CN107545025B - 利用形态学标准查询数据库 - Google Patents

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Abstract

本发明特别涉及一种用于查询数据库的计算机实现的方法，所述数据库包括3D建模对象，每个3D建模对象表示机械部件，所述数据库还包括针对每个3D建模对象的相应的形态学标志，所述方法包括：提供(S1)包含形态学标准的查询；作为所述查询的结果，返回(S2)数据库的相应的3D建模对象，相应的3D建模对象是基于所述相应的3D建模对象具有的形态学标志与形态学标准相符的程度而被返回的。这种方法改进了在数据库中搜索机械部件的领域。

Description

利用形态学标准查询数据库
技术领域
本发明涉及计算机程序和***的领域，更具体地涉及用于查询包括了3D建模对象(每个3D建模对象表示机械部件)的数据库的方法、***和程序，还涉及这样的数据库。
背景技术
市场上提供了多种***和程序，用于对象的设计、工程和制造。CAD是计算机辅助设计(Computer-Aided Design)的缩写，例如，它涉及用于设计对象的软件解决方案。CAE是计算机辅助工程(Computer-Aided Engineering)的缩写，例如，它涉及用于模拟未来产品的物理行为的软件解决方案。CAM是计算机辅助制造(Computer-Aided Manufacturing)的缩写，例如，它涉及用于定义制造过程和操作的软件解决方案。在这样的计算机辅助设计***中，图形用户接口在技术的效率方面起着重要的作用。可以将这些技术嵌入到产品生命周期管理(PLM)***中。PLM是指一种商业策略，可以帮助公司在“扩展的企业”的概念上，共享产品数据，应用共同流程，并在产品开发中从产品概念到产品生命的结束都利用合作的知识。达索***提供的PLM解决方案(以商标CATIA，ENOVIA和DELMIA)提供了：组织产品工程知识的工程中心；管理制造工程知识的制造中心，以及企业中心，其可实现企业集成并且连接到工程中心和制造中心两者。该***总体上实现了一个将产品、流程、资源链接起来以使能动态的、基于知识的产品创建和决策支持的开放对象模型，其推动优化的产品定义、制造准备、生产和维修。
在此背景下，存在对数据库中的现有机械部件根据不同的标准来进行搜索的需要。
按照预定义的标准搜索数据库中的部件通常通过三个步骤执行。第一个步骤是计算所谓的“标志(signature)”或“描述符(descriptor)”且将其与数据库的每个实体关联。标志是一个紧凑的信息，其综合了该部件的典型方面。第二个步骤是让用户通过设置标志来指定请求。通常，此标志可以是所选部件之一，而目的可能是找到数据库的相似部件。此外，标志可以是被设计的部件之一，并且目的也是找到数据库的相似部件。第三个步骤是搜索步骤。查找数据库的部件(其标志对应于用户输入的标志)是由***来进行的。在此步骤中标志被大量地比较。
一个标志可能理想地被设计为需要少量的存储器，易于计算，并且可以非常快速地进行比较，而且会导致相关的结果，具有很高的回索率和高精度。
现有的用于形状描述的标志通常基于球面函数。以下是使用此框架的已知解决方案的列表：
–文档EP 2169567 A2；
–Rotation Invariant Spherical Harmonic Representation of 3D ShapeDescriptors。M.Kazhdan，T.Funkhouser和S.Rusinkiewicz，Eurographics Symposium onGeometry Processing(2003)；和
-Efficient 3D shape matching and retrieval using a concreteradicalized spherical projection representation，P.Papadakis，I.Prakikakis，S.Pantantonis，T.Theoharis，Pattern Recognition 40(2007)2437-22452。
这种基于径向基函数的形状描述符被设计为捕获实体的总体形状，包括拓扑和相对比例。已知它们在机械领域是有问题的。
因此，为了精确的实体比较，标志有时可能包括与实体的边界描述密切相关的几何信息。以下是采用此框架的已知解决方案：
文档WO 2015/085435 A1。
在这种基于几何的解决方案中，至少局部地，相似的实体具有相同的形状和相同的尺寸。这可能是限制性的，并且由于存储和比较相对较大量的信息(即相对精确的几何)的事实，在存储器消耗和计算时间方面也是过高的。
因此，尽管有现有的文献，仍然需要改进在数据库中搜索机械部件的领域。
发明内容
因此，提供了一种用于查询数据库的计算机实现的方法。该数据库包括3D建模对象，每个3D建模对象表示机械部件。数据库还包括针对每个3D建模对象的相应的形态学标志。该方法包括提供包括形态学标准的查询。该方法还包括，作为查询结果，返回数据库的相应的3D建模对象。相应的3D建模对象是基于相应的3D建模对象具有的形态学标志与所述形态学标准相符的程度而被返回的。
该方法可以包括以下的一个或多个：
形态学标志包括，对于所述相应的3D建模对象的对壁的集合中的每一个相应的对壁，表示在相应的对中的两个壁之间的相对取向的标签；
这些标签在对壁的集合中的壁上形成团图(clique graph)；
形态学标志的每一个标签代表至少基本上平面的壁之间的相对取向；
形态学标志的每一个标签代表薄壁之间的相对取向；
每个标签在标签的预定的有限集中被确定；和/或
每个壁与相应节点相关联，相应节点包括点和相应法向量，所述标签表示在与节点(p1，n1)相关联的壁和与节点(p2，n2)相关联的壁之间的相对取向，所述相对取向根据以下定义：从p2到由(p1，n1)定义的平面的距离的符号、从p1到由(p2，n2)定义的平面的距离的符号、法向量叉积的范数的符号、和/或法向量标量积的符号。
它还提供了一种包含3D建模对象的数据库。该数据库包括针对每个3D建模对象的相应的形态学标志。
在示例中，相应的形态学标志可以包括，对于相应的3D建模对象的对壁的集合中的相应的每一个，表示在相应的对中的两个壁之间的相对取向的标签。
还提供了一种构建这样的数据库的方法。
在示例中，该方法可以包括：提供建模对象；针对每一个3D建模对象，确定该3D建模对象的相应的形态学标志；以及存储每一个3D建模对象与其相应的形态学标志之间的关系。
