专利名称：用于管道和管的路径的无冲突cad设计的系统和方法
技术领域：
本公开总体上涉及计算机辅助设计、制造和可视化系统，在此处被共同描述为CAD 系统。
背景技术：
CAD系统被用于设计、可视化和制造简单和复杂的系统。CAD系统允许用户在制造 物理项(item)之前或代替制造物理项设计对象和系统的图形模型。
发明内容
所公开的实施例包括用于CAD系统中的管道(pipe)和管(tube)的无冲突 (collision-free)路径的自动化创建的系统、方法和计算机程序产品。示例性方法包括 在数据处理系统中接收限定针对CAD环境中的管道的开始点和目的地点(destination point)的输入以及管道的直径。该方法包括确定开始点和目的地点之间的采样点。该方法 还包括构建图形，该图形包括作为节点的采样点和开始点和目的地点以及连接所述节点的 多个边(edge)。该方法还包括计算穿过开始点和目的地点之间的图形的路径。该方法还包 括，针对路径中的每个节点，测试连接到节点的每个边以确定在CAD环境中沿着测试对象 模型和背景模型几何构型(geometry)之间的边是否存在冲突，并且从图形移除具有冲突的 任何边。如果沿着路径的边不存在冲突，则将该路径指定为成功路径并且由该数据处理系 统将所述成功路径显示给用户。前述内容已经相当广泛地阐述了本公开的特征和技术优点，以使得本领域技术人 员更好地理解下面的详细描述。在下文中将描述形成权利要求主题的本公开的附加特征和 优点。本领域技术人员将认识到，他们可以容易地使用作为修改或设计用于实施本公开的 相同目的的其他结构的基础而公开的概念和特定实施例。本领域技术人员还将认识到这样 的等同构造不偏离本公开在其最广泛形式上的精神和范围。在开始进行下面的详细描述之前，阐述遍及该专利文献所使用的某些词或短语的 限定是有利的术语“包括”和“包含”以及其派生词意味着包括但不限于；术语“或”是包 括性的，意味着和/或；短语“与...相关联”和“与其相关联”以及其派生词可以意味着包 括、被包括在内、与其交互、包含、被包含在内、连接到或与...连接、耦合到或与...耦合、 可与...通信、与...协作、交错、并置、接近于、束缚于或与...密切相关、具有、具有...属 性等等；并且术语“控制器”意味着控制至少一个操作的任何设备、系统或其部件，而不管这 样的设备是以硬件、固件、软件或他们中的至少两个的某些组合来实施。应该注意，与任何 特定控制器相关联的功能可以被局部地或远程地集中或者分散。遍及该专利文档提供了对某些词和短语的限定，并且本领域普通技术人员将会理解这样的限定在许多(如果不是大 多数)实例中应用于这样限定的词和短语的先前和将来的使用。尽管某些术语可以包括各 种各样的实施例，所附权利要求可以清楚地将这些术语限于特定实施例。
为了更完全地理解本公开以及其优点，现在结合附图参考下面的描述，其中相似 的编号指示相似的对象，并且其中
图1描绘可以在其中实施所公开的系统和方法的实施例的数据处理系统的框图； 图2示出无冲突路径的示例；
图3A示出两个圆柱体之间的接合(joint)的可接受的自相交； 图 3B 示出无效的自相交(invalid self-intersection)； 图4A图示当两个对象边界(boundary)重叠时的干扰(interference)； 图4B图示当一个对象在另一个内部时的容纳(containment)； 图5描绘根据本公开实施例的过程； 图6示出向前扩展(forward extension)的示例；
图7示出具有其干扰球体(interfering sphere)表示和其无干扰圆柱体表示的示例 限定点；
图8示出具有向前、向后或者向前和向后值的限定点的示例； 图9图示针对背景几何构型的限定点之间的冲突检查； 图10示出最短路径上的冲突检查的示例；以及 图11图示利用不同选项建模的管道的示例。
