶装置に有形に具体化されたコンピュータプログラム製品において実施されることができ、方法ステップは、入力データに対して動作し出力を生成することによって機能を行うように、命令のプログラムを実行するプログラマブルプロセッサによって行われ得る。本発明の実施形態は、データ記憶システムからデータおよび命令を受け取り、それにデータおよび命令を送出するように結合された少なくとも１つのプログラマブルプロセッサと、少なくとも１つの入力デバイスと、少なくとも１つの出力デバイスとを含んだプログラマブルシステム上で実行可能な、１または複数のコンピュータプログラムにおいて有利に実施され得る。各コンピュータプログラムは、高レベル手続き型またはオブジェクト志向プログラミング言語において、または必要に応じてアセンブリまたは機械言語において実施されることができ、いずれの場合も言語は、コンパイルされたまたはインタープリートされた言語とすることができる。適切なプロセッサは、限定されない例として汎用および専用マイクロプロセッサを含む。一般にプロセッサは命令およびデータを、読み出し専用メモリおよび／またはランダムアクセスメモリから受け取ることになり、およびいくつかの実施形態では命令およびデータは、グローバルネットワークを通じてダウンロードされ得る。コンピュータプログラム命令およびデータを有形に具体化するために適した記憶装置は、すべての形の不揮発性メモリを含み、これは例としてＥＰＲＯＭ，ＥＥＰＲＯＭ、およびフラッシュメモリデバイスなどの半導体メモリデバイス、内蔵ハードディスクおよびリムーバブルディスクなどの磁気ディスク、光磁気ディスク、およびＣＤ−ＲＯＭディスクを含む。上記のいずれも、カスタム設計されたＡＳＩＣ（特定用途向け集積回路）によって実施され、またはそれに組み込まれ得る。

本明細書で述べられる本発明の実施形態またはその態様は、ハードウェア、ファームウェア、またはソフトウェアの形で実施され得る。ソフトウェアにおいて実施される場合ソフトウェアは、プロセッサがソフトウェアまたはその命令のサブセットをロードすることを可能にするように構成された任意の非一時的コンピュータ可読媒体に、記憶され得る。次いでプロセッサは命令を実行し、本明細書で述べられるやり方で動作するようにまたは装置に動作させるように構成される。

例示のコンピュータシステム環境に関連して本発明が述べられたが、本発明の実施形態は、多数の他の汎用または専用コンピュータシステム環境または構成と共に動作可能である。コンピュータシステム環境は、本発明のいずれの態様の使用または機能の、範囲に関して何ら限定を示唆するものではない。さらにコンピュータシステム環境は、例示の動作環境において示される構成要素のいずれか１つまたは組み合わせに関する何らかの依存性または要件を有するものと解釈されるべきではない。本発明の態様と共に用いるのに適し得るコンピュータシステム、環境、および／または構成の例は、パーソナルコンピュータ（ＰＣ）、サーバコンピュータ、ハンドヘルドおよびラップトップデバイス、マルチプロセッサシステム、マイクロプロセッサベースのシステム、セットトップボックス、プログラマブル民生用電子機器、携帯電話およびモバイルオペレーティングシステム、ネットワークＰＣ、ミニコンピュータ、メインフレームコンピュータ、上記のシステムまたはデバイスのいずれかを含む分散コンピューティング環境などを含むが、それらに限定されない。コンピュータシステムはスタンドアロン構成要素またはワークステーションを有することができ、またはコンピュータシステムは知られている通信ネットワーク、処理ネットワーク、クラウドベースのネットワーク、関連するプロトコルなどのいずれかによる、ネットワーク化されたコンピュータから形成され得る。

理解されるようにネットワークは、インターネットなどのパブリックネットワーク、またはＬＡＮもしくはＷＡＮネットワークなどのプライベートネットワーク、またはそれらの任意の組み合わせとすることができ、またＰＳＴＮまたはＩＳＤＮサブネットワークを含むことができる。ネットワークはまた、イーサネットネットワークなどの有線とすることができ、またはＥＤＧＥ、３Ｇおよび４Ｇ無線セルラシステムを含むセルラネットワークなどの無線とすることができる。無線ネットワークはまたＷｉ−Ｆｉ、ブルートゥース（登録商標）、または知られている任意の他の無線形式の通信とすることができる。従ってネットワークは単に例示的であり、本発明の進歩の範囲を全く限定しない。