还提供了一种计算机程序，其包括用于执行上述任何一种或几种方法的指令。
还提供了其上记录有所述计算机程序的数据存储介质。
还提供了一种包括耦合到存储器的处理器的***，所述存储器上记录有所述计算机程序。
附图说明
现在将通过非限制性示例并参照附图来描述本发明的实施例，其中：
-图1示出了该方法的示例的流程图。
-图2-3显示了具有相同形态的两个机械部件；
-图4示出了***的图形用户接口的示例；
-图5示出了***的示例；
-图6-18显示了数据库的示例的3D建模对象，以及由这样的3D建模对象表示的部件的图像；和
-图19-45说明了该方法的例子。
具体实施方式
参考图1的流程图，提出了一种用于查询数据库的计算机实现的方法，该数据库包括3D建模对象(的例如数据)。3D建模对象表示机械部件(即，数据库的每个3D建模对象表示机械部件——至少其外形)，例如术语“机械部件”也总体上指组件和/或其一部分。
对于每个3D建模对象，数据库还包括相应的形态学标志。换句话说，数据库存储每个3D建模对象与形态学标志函数的相应值(例如对于所有被考虑的3D建模对象，形态学标志函数可能是预定的和/或相同的函数)之间的关系(例如以指针和/或链接的形式)。形态学标志函数是定义在3D建模对象的域上的函数(因此可以将每个被考虑的3D建模对象作为输入)。对于给定的3D建模对象的形态学标志函数的值(即，所述给定的3D建模对象的形态学标志)构成关于3D建模对象的形态的综合信息。术语“综合(synthetic)”是指形态学标志构成比定义给定3D建模对象的初始数据更小的数据这一事实。形态学标志函数在不同形态间进行区分。换句话说，具有不同形态的两个3D建模对象也具有至少在统计学上不可匹配的形态学标志。然而，具有相同形态的两个不同的3D建模对象也具有至少在统计学上可以匹配(例如相同)的形态学标志。
该方法包括提供(S1)(例如，向数据库或在这样的数据库上运行的插件/脚本，例如在客户计算机***中，或向服务器计算机***——即数据库主机——例如客户端可能与服务器混淆，例如如果它们由相同的机器托管，则可能是这种情况)包括形态学标准的查询(作为对查询进行定义的数据的一部分，并且例如至少作为可能的进行查询的几个标准之一，例如可能包括其他标准的查询和可选地分配给不同标准的权重，正如在数据库搜索领域非常经典的)。该方法还包括将数据库的相应的3D建模对象作为查询结果(即，取决于查询和/或搜索数据的内容，返回的数据包括一个或多个这样的结果，或甚至没有结果/空的结果——这意味着不一定有几个结果被返回。复数形式被使用因为它是通用表达式)返回(S2)(例如，到客户端或在服务器处)的步骤。相应的3D建模对象是基于相应的3D建模对象具有的形态学标志与形态学标准相符的程度而被返回的(换句话说，在数据库中与考虑返回的3D建模对象相关联的形态学标志的与形态学标准相符合的程度)。表述“形态学标准”指的是仅基于它们各自的形态学标志来对数据库的3D建模对象进行过滤和/或排序的任何方式。
这种方法改进了对包括表示机械部件的3D建模对象的数据库的查询。
值得注意的是，该方法提供了一种基于形态在数据库中进行搜索的解决方案，这归功于其步骤S1和S2以及对形态学标志的定义。这在机械设计领域特别有用，其中行为者——特别是想要检索以前设计的部件以便重新使用它们的设计师——通常在机械部件的形态学(以及其他)方面考虑机械部件。归功于对形态学标志的定义，该方法确保在S2返回相对相关的结果。
相应的3D建模对象的形态学标志表示由相应的3D建模对象表示的机械部件的形态。机械部件的形态是表示机械部件的切片状部分(或构件)的相对取向(而不是其尺寸或比例)的信息。机械部件的切片状部分是具有基本上平面形状的大致形状的材料的一部分，例如，相对于其厚度相对较大和/或相对较薄，例如不管在那里的通孔和/或突起。因此，形态属性因此区分机械部件，而且还创建相似部件的群组(即具有相同的形态)，相似于字母表区分字母的过程，而且还允许辨识相同字母的多个实例，所述实例彼此的不同仅在于它们是由不同的人写的或使用不同的字体写的这一事实。形态可以是符号类型学(symbolictypology)之一，例如形状类型列表中的任何一种，例如包括X型，T型，H型，Y型，Z型，Π型，O型，U形和/或Ω形等的任何一种或组合。以此方式，用户仅通过输入符号或输入根据这样的符号成形(从而在符号方面考虑)的3D建模对象，就可以输入一个形态学标准。
现有技术中的技术不能识别典型的形态。现有技术中的技术事实上通常与尺寸性质密切相关，包括相对比例，或相反地，它们大体上与尺寸无关。例如，可以考虑图2的输入实体。并且假设数据库包括图3的实体。这两个部件的特征是Ω形。与图1的方法相反，现有技术的算法不能识别这种相似的Ω形形态。
该方法是计算机实现的。这意味着该方法的步骤(或基本上所有步骤)是由至少一台计算机或任何相似的***执行的。因此，该方法的步骤可由计算机执行，可能全自动地或半自动地执行。在示例中，该方法的至少一些步骤的触发可以是通过用户-计算机交互来执行的。所需的用户-计算机交互的程度可能取决于预见的自动化程度，并与实现用户愿望的需要保持平衡。在示例中，该程度可以是用户定义的和/或预定义的。
该方法的计算机实现的典型示例是使用适于该目的的***来执行该方法。该***可以包括耦合到存储器的处理器和图形用户接口(GUI)，该存储器上记录有包括用于执行该方法的指令的计算机程序。存储器还可以存储数据库，例如在该数据库上执行查询的数据库。存储器是适于这种存储的任何硬件，可能包括物理上不同的若干部件(例如一个用于该程序，并且可能地一个用于该数据库)。因此，该***可以是客户端-服务器***，或仅有客户端的***(数据库被存储在远程服务器上，因此在这种情况下从客户端的视角看待图1的方法)或者仅有服务器的***(查询起源于远程客户端***，在这种情况下，从服务器的视角看待图1的方法)。注意，图1的方法可以无差别地视为从客户端的视角和/或从服务器的视角来实现，因为两者都进行通信以执行该方法。“返回(S2)”事实上可以是主动的(数据库)或被动的(客户端请求查询)。
“数据库”是指为了搜索和检索而组织的任何数据集合(即信息)(例如，关系数据库，例如基于预定的结构化语言，例如SQL)。当存储在存储器上时，数据库允许由计算机进行快速搜索和检索。数据库事实上被构造成有助于结合各种数据处理操作进行对数据的存储、检索、修改和删除。数据库可以由一个文件或文件集合组成，所述文件或文件集合可以被拆解成记录，每个记录由一个或多个字段组成。字段是数据存储的基本单位。用户可以主要通过查询来检索数据。使用关键字和排序命令，用户可以根据正在使用的数据库管理***的规则，快速搜索，重新排列，分组和选择许多记录中的字段来检索或创建关于特定数据聚类的报告。