具体实施例方式下面讨论的图1至图11以及被用来描述在该专利文档中的本公开的原理的各种 实施例仅以说明的方式并且无论如何不应该被解释成限制本公开的范围。本领域技术人员 将会理解，可以在任何适当布置的设备中实施本公开的原理。将参考示例性非限制实施例 来描述本申请的各种创新教导。限定下面是在本申请中使用的某些技术术语的通常意义的短的限定。(然而，本 领域普通技术人员将会认识到上下文是否需要不同的意义。)可以在标准技术词典和杂志 中找到附加限定。面数据(Facet Data)面数据被某些CAD和CAD数据可视化系统使用来存储或建 模固体。面数据包括三角形群组(也被称为网格)。这些三角形被一起调适以使得这些面形 成近似于固体的表面。管道/管术语管道和管通常在此处可交换地使用，并且一个术语的使用意图包 括其他术语的使用。各种公开实施例将管道建模和处理为圆柱体链。最后建模的管道可以 具有更详细模型，其包括建模管道或弯头(elbow)中的“弯曲(bend)”的圆角(fillet)曲 线。下面的图以及特别地图10说明利用不同选项建模的管道的示例。在最简单的实施方 式中所公开各种实施例将所有管道看作没有弯曲或弯头。弯曲/接合弯曲或接合是标记管道方向上的变化的位置。这些术语通常在此处可交换地使用。优选实施例将这些仅仅看作将管道的线接合到一起(端对端)的简单点，然 而，在其他实施例中，客户或用户可以限定在这些位置处的过渡(transition)。过渡可以是 管道中的弯曲，在该情况下管道是已使用弯曲机弯曲的单片管道材料。另一可能的过渡是 通过弯头，它是插入管道区段(section)的端部上的单独配件(fitting)。管道和管通常在CAD系统中被建模为端对端连接的线和弧的集合。CAD系统的用 户通过限定各种属性(例如弯曲半径和管道材料)和限定这些曲线的点的位置来创建这些 曲线。管道和管将一个项(或系统)连接到另一系统或项。项的示例可以包括三通管(tee) (用于限定分支)、泵或罐。管道的开始和结束点由目的地项(例如罐上的入口)来限定。可以通过挑选现有的 实体(例如行进通过隔板的弧中心)来指定某些中间限定点。必须在自由空间中限定其他中 间限定点。在自由空间中限定点尤其困难，因为不存在参考几何构型并且用户必须“猜测” 点的坐标。此外，管道的始端和末端之间的障碍物需要用户限定附加点。避免障碍物，通常需 要用户反复创建点直到他们具有限定不与障碍物干扰或冲突的管道的限定点集合为止。该 过程会需要相当大的工作量，因为它需要用户重复地修改并检查管道路径。所公开的实施例包括用于自动确定产生无冲突管道或管的通过自由空间的中间 限定点集合的系统、方法和计算机程序产品。这些方法计算交互环境中的这些限定点，所用 的时间量与模型的复杂性(即障碍物的数目)成比例。所公开的方法处理使用三维CAD系统 中的面化(faceted) CAD数据所限定的障碍物。图1描绘可以在其中实施所公开的系统和方法的实施例的数据处理系统的框图。 所描绘的数据处理系统包括连接到二级高速缓存/桥接器(bridge)104的处理器102，所述 二级高速缓存/桥接器104又连接到本地系统总线106。本地系统总线106可以是例如外 围设备互连(PCI)架构总线。在所描绘的示例中还连接到本地系统总线的是主存储器108 和图形适配器110。该图形适配器110可以连接到显示器111。其他外围设备(例如局域网(LAN) /广域网/无线(例如WiFi )适配器112)还可以 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可以连接到存储设备126，其可以是任何适合的机器可用或机器可读的存 储介质，包括但不限于非易失性、硬编码类型的介质(例如只读存储器(ROM)或电可擦可编 程只读存储器(EEPR0M)、磁带存储设备)以及用户可记录类型的介质(例如软盘、硬盘驱动 器和压缩盘只读存储器(CD - ROM)或数字多功能盘(DVD))以及其他已知的光、电或磁存储 设备。在所示示例中还连接到I/O总线116的是音频适配器124，扬声器(未示出)连接 到该音频适配器124以用于播放声音。键盘/鼠标适配器118提供用于定点设备(未示出) 的连接，所述定点设备例如鼠标、跟踪球、跟踪指示器等等。