本発明の利点は、ユーザの介入なしに剛体モデルをサイズ変更すること、それらのモデルの部品がサイズ変更された後であっても剛体モデルを再使用すること、アセンブリの部品が１つの反復から次へと異なるサイズを有し得る、アセンブリの繰り返しの剛体シミュレーションを行う効率的な方法をもたらすこと、「Ｗｈａｔ−ｉｆ」分析を行うための効率的な方法をもたらすこと、コンピュータ支援設計ワークフローにおける分析の緊密な統合を可能にすることを含む。本発明は、一時に少数の設計パラメータのみが変化する状態で、設計が完全に定義されていない場合であっても利用されることができ、従って部品のアセンブリの漸進的構築のすべての段階において有用である。

本発明の他の利点は以下を含む。部品のサイズが変化するとき、表示におけるプリミティブは、もとのサイズから新しいサイズに、より小さな増分で変化され得る。小さな増分で寸法を変化することは、幾何形状が関わるフリッピング問題（例えば制約ソルバが、共にすべての式を満足する２つの解のうちの望ましくない解に収束する）を回避し、サイズの増分的変化はいかなるフリッピングも引き起こさずに、新しい設計をもとの設計に、より近く保つ。ソルバは、新しいサイズが増分的に適用されるのに従って、一貫性のある結果を与える。さらにこの技術がないと、寸法が内部的である場合で寸法が変化する場合、部品は再構築されなければならない。この技術によって部品は、部品を再構築する必要なしにサイズ変更され得る。

本発明は、その例示の実施形態を参照して具体的に示され述べられたが、当業者によって、様々な変更が、本発明の範囲内でなされ得ることが理解される。例えば本発明の実施形態は、動作が行われる順序を変えることができる。さらにほとんどの文脈においてアセンブリは、サブアセンブリも意味する。加えて実施の必要に応じて、本明細書で述べられた特定の動作は、組み合わされた、取り除かれた、追加された、またはその他により再構成された動作として実施され得る。

Claims (10)