在该方法的情况下，数据库包括表示机械部件的3D建模对象。数据库的每个相应的3D建模对象还与所述相应的对象的形态学标志的值相关联(例如，取决于使用的数据库技术，在行(row)或任何其他类型的关系中)，形态学标志的值为如前所定义(并且它可以被定义为数据库的一个字段的值或覆盖几个字段，这是与数据库优化相关的实现细节，此处不再进一步讨论)。这样的数据库可以用新的3D建模对象来构建和/或增量，以便例如在图1的查询方法中使用(如果数据库被正确配置)。这仅需要能够为每个3D建模对象确定3D建模对象的相应的形态学标志。因此，可以以任何方式构建数据库，并且可以将其存储在如上所述的***的存储器上，或者在可以适用于其的任何其他介质上。这样的数据库允许根据图1的方法检索3D建模对象，并且因此，它是可以例如加速CAD设计的工具(通过帮助设计者检索相关结果并重新使用它们，而不是从头开始重新设计所有内容，例如，如果***被提供有这样的重用功能)。
该方法通常操纵建模对象。建模对象是由存储在例如数据库中的数据定义的任何对象。引申开来，表述“建模对象”指定数据本身。根据***的类型，可以通过不同种类的数据来定义建模对象。该***事实上可以是CAD***、CAE***、CAM***、PDM***和/或PLM***的任何组合。在这些不同的***中，建模对象由对应的数据定义。因此，可以说CAD对象，PLM对象，PDM对象，CAE对象，CAM对象，CAD数据，PLM数据，PDM数据，CAM数据，CAE数据。然而，这些***不是彼此排他性的，因为建模对象可以由对应于这些***的任何组合的数据来定义。因此，***当然可以既是CAD***又是PLM***，从下面提供的对这样的***的定义中将会显而易见。
CAD***还意味着至少适合于基于建模对象的图形表示来设计建模对象的任何***，诸如CATIA。在这种情况下，定义建模对象的数据包括允许建模对象的表示的数据。CAD***可以例如使用边或线提供CAD建模对象的表示，在某些情况下使用面或表面。线、边或表面可以以各种方式表示，例如，非均匀有理B样条(NURBS)。具体来说，CAD文件包含可以从中生成几何图形的规范，这进而允许生成表示。建模对象的规范可以存储在单个CAD文件或多个文件中。在CAD***中表示建模对象的文件的典型大小对于每个部件在1兆字节的范围内。而建模对象通常可以是数千个部件的组合。
在CAD的上下文中，建模对象通常可以是3D建模对象，例如，代表产品，例如一个部件或部件的组件，或可能地是产品的组件。“3D建模对象”是指由允许其3D表示的数据来建模的任何对象。3D表示允许从所有角度观看部件。例如，当被3D表示时，3D建模对象可以被处理并绕其任意轴线转动，或围绕显示该表示的屏幕中的任何轴线转动。这显然不包括未被3D建模的2D图标。3D表示的显示便于设计(即，提高设计人员在统计学意义上完成其任务的速度)。这加快了业内的制造过程，因为产品的设计是制造过程的一部分。
该方法考虑的任何3D建模对象可以表示在利用例如CAD软件解决方案或CAD***进行其虚拟设计完成之后在现实世界中制造的产品的几何形状，例如(例如机械)部件或部件的组件。CAD软件解决方案可以在各种不同的且不限于此的工业领域设计产品，包括：航空航天，建筑，建造，消费品，高科技设备，工业设备，运输，海事和/或海上油/气生产或运输。因此，该方法考虑的3D建模对象可以表示可以是任何机械部件的工业产品，例如陆地车辆的一部分(包括例如汽车和轻卡车设备，赛车，摩托车，卡车和马达设备，卡车和公共汽车，火车)，航空器的一部分(包括机身设备，航空航天设备，推进设备，防务产品，航空设备，空间设备)，海军运载工具的一部分(包括海军设备，商业船舶，海上设备，游艇和工作船，船舶设备)，通用机械部件(包括工业制造机械，重型移动机械或设备，安装的设备，工业设备产品，金属制品，轮胎制品)，机电或电子部件(包括例如消费电子，安全和/或控制和/或仪器产品，计算和通信设备，半导体，医疗装置和设备)，消费品(包括例如，家具，家居和园艺产品，休闲用品，时尚产品，耐用物品零售商产品，非耐用商品零售商产品)和/或包装(包括食品和饮料和烟草，美容和个人护理，家用产品包装)。形态学标准是执行数据库查询特别有用的标准的其他示例在下文中提供。
PLM***意味着适用于管理代表物理制造产品(或待制造的产品)的建模对象的任何***。在PLM***中，建模对象由适合于制造物理对象的数据来定义。这些通常可以是尺寸值和/或公差值。为了正确地制造对象，事实上有这样的值更好。
CAM解决方案还意味着适用于管理产品的制造数据的任何解决方案，无论硬件的或软件的。制造数据通常包括与要制造的产品，制造过程和所需资源相关的数据。CAM解决方案用于规划和优化产品的整个制造过程。例如，它可以向CAM用户提供关于可行性、制造过程的持续时间或在制造过程的特定步骤中会使用到的资源数量(例如特定机器人)的信息；从而允许就管理或所需投入做出决策。CAM是CAD过程和可能的CAE过程之后的后续过程。此类CAM解决方案由达索***以商标提供。
CAE解决方案还意味着适用于分析建模对象的物理行为的任何解决方案，无论硬件的或软件的。一种众所周知的广泛使用的CAE技术是有限元法(FEM)，它通常涉及将模型对象划分为可以通过方程式计算和模拟物理行为的元素。这种CAE解决方案由达索***以商标提供。另一种不断增长的CAE技术包括对由来自不同物理领域的多个组件构成的复杂***进行建模和分析，而不需要CAD几何数据。CAE解决方案允许对要制造的产品进行仿真和优化，改进和验证。这样的CAE解决方案由达索***以商标/>提供。
PDM代表产品数据管理。PDM解决方案是指适用于管理与特定产品相关的所有类型的数据的任何解决方案，无论硬件的或软件的。产品生命周期所涉及的所有行为者都可以使用PDM解决方案：主要是工程师，还可以包括项目经理，财务人员，销售人员和买方。PDM解决方案通常基于面向产品的数据库。它允许行为者在其产品上共享一致的数据，从而防止行为者使用不同的数据。此类PDM解决方案由达索***以商标提供。
图4示出了用于执行该方法的(客户端)***的GUI的示例，其中该***是CAD***。