本领域普通技术人员将会认识到在图1中描绘的硬件可以针对特定实施方式而 改变。例如，其他外围设备(例如光盘驱动器等等)还可以另外在所描绘的硬件中使用或者 代替所描绘的硬件来使用。仅为了解释目的而提供所描绘的示例，并且其不意味着暗示关 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界面的操作系统。该操作 系统允许同时在图形用户界面中呈现多个显示窗口，其中每个显示窗口为不同应用或相同 应用的不同实例提供界面。图形用户界面中的光标可以由用户通过定点设备来操控。光标 的位置可以被改变和/或诸如单击鼠标按钮之类的事件被生成以驱动期望响应。各种商业操作系统(例如位于华盛顿雷蒙德的Microsoft公司的产品，Microsoft Windows 的版本)之一可以在经适当修改的情况下被采用。根据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)， 如本领域技术人员已知的那样其可以是任何公共或专用数据处理系统网络或网络的组合， 包括因特网。数据处理系统100可以通过网络130与服务器系统140通信，所述服务器系 统140也可以不是数据处理系统100的一部分，而是可以被实施为例如单独的数据处理系 统 100。定义通过自由空间的管道和管是非常耗时的操作。造船业客户特别地花费大量时 间来限定管道系统。高达船只的三分之一重量例如来自于管道系统。在严格限制的空间(例 如引擎块)中，用户限定无冲突路径非常困难。所公开的实施例包括自动建造管道和管的无 冲突路径的工具。所公开的实施例包括用于为管道或管寻找无冲突路径的系统和方法，有时在此处 被称为“快速路径(Quick Path)”。过程检测障碍物(在一些实施例中被建模为面化的几何 构型)，并且还在尝试最小化或满足某些设计约束的情况下避免这些障碍物。所公开的实施 例由此创建用于管道或管的有效路径。在更广泛系统的背景中所得到的路径在全局上可能 不是最优的，但是然后可以被用户或设计者修改，从而降低限定管道所需的总工作量。在一些实施例中，快速路径使用两个主(primary)约束集合，所述集合驱动路径点 的有效集合的确定。硬约束是快速路径保证不被所得到的路径所违反的约束。软约束是快 速路径在寻找路径时尝试满足的约束，但是不保证他们将由所得到的路径满足。除约束之 外，快速路径还尝试最小化所得到的管道中的接合的数目以及管道的总长度。图2示出无冲突路径的示例。一个硬约束是无冲突路径，其中所得到的管道路径 200将与障碍物(例如3D模型中的障碍物210)无冲突。快速路径将管道建模为具有相同 直径的圆柱体链。圆柱体的直径包括由用户指定的材料的直径加上由用户限定的间隙值 (clearance value).所得到的路径将在这些圆柱体和3d模型之间没有冲突。内部固体是 管道220的直径并且外部固体230是与间隙值结合的管道的直径。另一硬约束是无自相交，以便所得到的路径将不与其自身相交，除了在链中接合 每个圆柱体的接合位置处。图3A示出两个圆柱体之间的接合处的可接受的自相交310。图 3B示出当确定路径点时快速路径不允许的自相交320，其是无效的自相交，不在接合处。软约束包括最小直长度(Minimum Straight Length)，其是管道的每个直区段的 最小长度；以及最大弯曲数目，其是所得到的管道中所允许的弯曲或接合的最大数目。快速路径使用冲突检测过程来确保所得到的路径不与3D模型中的任何几何构型 干扰冲突。冲突检测过程支持针对干扰和容纳(一个对象在另一个内部)的冲突检查。图 4A图示当两个对象边界在410处重叠时的干扰；图4B图示当一个对象在另一个内部时的 容纳。冲突检测系统应该支持针对面化CAD数据的圆柱体、球体和块的冲突检查。