1. 剛体モデルを自動的にサイズ変更するための、コンピュータによって実施される方法であって、
   コンピュータ支援設計システムを用いて、モデルを構築するステップであって、
   前記モデルは、二次元モデルおよび三次元モデルの１つであり、
   前記モデルは１または複数の剛体を備える、ステップと、
   前記剛体の少なくとも１つを、それぞれの剛体を表す幾何プリミティブのセットに変換するステップであって、前記幾何プリミティブは、それぞれの剛体がサイズ変更することを可能にする、ステップと、
   前記幾何プリミティブのセットのいくつかの要素を拘束するステップと、
   コンピュータプロセッサ上でソルバプロセスを実行するステップであって、
   前記ソルバプロセスは、前記それぞれの剛体を表す少なくとも１つの幾何プリミティブのサイズを変化させ、
   前記それぞれの剛体を表す前記幾何プリミティブのセットは、ユーザの介入なしに前記サイズにおける前記変化を可能にする、ステップと、
   剛体シミュレーションを実行するステップであって、前記１または複数のサイズ変更されたプリミティブは、前記剛体シミュレーションへの入力となる、ステップと
   を含むことを特徴とする方法。
2. 前記幾何プリミティブのそれぞれは、サイズ変更可能な形状を定義するために役立つことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータによって実施される方法。
3. 前記剛体シミュレーションの出力を、前記ソルバプロセスを実行するステップの第２の反復への入力として用いるステップをさらに含むことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータによって実施される方法。
4. 前記幾何プリミティブのセットの要素を拘束するステップは、互いに平行になるように前記要素のサブセットを拘束すること、互いに直角になるように前記要素のサブセットを拘束すること、および前記要素のいくつかの間の所定の角度を維持することの少なくとも１つを達成する制約を追加するステップを含むことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータによって実施される方法。
5. 前記幾何プリミティブのセットにおける各要素は、点、直線、平面、円、平面多角形、円柱、三次元プリズム、およびパラメータで表示可能な面の１つであることを特徴とする請求項１に記載のコンピュータによって実施される方法。
6. 前記幾何プリミティブのセットは、位置を変化し得る端点を有する直線、直角の制約によって拘束された隣接した辺を有する矩形、指定された角度によって拘束された辺を有する三角形、平面、６つの平面のセット、円柱を表す２つの直角な直線、およびパラメータで表示可能な面の少なくとも１つを備えることを特徴とする請求項１に記載のコンピュータによって実施される方法。
7. 前記ソルバプロセスによって出力される前記サイズ変更されたプリミティブに対するパラメータ値を選択するステップをさらに含み、
   前記パラメータ値は、前記モデルの所望の設計を反映し、
   前記パラメータ値は、設計制約である
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータによって実施される方法。
8. データ記憶システムに動作可能に結合されたプロセッサであって、前記データ記憶システムは実世界オブジェクトのモデルを記憶する、プロセッサと、
   前記プロセッサに動作可能に結合されたデータ記憶メモリであって、
   前記モデルを構築することであって、前記モデルは、１または複数の剛体から構成された二次元モデルおよび三次元モデルの１つである、構築することと、
   前記剛体の少なくとも１つを、前記それぞれの剛体を表す幾何プリミティブのセットに変換することであって、前記幾何プリミティブは、それぞれの剛体がサイズ変更することを可能にする、変換することと、
   前記幾何プリミティブのセットの１または複数の要素を拘束することと、
   コンピュータプロセッサ上でソルバプロセスを実行することであって、前記ソルバプロセスは、前記剛体を表す少なくとも１つの幾何プリミティブのサイズを変化させ、前記剛体を表す前記幾何プリミティブのセットは、ユーザの介入なしに前記サイズにおける前記変化を可能にする、実行することと、
   剛体シミュレーションを実行することであって、前記１または複数のサイズ変更されたプリミティブは、前記剛体シミュレーションへの入力となる、実行することと
   を行うように前記プロセッサを構成するための命令を備えた、データ記憶メモリと
   を備えることを特徴とするコンピュータ支援設計システム。
9. 前記ソルバプロセスによって出力される前記サイズ変更されたプリミティブに対するパラメータ値を選択するように、前記コンピュータプロセッサを構成するための命令をさらに備え、
   前記パラメータ値は、前記モデルの所望の設計を反映し、
   前記パラメータ値は、設計制約である
   ことを特徴とする請求項１に記載のコンピュータによって実施される方法。
10. 非一時的コンピュータ可読データ記憶媒体であって、コンピュータに、
    実世界オブジェクトのモデルを記憶することであって、前記モデルは、１または複数の剛体から構成された二次元モデルおよび三次元モデルの１つである、記憶すること、
    前記剛体の少なくとも１つを、前記それぞれの剛体を表す幾何プリミティブのセットに変換することであって、
    各幾何プリミティブは、サイズ変更可能な形状を定義し、
    前記幾何プリミティブは、それぞれの剛体がサイズを変化することを可能にする、変換すること、
    前記幾何プリミティブのセットの１または複数の要素を拘束すること、
    コンピュータプロセッサ上でソルバプロセスを実行することであって、
    前記ソルバプロセスは、前記幾何プリミティブの少なくとも１つのサイズを変化させ、
    前記それぞれの剛体を表す前記幾何プリミティブのセットは、ユーザの介入なしに前記サイズにおける前記変化を可能にする、実行すること、および
    剛体シミュレーションを実行することであって、前記１または複数のサイズ変更されたプリミティブは、前記剛体シミュレーションへの入力となる、実行すること
    を行わせる命令を備えることを特徴とする非一時的コンピュータ可読データ記憶媒体。

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