GUI 2100可以是典型的类似CAD的接口，具有标准菜单栏2110、2120以及底部和侧面工具栏2140、2150。这样的菜单和工具栏包含一组用户可选择的图标，每个图标与一个或多个操作或功能相关联，如本领域已知的，例如一种这样的操作/功能用于启动图1的方法(例如，基于输入的建模对象2000，或例如导致显示所得到的建模对象2000，例如在其他结果中选择之后)。这些图标中的一些与软件工具相关联，适用于对在GUI 2100中显示的3D建模对象2000进行的编辑和/或工作。软件工具可以分组成工作台。每个工作台都包含软件工具的一个子集。特别地，其中一个工作台是适合于编辑建模产品2000的几何特征的编辑工作台。在操作中，设计者可以例如预先选择对象2000的一部分，然后启动操作(例如，改变尺寸、颜色等)或通过选择适当的图标来编辑几何约束。例如，典型的CAD操作是显示在屏幕上的3D建模对象的冲压或折叠的建模。GUI可以是例如与显示的产品2000相关的显示数据2500。在如图4所示的示例中，显示为“特征树”的数据2500及其3D表示2000涉及包括制动卡钳和制动盘的制动组件。GUI可以进一步示出各种类型的图形工具2130、2070、2080，例如用于促进对象的3D取向，用于触发对编辑的产品的操作的模拟或呈现所显示的产品2000的各种属性。光标2060可以由触觉设备控制，以允许用户与图形工具交互。
图5示出了***的示例，其中***是客户计算机***，例如，用户的工作站。
该示例的客户计算机包括连接到内部通信总线BUS 1000的中央处理单元(CPU)1010，也连接到BUS的随机存取存储器(RAM)1070。客户端计算机还具有与连接到总线的视频随机存取存储器1100相关联的图形处理单元(GPU)1110。视频RAM 1100在本领域中也被称为帧缓冲器。大容量存储设备控制器1020管理对大容量存储设备(诸如硬盘驱动器1030)的访问。适于有形地体现计算机程序指令和数据的大容量存储器件包括所有形式的非易失性存储器，包括例如：半导体存储器件，例如EPROM，EEPROM和闪存设备；磁盘，如内部硬盘和可移动磁盘；磁光盘；和CD-ROM盘1040。任何前述内容可以由专门设计的ASIC(专用集成电路)补充或并入其中。网络适配器1050管理对网络1060的访问。客户端计算机还可以包括诸如光标控制设备、键盘等之类的触觉设备1090。在客户端计算机中使用光标控制设备，以允许用户选择性地将光标定位在显示器1080上的任何所需位置。此外，光标控制设备允许用户选择各种命令，并输入控制信号。光标控制设备包括用于向***输入控制信号的多个信号发生设备。通常，光标控制设备可以是鼠标，鼠标的按钮用于产生信号。可替代地或另外地，客户端计算机***可以包括敏感垫和/或敏感屏幕。
计算机程序可以包括可由计算机执行的指令，该指令包括用于使上述***执行该方法的模块。该程序可以记录在任何数据存储介质上，包括***的存储器。该程序可以例如在数字电子电路中，或在计算机硬件、固件、软件或它们的组合中实现。该程序可以被实现为装置，例如有形地体现在机器可读存储设备中用于由可编程处理器执行的产品。方法步骤可由可编程处理器执行指令程序来实施，以通过对输入数据进行操作并产生输出来执行该方法的功能。因此，处理器可以是可编程的且耦合以从数据存储***、至少一个输入设备和至少一个输出设备接收数据和指令，并向它们发送数据和指令。如果需要，应用程序可以以高级过程语言或面向对象的编程语言或汇编或机器语言来实现。在任何情况下，语言可能是编译语言或解释语言。该程序可能是完整的安装程序或更新程序。程序在***上的应用在任何情况下都会导致执行该方法的指令。
该方法可以是设计3D建模对象的过程的一部分，或者可以遵循这样的过程。“设计3D建模对象”指定任何动作或一系列动作，至少是制作3D建模对象的过程的一部分。因此，该方法可以包括(由用户)从头开始创建第一3D建模对象，例如，通过类似于草图的过程。然后，该方法可以包括根据图1运行(在用户命令时，例如，基于形态学标准的用户输入，或者作为(自动的)背景过程(例如基于所设计的对象的形态学标志的))查询。或者，形态学标准由用户直接提供为值。然后，该方法可以包括可选地将结果显示给用户并且(由用户)选择优选结果(如果存在至少一个结果)。最后，用户可以通过修改查询的结果(例如已经选择的结果)来继续设计，或者通过将查询的结果添加到当前设计来继续设计。因此，这可以帮助设计师不会不必要地重新设计先前设计过的模型，而是重新使用这样的先前设计。但是可以考虑到根据图1执行查询的任何其他原因。例如，可以使用该方法来找到和例如从数据库中删除重复(或几乎重复，即非常相似的)3D建模对象(例如，为了通过消除冗余来减小数据库的大小)，或者按相同的形态学类别或基于形态相似性来对部件进行分组。
该方法可以包括在制造过程中，制造过程可以在执行该方法之后包括生成与所建模的对象相对应的物理产品。在任何情况下，由该方法设计的建模对象可以表示制造对象。因此，建模对象可以是建模的实体(即，表示实体的建模对象)。制造对象可以是产品，例如部件或部件的组件。由于该方法改进了建模对象的设计，该方法也改进了产品的制造，从而提高了制造过程的生产率。
数据库可以包括表示紧固件的3D建模对象或可以由表示紧固件的3D建模对象构成，和/或搜索的3D建模对象(例如，以形态学标准输入的3D建模对象)可以表示紧固件。紧固件是将两个或更多个对象机械地连接或固定在一起的硬件设备。查询这些部件和/或这样的部件的数据库可以特别有效率地使用图1的方法，由于机械设计者认为这些部件在形态方面特别好。紧固件的形状适合定位约束以及限制其形态的加强约束。与主要组装部件相反，紧固件可以更经常地从一种设计到另一种设计重新使用。这使得图1的方法在这种具体上下文中特别有用。数据库的紧固件可以包括夹子、夹板、桁条、U形夹和/或其它固定设备或组件部件中的任何一个或其组合。图6-18示出了表示这些部件的3D建模对象和这些部件的图片。
数据库的3D建模对象可以包括所表示的机械部件的边界表示(B-Rep)或由所表示的机械部件的边界表示(B-Rep)组成。B-Rep的概念在本领域中是广为人知的。通过图1的方法考虑的B-Reps可以如通过引用并入本文并且彼此对应的两个以下文献中所定义：EP2750107 A1和US 2014188439 A1。
现在更详细地讨论图1的方法。
该方法用于查询包含表示机械部件的3D建模对象的数据库。查询数据库意味着根据数据库工程中此类表达的经典含义来在数据库上运行查询，也就是，将来自数据库的信息作为查询结果从数据库中提取出来(可能为空)。在该方法的情况下，返回数据库的3D建模对象(即，其任何表征数据)，可能用于用户选择和/或用户触发要下载的附加数据。这在数据库工程领域本身就是众所周知的，特别是在其关于3D搜索的应用中。