在一些实施例中，用于冲突检测的数据结构和过程基于(based off of)本领 域技术人员已知的OBB树算法，并且例如在S. Gottschalk, M. Lin, and D. Manocha. OBB-Tree A hierarchical structure for rapid interference detection. Proc. of ACM Siggraph' 96, pages 171-180，1996中被描述，通过引用将其结合于此。OBB树存储 包围几何构型的框的层级。由框包围的下层(underlying)几何构型可以是面化固体数据 的群组或诸如球体和圆柱体之类的基本3D形状。各种快速路径实施例通过检查当前模型 中的所有几何构型并且针对该几何构型建造OBB树结构来初始化冲突检测系统。模型中的 几何构型被标记为“背景”几何构型。冲突检测系统遍历每一块前景(foreground)几何构型，并且执行前景几何构型和 每一块背景几何构型之间的冲突检查。检查器一找出该前景几何构型和一块背景几何构型 之间的冲突，该检查器就停止前景几何构型的所有处理。冲突检查的第一阶段遍历背景对象集合中的每一块几何构型，并且通过沿着OBB 树的层级向下执行OBB — OBB干扰检查来寻找具有与前景几何构型干扰的可能性的那些对象。第二阶段执行前景几何构型和没有被OBB - OBB干扰检查排除的任何背景几何 构型之间的低等级干扰检查。可以使用如例如在本领域技术人员已知的、且通过引用将其 结合于此的 M. Held, ERIT - a collection of efficient and reliable intersection tests, Journal of Graphics Tools, Vol 2， issue 4:25—44 (1997)中所描述的圆 柱体一圆柱体检查和圆柱体一三角形检查来实施低等级几何构型检查。根据例如本领 域技术人员已知的、且通过引用将其结合于此的E. Karabassi, G. Papaioannou, and Τ. Theoharis, Intersection test for collision detection in particle systems, Journal of Graphics Tools, Vol 4，issue 1，pages 25-37，1999实施球体一三角形检 查。下一步骤是确定前景几何构型对象是否在背景对象的内部，或者反之亦然。该步 骤仅对不具有干扰的前景几何构型执行；即其没有冲突地通过冲突检查。容纳检查简单地 从前景几何构型中的某任意点朝向某任意方向抽取平行射线(infinite ray)。然后检查该 射线与潜在地包含前景几何构型的背景几何构型的相交。如果射线相交奇数次，则前景几 何构型在背景几何构型内部。然后仅针对与前景几何构型相交的射线和背景几何构型上的 任意位置处的点重复检查。该简单的检查基于公知的用于确定点是否在多边形内部的光线 投射算法,例如在 en. wikipedia. org/wiki/Point_in_polygon 处提交时找到的 “Point in Polygon”的Wikipedia文章中描述的那样。图5描绘根据所公开的实施例的过程。在快速路径过程中使用的某些技术类似于机器人技术应用中的路径规划的某些 概念。存在已经针对机器人技术(例如在本领域技术人员已知的、且通过引用将其结合于此 的 S. M. LaVaIIej Planning Algorithms, Cambridge University Press, Cambridge, U. K.，2006中描述的那些机器人技术)而研究的各种路径规划技术。快速路径工具过程可以与用于机器人的路径寻找问题相比较。机器人必须在避免 冲突的同时寻找其通过空间的路线。在一般情况下，机器人可以具有d维移动(例如对于具 有接合的机器人为九)。在快速路径过程中，“机器人”可以被看作具有三维自由度的球体。
此处所使用的技术类似于落入被称为“概率路线图规划者(Probabilistic Roadmap Planner，PRM)”的机器人技术算法的子集的那些。在PRM系统中，模型被从连续 空间转换成离散空间。大多数PRM规划者通过计算必须移动通过空间的对象(“机器人”)的 各种定向和位置并且将这些定向和位置与移动连接来完成这一点。这形成了图形，其中图 形的节点是机器人的定向和位置并且边是这些定向和位置之间的机器人的移动。根据图形 原理的各种算法然后被用来计算从机器人的初始配置/位置到机器人的最终配置/位置的 移动的有效集合。可以使用例如在本领域技术人员已知的、且通过引用将其结合于此的R. Bohlin and L. Ε. Kavraki, A lazy PRM for single query path planning, Proc. of the IEEE Int. Conf. on Robotics and Automation, 2000 中描述的惰性概率路线图(Lazy Probabilistic Roadmap)的修改和特殊化来实施快速路径过程的某些方面。惰性PRM算 法尝试通过简单地避免冲突检查直到找到路径之后为止来最小化冲突检查(这是高代价 的)的数目。惰性PRM首先构建机器人的随机配置的图形(具有那些配置之间的随机连接)。 然后，惰性PRM计算路径，检查仅沿着该路径的冲突，并且从该路径移除产生冲突的任何配 置。重复该过程直到发现无冲突路径为止。惰性PRM的目标是避免冲突检查，因为它们在有效路径的计算中是最高代价的步 骤。在复杂模型中，惰性PRM算法产生遍历处理过的图形的许多许多迭代。这将计算从冲 突检测推向路径遍历。此处所述的快速路径过程可以使用若干次试探来避免该问题并且减 少总计算时间。如广泛描述的那样，所公开的过程包括这样的步骤，如在空间中采样某些点，其至 少在所述点周围具有足够的空间来容纳等于管道直径的球体；连接这些点以形成图形；寻 找通过图形从开始点到目标点的路径；检查沿着从开始到目标的路径的冲突；并且从图形 移除与背景几何构型冲突的(路径上的)任何边。如果存在任何冲突，则该过程重复寻找新 路径。参考图5所描绘的过程500，快速路径过程的第一步骤是从用户接收输入或者从 配置文件加载输入(步骤510)。该输入至少指定开始和目的地点，以及他们想包括在路径 中的任何中间点，和管道的直径。在每个点处，用户还具有在每个点处指定向前和向后扩展 的选项。扩展限定其中将不检查冲突的区域。这些扩展是有用的，因为他们阻止快速路径 寻找与表面(例如容器(receptacle))的冲突，其可能干扰所得到的路径但是是可接受的干 扰。图6示出向前扩展的实例。在该图中，扩展610在路径620的开始处被限定，并且 被用来避免位于开始点处的容器630处的干扰。在各种实施例中，用户可以限定用于快速路径的下述数据。在至少一个实施方式 中，以(所需的)标记的项必须由用户在执行过程的后续步骤之前指定。(所需的)限定点用户必须指定至少两个不重合点，但可以指定与期望的一样多 的点。扩展方向和向前/向后长度用户可以可选地在任何限定点处指定这些。(所需的)管道的材料或直径管道的外直径被用来强制所得到的路径不具有冲突。
间隙间隙限定必须是无冲突的管道的轴线周围的附加区域。最小直长度和最大弯曲数目如上所述。如果用户不针对限定点指定方向，则快速路径自动确定基于由用户选择的限定所 述限定点的几何构型的扩展方向。例如，如果用户挑选一条线，则自动扩展方向是所述线的 轴线。如果几何构型不具有轴线(或者点在自由空间中)，则快速路径使用限定点和下一限 定点(对于最后限定点而言是先前限定点)之间的方向。自动扩展使用为零的向前和向后值。该过程中的下一步骤是确定通常在开始点和目的地点之间的采样点(步骤520)， 其然后可以被用作附加中间限定点。确定采样配置和定向被用于路径规划，并且采样的点 影响所得到的路径，以及是否可以发现路径。存在可用于选择采样位置的各种采样方法。快 速路径使用特别针对管道/管的创建而设计的若干新型采样策略。对于快速路径，“机器人”被建模为球体。这减小仅针对3D空间中的点的采样(不 考虑定向)。所发现的路径必须是无冲突的，以使得球体可以从开始限定点移动到末端限定 点，而不会干扰背景几何构型。优选地使用惰性PRM算法，该系统构建包括作为节点的采样点、开始点和目的地 点和任何其他限定点以及连接所述节点的多个边的图形，该图形中采样点和接合这些采样 点的边被假设成无冲突的。