众所周知，查询可以根据任何类型的一个标准或任何类型的多个标准来执行。然后基于数据库中的数据片段与一个标准/多个标准相符的程度，提供结果(一个，几个或空)，这是非常经典的。在该方法的情况下，查询至少包括所谓的形态学标准(可能仅仅是所述形态学标准)，换句话说，与形态有关的标准，例如与形态学标志的一个或多个值有关的任何搜索标准，例如输入的搜索的3D建模对象(其标志通过该方法被计算)。根据定义，这意味着，对可能的结果(在这一点上，数据库的数据片段)与此标准相匹配的程度进行评估，以评价一个信息片段是否被认为是结果(处理若干标准(例如查询中的权重)的问题，则被放在一边，因为这是一个可通过经典方式来解决的实现细节)。如何确切地评估该程度，是关于实现的问题。该程度可以是二元的(3D建模对象的形态学标志值是否与形态学标准相符)，或者它可以是渐进的(严格地多于两个相符程度，可能是从最小(例如零)值到最大值(例如1)的连续统，例如当标准是结果具有与输入值相等的形态时，对应于例如两个相等的形态值)。而且，基于针对相应的3D建模对象而评估的程度，就相应的3D建模对象是否是要被返回的结果做出决定有多么精确也是关于实现的问题。
在示例中，该方法可以仅返回预定数量的最相关的结果(例如，3D建模对象“比”其他对象更“符合”形态学标准)，或者仅返回一个(例如“最相符”的一个)。在一个示例中，与形态学标准相符的程度是二元值，并且在该示例中，该方法可以返回所有“符合”的3D建模对象，这意味着至少一次将所有结果都显示给用户，例如可能需要用户的滚屏(scrolling)动作)。在示例中，该标准可以“掌握(grasp)”任何“非布尔”标准，例如“十佳结果”。
在一个示例中，形态学标准是形态学标志的一个或多个值。每个这样的值可以以具有这样的值的相应输入3D建模对象的形式提供，例如，在运行查询之前，例如，在启动查询的时候即时地，或先前作为后台进程，来计算相应的输入3D建模对象的形态学标志。在这种情况下，例如，当且仅当其具有与一个或多个值中的一个值相等(例如完全或基本上相等)的形态学标志时，3D建模对象可以(通过该方法被认为)与形态学标准相符。
形态学标志可以包括以下或由以下组成：对于相应的3D建模对象的对壁的集合中的每一个相应的对壁，表示在相应的对中的两个壁之间的相对取向的信息。换句话说，如果提供了相应的3D建模对象的所有壁，则提供给定的对壁的集合(稍后将提供确定此类集合的示例方式)。此外，对于给定集合中的每对壁，提供了涉及两个壁之间的相对取向的信息。该信息通常可以是任何类型的单壁对单壁相对取向信息。信息可以包括表示在相应的对中的两个壁之间的相对取向的标签，或由其组成。这有助于有效率地掌握由3D建模对象表示的机械部件的形态。
形态学标志可以例如包括图形或由图形组成，其中节点各自表示两个节点之间的相应的壁和弧，每个节点与表示在两个壁(与界定了该弧的两个节点相符合)之间的相对取向的标签相关联。然后，特征的比较可以相当于图形比较，这是比较快的。图形比较可以是任何类型的比较，并且在示例中相当于确定两个图形是否同构(稍后提供这种确定的一个例子)。取决于标签所传达的信息是否要求两个壁之间的方向，弧可以是有向的或无向的。因此，形态学标志可以包括该“图+与弧相关联的标签”数据结构或“带标签的弧-图形”，或由其组成。可以丢弃涉及壁的个体尺寸和/或个体比例的信息。换句话说，在一个示例中，形态学标志不包括涉及壁的个体尺寸和/或个体比例的任何信息，但是形态学标志仅包括单壁对单壁的相对取向信息。
在一个示例中，标签在对壁的集合中的壁上形成一个团图(clique graph)。这意味着根据定义，对于给定的对壁的集合中的所有壁，每对壁具有唯一的对应的弧(即，这里不考虑弧的任何可能的方向)。换句话说，提供给定的壁集合，则这样的给定的集合中的所有对与标签相关联。再换句话说，对于给定的壁集合，例如3D建模对象的所有壁，例如，提供过滤标准，形态学标志包括针对所有可能的对壁的、单壁对单壁的相对取向的信息。这使得形态学标志特别有效率：对于给定的有代表性的壁集合，形态学标志包括关于单壁对单壁相对取向的综合信息。这尤其有助于减少误报。
该方法允许以下框架。机械部件通过实体(solid)建模，并且设计标志(signature)以捕获形态。用于计算形态学标志的方法可以包括两个步骤。首先，可以识别该部件的有代表性的壁。并通过点-向量偶对来编码。其次，可以计算图形以便捕获例如点-向量偶对的相对取向。从形态学的视角来看，搜索相似的部件可以是：在数据库中找到具备与输入部件相同的图形标志的部件。该方法可以使用带标签图形和带标签图形匹配。该方法的图形可以仅使用弧标签，而不是带标签图形(在带标签图形中，不仅是圆弧，而且节点都具有标签)。这使标志更加紧凑。此外，该方法中定义的图形形态学可以忽略弧取向。与通过图形的结构来捕获相关的拓扑方面的解决方案(即，如何通过弧连接节点)相反，图1的方法的图形可以是团图(连接所有节点偶对的弧)，并且相关信息由与弧相关联的标签捕获。这加快了比较。
3D建模对象的壁表示3D建模对象的彼此相对的任何一对表面部分，表示基本上规则的切片状材料部分(所述材料形成由3D建模对象表示的机械部件)。因此，构成壁的这种表面部分因此是3D建模对象的外表面的基本上规则的部分，例如，可能具备通孔和/或相对较小的不规则性。这样的表面部分可以在下文中被称为术语“面”，例如，对应于B-Rep面的子数据或其缩减(reduction)。面的缩减是面的一部分，例如，通过缩减过程(诸如稍后描述的示例的更新过程)获得。一对“彼此相对”的面可能意味着两个面中的至少一个大于或等于75％的百分比可以在另一面上正交地投影。该百分比可以是100％。这种对中的面可以是平行的或基本上平行的。例如，该对面中的一个具有大于或等于75％的百分比，其完全或基本上(例如，具有低于阈值的误差角，例如小于5度)平行于另一个的至少相应部分的面。该百分比可以是100％。
“标签”这里意味着在可数集合中的任何值。因此，对于给定的3D建模对象，形态学标志可以涉及：针对某一集合，考虑该集合的元素是成对的壁(即，成对的面)。然后，形态学标志包括对于在这样的集合中的每个对的、与该对相关联的标签。标签代表两壁之间的相对取向。换句话说，标签提供了关于两个壁中的一个壁相对于另一个壁如何取向的信息。“相对取向”一词表示关于两个壁中的一个壁相对于另一个壁如何取向的任何信息。因此形态学标志的标签可以在预定的集合内确定。预定集合可以是代表属于“相对取向”分类的任何集合，并且可以以任何方式执行确定。将在后面讨论特别有效的示例。因此，这种具体的形态学标志可以掌握壁对壁的相对取向信息，从而正确地传达与机械设计观点相关的形态学信息。