对于密集模型，这导致寻找图形、寻找冲突并且从图形移除边的 巨大数目的迭代。快速路径通过确保所有采样点是无冲突来降低路径寻找迭代的数目。这 种在前面的冲突检查大幅降低密集模型中的无效路径的数目。冲突检查非常快，因为针对 面化数据针对球体的冲突检查是非常快的操作。快速路径采样策略包括在四个阶段中构建空间中的无冲突采样球体的列表(其被 存储为3D点)。初始的点列表包括限定点。这些点被限定为无冲突的，因为在限定点处的球体将 最有可能干扰现有模型。该干扰实际上是错误肯定(false positive)的，因为在该点处开 始的最后管道或管将是圆柱体的盖子而不是球体。图7示出示例限定点以及其干扰球体表 示710和其无干扰圆柱体表示720。如果用户在限定点处限定向前或向后扩展值，该限定点由从限定点偏移用户沿着 扩展方向指定的扩展距离的新点代替。快速路径将限定点和扩展点之间的圆柱体区段看作 无冲突。快速路径计算每一对输入限定点(或它们的代替扩展点)之间的路径，其通常是通 过开始点和目的地点之间的图形。图8示出具有向前、向后或者向前和向后值的限定点的 示例。在该示例中，用户挑选点A、B和C，并且在A和B处限定向前扩展值810，并且在B和 C处限定向后扩展值820。快速路径将确定点Al和Bl之间的路径830，以及点B2和Cl之 间的另一路径840。修复(heal)点是使用若干不同试探所计算的点。这些试探限定模板或原型路径 的集合，并且然后快速路径对沿着这些模板路径的点采样。快速路径使用上述每一对限定 点以及相关联的扩展方向来计算每一个模板路径。存在在各种实施例中使用的三种基本类型的模板路径直(Direct)、相交和基本 (Cardinal)。快速路径通过限定输入pl、p2 (原点)，vl、v2 (扩展方向)偏移值(d)以及输入方法来计算这些路径中的每一个。每一个模板路径首先将沿着扩展方向的偏移值应用于 每一个相应的输入点(ol =pl + d*vl，o2 = p2 + d*v2)。该方法然后确定哪个算法被用 来计算偏移点之间的路径。返回的模板路径不包含任何重合点。直模板路径简单地将偏移位置与直线接合。所有每个直路径包括pl、ol、o2和p2。
权利要求
1.一种用于在CAD系统中自动创建管道和管的无冲突路径的方法，包括在数据处理系统中接收限定CAD环境中的管道的至少开始点和目的地点的输入，以及 管道的直径；通过所述数据处理系统确定开始点和目的地点之间的采样点； 通过所述数据处理系统构建图形，该图形包括作为节点的采样点和开始点和目的地点 以及连接所述节点的多个边；通过所述数据处理系统计算通过开始点和目的地点之间的图形的路径； 对于路径中的每个节点，通过所述数据处理系统测试连接到节点的每个边，以确定在 CAD环境中沿着测试对象模型和背景模型几何构型之间的边是否存在冲突，并且从图形移 除具有冲突的任何边；以及如果沿着路径的任何边不存在冲突，则将路径指定为成功的路径并且通过数据处理系 统将成功路径显示给用户。
2.根据权利要求1所述的方法，还包括通过所述数据处理系统确定最短的成功路径。
3.根据权利要求2所述的方法，其中根据路径的长度和路径中弯曲的数目来确定最 短路径。
4.根据权利要求2所述的方法，其中根据小于所选最小直长度和路径中自相交的数 目的路径的线性区段的数目来确定最短路径。
5.根据权利要求1所述的方法，其中所述测试对象模型是球体。
6.根据权利要求1所述的方法，还包括将至少一个边边标记为已检查，条件是所述边 不具有冲突。
7.根据权利要求1所述的方法，还包括构建包括沿着计算机路径的多个三维圆柱体 的管道。
8.根据权利要求1所述的方法，其中当不存在成功路径时在计算步骤处重复所述过程。
9.一种包括处理器和可访问存储器的数据处理系统，所述数据处理系统被配置用于 通过执行下述步骤来在CAD系统中自动创建管道和管的无冲突路径接收限定CAD环境中的管道的至少开始点和目的地点的输入，以及管道的直径； 确定开始点和目的地点之间的采样点；构建包括作为节点的采样点和开始点和目的地点以及连接所述节点的多个边的图形；计算通过开始点和目的地点之间的图形的路径；对于路径中的每个节点，测试连接到节点的每个边，以确定在CAD环境中沿着测试对 象模型和背景模型几何构型之间的边是否存在冲突，并且从图形移除具有冲突的任何边; 以及如果沿着路径的任何边不存在冲突，则将路径指定为成功的路径并且通过数据处理系 统将成功路径显示给用户。
10.根据权利要求9所述的数据处理系统，所述数据处理系统还被配置成执行确定最 短的成功路径的步骤。
11.根据权利要求10所述的数据处理系统，其中根据路径的长度和路径中弯曲的数目来确定最短路径。
12.根据权利要求10所述的数据处理系统，其中根据小于所选最小直长度和路径中 自相交的数目的路径的线性区段的数目来确定最短路径。
13.根据权利要求9所述的数据处理系统，其中所述测试对象模型是具有至少与所接 收的管道的直径一样大的直径的球体。
14.根据权利要求9所述的数据处理系统，所述数据处理系统还被配置成执行将至少 一个边标记为已检查的步骤，条件是该边不具有冲突。
15.根据权利要求9所述的数据处理系统，所述数据处理系统还被配置成执行构建包 括沿着计算机路径的多个三维圆柱体的管道的步骤。
16.根据权利要求9所述的数据处理系统，其中当不存在成功路径时所述数据处理系 统在计算步骤重复。
17.—种包括有形的机器可读介质的计算机程序产品，所述有形的机器可读介质编码 有当被执行时使得数据处理系统执行下述步骤的计算机可执行指令接收限定CAD环境中的管道的至少开始点和目的地点的输入，以及管道的直径；确定开始点和目的地点之间的采样点；构建包括作为节点的采样点和开始点和目的地点以及连接所述节点的多个边的图形；计算通过开始点和目的地点之间的图形的路径；对于路径中的每个节点，测试连接到节点的每个边，以确定在CAD环境中沿着测试对 象模型和背景模型几何构型之间的边是否存在冲突，并且从图形移除具有冲突的任何边; 以及如果沿着路径的任何边不存在冲突，则将路径指定为成功的路径并且通过数据处理系 统将成功路径显示给用户。
18.根据权利要求17所述的计算机程序产品，所述有形机器可读介质还编码有用于 确定最短的成功路径的计算机可执行指令。
19.根据权利要求18所述的计算机程序产品，其中根据路径的长度和路径中弯曲的 数目来确定所述最短路径。
20.根据权利要求18所述的计算机程序产品，其中根据小于所选最小直长度和路径 中自相交的数目的路径的线性区段的数目来确定最短路径。
21.根据权利要求17所述的计算机程序产品，其中所述测试对象模型是具有至少与 所接收的管道的直径一样大的直径的球体。
22.根据权利要求17所述的计算机程序产品，所述有形机器可读介质还编码有计算 机可执行指令，该计算机可执行指令用于将至少一个边标记为已检查，条件是该边不具有 冲突。
23.根据权利要求17所述的数据处理系统，所述有形机器可读介质还编码有用于构 建包括沿着计算机路径的多个三维圆柱体的管道的计算机可执行指令。
24.根据权利要求17所述的数据处理系统，其中当不存在成功路径时所述数据处理 系统在计算步骤重复。
全文摘要
一种用于在CAD系统中自动创建管道和管的无冲突路径的系统、方法和计算机程序产品。一种方法包括在数据处理系统中接收限定CAD环境中的管道的至少开始点和目的地点的输入，以及管道的直径。该方法还包括确定开始点和目的地点之间的采样点。该方法还包括构建包括作为节点的采样点和开始点和目的地点以及连接所述节点的多个边的图形。该方法还包括计算通过开始点和目的地点之间的图形的路径。该方法还包括对于路径中的每个节点测试连接到节点的每个边，以确定在CAD环境中沿着测试对象模型和背景模型几何构型之间的边是否存在冲突，并且从图形移除具有冲突的任何边。如果沿着路径的任何边不存在冲突，则将路径指定为成功的路径并且通过数据处理系统将成功路径显示给用户。
文档编号G06F17/50GK102132277SQ200980133315
公开日2011年7月20日 申请日期2009年6月25日 优先权日2008年6月26日
发明者J·H·米勒 申请人:西门子产品生命周期管理软件公司