现在讨论可以组合在一起并且在结果的相关性和/或快速度等方面提高方法的效率以确定和/或比较形态学标志的方法的不同示例。这些示例实现了效率的这种提高，特别是归功于在考虑其形态时从3D建模对象中丢弃非相关信息。
在一个示例中，形态学标志的每个标签代表至少基本上平面的壁之间的相对取向。换句话说，形成形态学标志的相关信息的每个标签涉及至少基本上是平面的一对壁。再换句话说，形态学标志不包括关于在包括不是至少基本上平面的壁的一对壁之间的相对取向的信息。“基本上平面”是指，对于形成壁的两个面中的每一个，面的至少75％是平面的(即包括在平面中)。在一个示例中，形态学标志的每个标签代表平面壁之间的相对取向。在这样的例子中，在形态学标志中仅考虑完全平面的壁(这也意味着仅仅是完全平面的面)。
在一个示例中，形态学标志的每个标签代表薄壁之间的相对取向。换句话说，涉及形态学标志的所有壁都是薄壁。再换句话说，形态学标志不包括关于在包括不是薄壁的壁的一对壁之间的相对取向的信息。“薄壁”是厚度为建模对象的平均厚度的数量级的壁，例如低于或等于低于或等于建模对象平均厚度的十倍的倍数(例如四倍)。平均厚度可以在以下通过引用并入本文的参考文献中定义：于2015年5月28日提交的欧洲专利申请号15305809.4。薄壁可以通过将壁的厚度(即，壁的两个面之间的平均距离或位移，其可以对应于根据EP15305809.4的壁包络定义的平均厚度，例如由任何数据或代理表示的)与建模对象所表示的实体的平均厚度的代表性数据或代理进行比较来识别。该代表或代理可以根据在2015年5月28日提交的欧洲专利申请15305809.4中描述的任何方法来确定，或等于由所述文件中描述的任何方法确定的值。
在一个示例中，形态学标志的每个标签代表相对较大的壁之间的相对取向。换句话说，形态学标志所涉及的所有壁都相对较大，这意味着它们的表面超出预定阈值，例如，取决于3D建模对象的整个外表面的面积。阈值可以是3D建模对象的整个外表面的10％以下的百分比，例如低于5％，甚至低于3％，和/或高于0.1％，甚至高于0.5％，例如1％。
在一个示例中，每个标签在标签的预定的有限集中确定。换句话说，只为标签提供了可能值的有限集。因此，预先确定了壁-壁相对取向的值的预定的且有限的集合，并将形态学标志的每个标签确定为这些值之一。在这样一个例子中，形态学标志是基于标签的有限集的操纵，使得计算非常快并且存储小(就所需的存储器而言)。这也是一个快速和简单的比较程序，这使得该方法在数据访问至关重要的大规模计算的上下文中非常有效。这种示例中的方法提供了鲁棒、简单和快速的计算形态学标志的方法。因此，标志计算以及搜索更快，并且可以为任何形状的实体计算标志。此外，标志易于实现，软件易于维护。
现在讨论包括图1的方法的总体处理的示例并且示出在图19中。
该过程涉及相似部件识别。数据库中的每个部件都配有一个标志。这些标志在离线过程期间被计算和存储。由用户提供的输入部件的标志被计算，并与数据库中的标志进行比较。这是在线上(或在线)过程中的“搜索”步骤期间执行的。选择具备与输入部件相同的标志的部件，并且作为相似部件提供给用户。
该方法因此定义了能够捕获形态信息的标志，通常为：X形，T形，H形，Y形，Z形，Π形，O形，U形，Ω-形等。这个列表并不是穷举的。事实上，如果输入部件的特征是例如H形，则该方法自然地将数据中的H形部分报告出来，而不参考预定义的形状字典。
现在讨论该方法的不同实现方式。在这些实现中，对于相应的3D建模对象的对壁的集合中的相应的每一个，形态学标志包括表示在相应的对中的两个壁之间的相对取向的标签。此外，标签在对壁的集合中的壁上形成一个团图。此外，形态学标志的每个标签代表至少基本上平面的壁之间的相对取向(例如，稍后示出的完全平面的实例)。此外，形态学标志的每个标签代表薄壁之间的相对取向。此外，每个标签在标签的预定的有限集中确定。此外，每个壁都与相应的节点相关联，该节点包括点和相应的法向量(换句话说，与壁相关联的图形的节点也与由代表壁的点和法向量构成的偶对相关联，例如点是3D位置和/或表示壁的重心，和/或例如法向量是3D向量和/或表示与壁成法向的方向，例如在该点处)。涉及与点和相应的法向量相关联的几何参数用于确定值标签。
首先讨论标志计算的一个示例，由图20说明。
示例的标志是带标签的图形。可以根据以下步骤计算标志。在输入部件上识别薄壁。然后，通过点-向量偶对(pi，ni)抽象出这些壁的几何形状。这些点-向量偶对是图形的节点。连接两个节点的弧由旨在捕获点-向量节点的相对取向的符号加标签。后处理使图形更适合于比较过程。
现在讨论薄壁识别的一个示例。
薄壁识别可以是识别平行面的特征偶对。该算法只能处理实体的代表性平面。可以丢弃非平面的面。面积小于实体面积的1％的平面可能也被丢弃。图21示出了典型的Ω形部件。图22示出了由于相对面积太小而丢弃的平面。对于每个代表性平面Fi计算并存储三元组(gi，vi，ai)，其中gi是其重心，vi是其外法向量，而ai是其面积。实体的代表性厚度t可以通过使用由先前引用的2015年5月28日提交的欧洲专利申请EP15305809.4定义的厚度标志σ来计算。厚度标志可以通过安全系数来扩展，以得到代表性的厚度，使得t＝2σ。这些数据被集中用于该示例的壁识别。
在该示例的第一步中，通过检查以下标准来识别面的代表性偶对(i，k)。
首先，偶对的面必须与相反的外法向量平行：
图23示出了根据该标准的非代表性的面偶对。
第二，由两个平行面限定的部分的厚度必须包括代表性的材料量：
0＜<gi-gk，vi>≤t
或者等效地，
0＜<gk-gi，vk>≤t
图24示出了根据该标准的非代表性的面偶对。
第三，与面尺寸相比，平行面的相对位移s＝||(gi-gk)×vk||不应太大
图25示出了根据该标准的非代表性的面偶对。
在确定3D建模对象的形态学标志的示例的这一点上，定义了面偶对(couple offace)，并且一些面可以被几个偶对共享。图26示出图21-25的示例性部件的面偶对。
这个例子中的目的是通过分析这些面偶对来识别薄壁。由几个偶对共享的面被更新，以便适当地贡献于几个薄壁。薄壁由偶对(p，n)定义，其中p是点，n是法向化的向量。
以下伪代码说明了一个实现：
更新序列在T形配置中是有效的，如图27通过(i，k)偶对所示的。在该示例中，更新序列(先前算法中的步骤06至10)改变了面k的数值数据。图28说明了初始情况。图29说明了在识别涉及面i和面k的一部分的薄壁(p，n)之后的情况。面k的面积变小，其重心相应地移动。
继续该示例，当与面j相关联时，更新序列(先前算法中的步骤06至10)再次改变(更新的)面k的数值数据。图30示出了在涉及面j和面k的一部分的薄壁(p′，n′)被识别之后的情况。面k的面积较小，其重心相应地移动。缩减的面k被丢弃，因为它不与任何其他面相关联。
总之，该示例的薄壁识别产生了分别表示输入部件的薄壁的N个点向量偶对的列表。向量取向是任意的，但可以稍后重新加工(如稍后提供的示例所示)。
图31示出了示例性的部件的N＝5个点-向量偶对。
现在讨论图形定义的一个示例。
图形的每个节点都是一个点-向量偶对。节点的编号从1到N。考虑将每个节点与所有其他节点连接的弧。这是所谓的“团”图，它特征是个弧。通常，弧从低节点号到较大的节点号取向，如图32所示，N＝5。为了方便起见，这样的图形可以通过使用表而不是绘图来等价地表示。在图33的表中，N＝5，符号X标识无用单元格。每个空单元格专用于收集有关从单元格的行号到单元格列号取向的弧的信息。
现在讨论特别有效的弧标签的示例。
在这些示例中，如上所述，每个壁与包括点和相应法向量的相应节点相关联。然后，根据在与点p1和p2以及法向量n1和n2中的至少一个几何特征的列表(的值)来定义：表示与节点(p1，n1)相关联的壁和与节点(p2，n2)相关联的壁之间的相对取向的标签(的值)。几何特征的列表可以包括以下几何特征中的任何一个或组合，或由以下几何特征中的任何一个或组合组成：
从p2到由(p1，n1)定义的平面的距离的符号，
从p1到由(p2，n2)定义的平面的距离的符号，
法向量的叉积的范数的符号，和/或
法向量标量积的符号。
换句话说，为了在确定3D建模对象的形态学标志时定义弧的标签，该方法可以相当于计算相对于由弧连接的壁的这些几何形状中的任何一个或组合的值，并且(例如根据弧的取向或假设弧的重新取向)基于这些值来确定标签(例如，从预定的且有限的列表)。
现在提供了特别有效的这些例子的具体实现。弧标签可以在以下定义的标签的预定的有限集中确定。
加标签的目的是将两个点-向量偶对的相对取向编码成三个符号的序列。该编码旨在捕获相关的几何配置并促进自动图形比较。在下面，“符号”可以是“-”，“0”或“+”。符号<x，y>是向量x和y的标量积。
给定两个点向量偶对(p1，n1)和(p2，n2)，根据以下量定义从节点(p1，n1)到节点(p2，n2)的有向弧的标签。从p2到由(p1，n1)定义的平面的距离的符号，即d12＝Sgn<p2-p1，n1>，从p1到由(p2，n2)定义的平面的距离的符号，即d21＝Sgn<p1-p2，n2>，向量叉积的范数的符号c＝Sgn||n1×n2||和向量标量积的符号s＝Sgn<n1，n2>。通常，当绝对值|(p-q，n>|小于厚度t时，Sgn<p-q，n>被设置为0。这些量的组合如下。
如果c＝+，则意味着向量n1，n2不共线，则考虑所有九个偶对(d12，d21)∈{-，0，+}2。它们是符号化的d12Ad21，并且它们是{-A-，-A0，-A+，0A-，0A0，0A+，+A-，+A0，+A+}。图34说明了所有情况。如果c＝0和s＝+，则意味着n1＝n2，则考虑所有三个可能的偶对(d12，d21)。它们是符号化的d12Sd21，它们是{0S0，-S+，+S-}。符号S表示“相同向量”。由于几何原因，不可能是-S-，+S+，0S+，+S0，-S0和0S-。图35说明了所有情况。如果c＝0且s＝-，则意味着n1＝-n2，则考虑所有三个可能的偶对(d12，d21)。它们是符号化的d12Rd21，它们是{0R0，-R-，+R+}。符号R表示“逆向量”。由于几何原因，-R+，+R-，0R+，+R0，-R0和0R-是不可能的。图36说明了所有情况。以通常的方式表示，从节点(pi，ni)到节点(pj，nj)的弧的标签是dijXdji，其中，i＜j，其中dkl＝Sgn<pl-pk，nk>且X∈{A，S，R}。
图5中示出了示例性实体的五个点-向量偶对。该配置基于任意向量取向。相关联的加标签的图形如图38的表所示。
现在讨论后处理(例如可能离线发生)。该后处理相当于编辑弧取向(并且因此编辑标签)，使得符合预定标准。后处理可以包括对向量和/或弧求逆，并且相应地改变标签。通过这种方式，取向在全局上符合相同的约定，并且形态学标志可以直接比较。
现在讨论向量反转和/或弧反转时标签如何变化。
由于几何相干性，上述示例中的标签并非与弧取向无关。的确，改变弧的取向需要从右向左读取标签的符号。所谓的“转置”操作，记为Tr：L→L，是在弧取向反转时更新标签。形式上，Tr(xXy)＝yXx，对于所有X∈{A，R，S}和所有x，y∈{-，0，+}。
切换节点的向量取向会更改其入射弧的标签。它切换附加到输出弧的标签的最左边的符号。它切换附加到输入弧的标签的最右边的符号。它也将符号O更改为符号R，反之亦然。
图39示出了由于向量反转引起的所有标签变化。图40示出了由于弧反转引起的所有标签变化。
现在讨论图形后处理的一个例子。
显然，一个给定的几何形状生成一个图形，其标签取决于向量的取向。为了使此标签具有独特性，惯例是调整向量的取向以使得“-”符号的数量尽可能少。这可以通过将ni迭代地更改为-ni并检查“-”符号的数量正在减少来完成。当减少不可能时，迭代停止。
对于所有的i∈{1，…，N}，令MR(i)是第i列中右“-”符号的数目；令PR(i)是第i列中右“+”符号的数目；令ML(i)为第i行中的左“-”符号的数目；令PL(i)为第i行的左“-”符号的数目。
在弧和节点方面，MR(i)是来自节点i的输出弧的右“-”符号的数目；PR(i)是来自节点i的输出弧的右“+”符号的数目；ML(i)是到节点i的输入弧的左“-”符号的数目；PL(i)是到节点i的输入弧的左“-”符号的数目。
整数函数b(i)是平衡函数，由下式定义
b(i)：＝MR(i)+ML(i)-PR(i)-PL(i)
如果向量ni被反转，则将改为“+”符号的“-”符号的数目减去改变为“-”符号的“+”符号的数目。当对于所有向量ni而言平衡b(i)为负时，算法结束。
该算法可以如下。
While exists i∈{1，…，N}such that b(i)＞0do begin
Reverse vector niand update line i and column i.
End while
例如，根据示例性的表，b(1)＝0+0-0-4＝-4，b(2)＝0+1-1-2＝-2，b(3)＝2+1-0-1＝2，b(4)＝3+0-0-0＝3，b(5)＝3+0-0-0＝3。
图41示出了所得到的表征最小数量的“-”符号的示例性的表。图42示出了相应的示例性几何形状。请注意，n3，n4和n5被反转。
现在讨论图形比较的例子，即形态学标志比较。
现在进一步讨论了公知的早先提到的带标签的有向图的概念。
图形比较需要特殊的数学公式表达。带标签的有向图是6元组G＝(XG，UG，αG，ωG，tG，L)，其中XG＝{(pi，ni)，i＝1，…，N}是节点的集合，是弧的集合，
L＝{-A-，-A0，-A+，0A-，0A0，0A+，+A-，+A0，+A+，0S0，-S+，+S-，0R0，-R-，+R+}
是弧标签的集合，αG：UG→XG定义弧的起始节点，ωG：UG→XG定义弧的最终节点，tG：UG→E将标签与每个弧相关联。
给定输入部件，计算其图形标志，搜索过程是在数据库中查找相似的图形标志。因此，过程的核心是将输入部件的图形标志与数据库的图形标志进行比较。输入部件的图形标志记为G＝(XG，UG，αG，ωG，tG，L)。数据库部件的图形标志记为H＝(XH，UH，αH，ωH，tH，L)。请注意，两个图形的标签集合L是相同的。
现在讨论众所周知的图形同构的概念。
根据定义，图形G和H之间的同构是一对一的映射的偶对f：XG→XH和g：g：UG→UH。映射f将图形G的每个节点与图形H的节点相关联。映射g将图形G的每个弧与图形H的弧相关联。此外，映射f和g使得，对于所有u∈UG，f(αG(u)＝αH(g(u))和f(ωG(u))＝ωH(g(u))，如图43所示，或f(αG(u))＝ωH(g(u))和f(ωG(u))＝αH(g(u))，如图44所示。
现在讨论标签兼容图形同构。
根据定义，此外，如果相关弧根据弧取向具有等效标签，则同构f，g是标签兼容的。这是通过使用以前描述的标签转置的下述SameLabel(u，v)函数实现的。
SameLabel(u，v)函数的伪代码也可以作如下解读：
现在讨论比较算法的实现。
图形G和H的比较算法可能是在两个图形之间建立标签兼容的同构(换句话说，仅当在可以构建这样的兼容同构时，数据库中的3D建模对象被认为是与形态学标准相符且被返回)。可能需要分别记为A＝(XA，UA，αA，ωA)和B＝(XB，UB，αB，ωB)的两个工作图形。图形A是图形G的子图形，图形B是图形H的子图形。它们用空图形进行初始化。在下面的步骤03中使用的函数映射(A，a，B，b)更新同构并检查标签兼容性。稍后详细介绍。以下详细说明步骤04和05的节点添加。整体算法如下：
在先前算法的步骤04中的指令“将节点a添加到图形A”是将节点a添加到图形A的节点XA的集合，并且将节点a与XA的节点连接的图形G的全部弧添加到图形A的弧集合UA。
在先前算法的步骤05中的指令“将节点b添加到图形B”是将节点b添加到图形B的节点XB的集合，并将节点b与XB的节点连接的图形H的全部弧添加到图形B的弧集合UB。
函数映射(A，a，B，b)的目的是更新图形A加节点a和图形B加节点b之间的同构(f，g)。这通过将新值设置为映射f和g的步骤在下面的步骤01和07中完成。它还在下面的步骤06检查更新同构的标签兼容性。在下面的步骤02、03和05调查的连接不考虑弧线的取向。函数SameLabel(u，v)在步骤06根据弧取向比较弧u∈UG和v∈UH的标签，如前所述。
/>
图45说明了map(A，a，B，b)函数环境。

Claims (12)

1.一种用于查询数据库的计算机实现的方法，所述数据库包括3D建模对象，每个3D建模对象表示机械部件，所述数据库还包括针对每个3D建模对象的相应的形态学标志，所述方法包括：
提供(S1)包含形态学标准的查询；以及
作为所述查询的结果，返回(S2)所述数据库的相应的3D建模对象，相应的3D建模对象是基于所述相应的3D建模对象具有的形态学标志与所述形态学标准相符的程度而被返回的，
其中，所述形态学标志包括，对于所述相应的3D建模对象的对壁的集合中每一个相应的对壁，表示在相应的对中的两个壁之间的相对取向的标签；
其中，所述标签在所述对壁的集合中的壁上形成团图；
其中，所述形态学标志的每一个标签代表至少基本上平面的壁之间的相对取向；
其中，所述形态学标志的每一个标签代表薄壁之间的相对取向；
其中，每个标签在标签的预定的有限集中被确定；并且
其中，每个壁与包括点和相应的法向量的相应的节点相关联，所述标签表示在与节点(p1，n1)相关联的壁和与节点(p2，n2)相关联的壁之间的相对取向，所述相对取向根据以下定义：从p2到由(p1，n1)定义的平面的距离的符号、从p1到由(p2，n2)定义的平面的距离的符号、法向量叉积的范数的符号和/或法向量标量积的符号。
2.根据权利要求1所述的方法，其中每个3D建模对象表示紧固件。
3.根据权利要求1或2所述的方法，其中所述形态学标准是由用户通过输入符号或者通过输入根据符号成形的3D建模对象输入的。
4.根据权利要求1-3中任意一个所述的方法，其中所述方法还包括：
向所述用户显示所述查询的结果；
由所述用户选择所述查询的结果的优选结果；以及
由所述用户修改部件组合的设计中的所述优选结果和/或将所述优选结果添加到部件的组合。
5.根据权利要求1-4中任意一个所述的方法，其中所述相应的3D建模对象的壁是所述相应的3D建模对象彼此相对表示材料的基本上规则的切片状部分的一对表面部分。
6.一种包括3D建模对象的数据库，所述数据库被配置成被用于根据权利要求1-5中任意一个所述的方法并且针对每个相应的3D建模对象包括相应的形态学标志，
其中，所述相应的形态学标志包括，对于相应的3D建模对象的对壁的集合中的每一个相应的对壁，表示在相应的对中的两个壁之间的相对取向的标签，所述相应的3D建模对象的壁是所述相应的3D建模对象彼此相对表示材料的基本上规则的切片状部分的一对表面部分；
其中，所述标签在所述对壁的集合中的壁上形成团图；
其中，所述形态学标志的每一个标签代表至少基本上平面的壁之间的相对取向；
其中，所述形态学标志的每一个标签代表薄壁之间的相对取向；
其中，每个标签在标签的预定的有限集中被确定；并且
其中，每个壁与包括点和相应的法向量的相应的节点相关联，所述标签表示在与节点(p1，n1)相关联的壁和与节点(p2，n2)相关联的壁之间的相对取向，所述相对取向根据以下定义：从p2到由(p1，n1)定义的平面的距离的符号、从p1到由(p2，n2)定义的平面的距离的符号、法向量叉积的范数的符号和/或法向量标量积的符号。
7.一种用于构建根据权利要求6所述并且被配置成用在根据权利要求1-5中任意一个所述的方法中的数据库的方法。
8.根据权利要求7所述的方法，其中，所述方法还包括：
提供建模对象；
针对每一个3D建模对象，确定该3D建模对象的相应的形态学标志；以及
存储每一个3D建模对象与其相应的形态学标志之间的关系。
9.一种计算机可读存储介质，上面存储有计算机程序，当由处理器执行时，所述计算机程序使得所述处理器执行根据权利要求1-5和/或7-8中任一项所述的方法。
10.一种其上记录有根据权利要求6所述的数据库的数据存储介质。
11.一种用于查询数据库的***，包括处理器，所述处理器耦合到存储器并且被配置成实现根据权利要求1-5和/或7-8中任意一个所述的方法。
12.一种用于查询数据库的装置，包括用于执行根据权利要求1-5和/或7-8中任意一个所述的方法的各个步骤的单元。
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