一种基于包络空间的焊接件尺寸信息提取方法及系统与流程

本发明涉及计算机辅助设计制造领域，特别是涉及一种基于包络空间的焊接件尺寸信息提取方法及系统。

背景技术：

目前，三维设计已逐渐成为设备设计的主要技术手段，这对材料统计提出了更高的自动化要求，但几乎所有的三维软件均忽略了中国制图标准中关于焊件件中提取下料尺寸的要求，例如，某个焊接件的下料尺寸(长宽厚)分别为100mm、60mm和5mm，则应当命名为“钢板100×60×5”，以此保存尺寸信息供后续工程设计、采购费控和加工制造调用。

现有三维设计技术能够精确的确定焊接件的下料尺寸，但是该下料尺寸却不能自动获取，当前情况下为达成目的，必须针对各个焊接件，利用测量工具手动获取其长宽厚的数值，手工环节使得工作效率非常低，且准确性无法得到保证，因而抑制了三维设计的技术优势。

技术实现要素：

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于包络空间的焊接件尺寸信息提取方法及系统，用以解决手动获取焊接件的长宽厚而导致工作效率及准确性较低的问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明实施例提供一种基于包络空间的焊接件尺寸信息提取方法，该方法包括：

根据三维空间中焊接件各个面的面积确定所述焊接件的两个相对端面，并将两个相对端面之间的距离确定为所述焊接件的厚度；

选择所述两个端面中任意一个，将其各个边及各个边上的特征点映射到平行于所选择的端面的二维平面，得到二维平面上的映射面；

根据所述映射面各个边的长度及各个边上的特征点确定所述焊接件的最小正交包络构形；

根据所述焊接件的最小正交包络构形确定所述焊接件的长度及宽度，并将所述焊接件厚度、长度及宽度确定为所述焊接件的尺寸信息。

具体实施中，所述根据三维空间中焊接件各个面的面积确定所述焊接件的两个相对端面，并将两个相对端面之间的距离确定为所述焊接件的厚度，包括：

计算三维空间中所述焊接件各个端面的面积；

选择面积最大的两个相对端面，且假定面积最大的两个相对端面满足面积差在预设范围内且平行的条件；

将两个相对端面之间的距离确定为所述焊接件的厚度。

具体实施中，所述根据所述映射面各个边的长度及各个边上的特征点确定所述焊接件的最小正交包络构形，包括：

计算所述映射面各个边的长度，并选择长度最长的边作为初始包络构形的一边；

在剩余各个边中任选两边，并在任选的两边每边分别选择一个特征点；

通过所述长度最长的边以及选择的两个特征点，构成初始包络构形；

遍历所述映射面各个边的所有特征点，依次判断各个特征点是否包含在所述初始包络构形内；

若特征点包含在所述初始包络构形内，则保持所述初始包络构形不变；

若特征点不包含在所述初始包络构形内，则更新所述初始包络构形，更新后的初始包络构形包含所述特征点；

将遍历所有特征点后更新的初始包络构形确定为所述焊接件的最小正交包络构形。

具体实施中，所述根据所述映射面各个边的长度及各个边上的特征点确定所述焊接件的最小正交包络构形，包括：

计算所述映射面各个边的长度并选择长度最长的边；

将剩余各个边上的所有特征点以所述最长的边做投影计算，得到各个特征点对应的一维坐标以及各个特征点分别与所述最长的边之间的距离值；

对各个特征点的一维坐标和距离值分别按照从大到小的顺序进行排序；

将最大一维坐标和最小一维坐标的差值确定为所述最小正交包络构形的长度，并将最大的距离值确定为所述最小正交包络构形的宽度。

具体实施中，所述方法还包括：

根据所述焊接件的尺寸信息命名所述焊接件的名称；

判断所述焊接件的名称是否与已存储的焊接件的名称相同；

若所述焊接件的名称与已存储的焊接件的名称不相同，则存储所述焊接件的名称及对应的数量，否则，将已存储的焊接件对应的数量加1。

基于上述方法，本发明实施例提供了一种基于包络空间的焊接件尺寸信息提取系统，该系统包括：厚度确定模块、空间降维模块、包络确定模块、尺寸确定模块；其中，

所述厚度确定模块，用于根据三维空间中焊接件各个面的面积确定所述焊接件的两个相对端面，并将两个相对端面之间的距离确定为所述焊接件的厚度；

所述空间降维模块，用于选择所述两个端面中任意一个，将其各个边及各个边上的特征点映射到平行于所选择的端面的二维平面，得到二维平面上的映射面；

所述包络确定模块，用于根据所述映射面各个边的长度及各个边上的特征点确定所述焊接件的最小正交包络构形；

所述尺寸确定模块，用于根据所述焊接件的最小正交包络构形确定所述焊接件的长度及宽度，并将所述焊接件厚度、长度及宽度确定为所述焊接件的尺寸信息。

具体实施中，所述厚度确定模块具体用于：

计算三维空间中所述焊接件各个端面的面积；

选择面积最大的两个相对端面，且假定面积最大的两个相对端面满足面积差在预设范围内且平行的条件；

将两个相对端面之间的距离确定为所述焊接件的厚度。

具体实施中，所述包络确定模块具体用于：

计算所述映射面各个边的长度，并选择长度最长的边作为初始包络构形的一边；

在剩余各个边中任选两边，并在任选的两边每边分别选择一个特征点；

通过所述长度最长的边以及选择的两个特征点，构成初始包络构形；

遍历所述映射面各个边的所有特征点，依次判断各个特征点是否包含在所述初始包络构形内；

若特征点包含在所述初始包络构形内，则保持所述初始包络构形不变；

若特征点不包含在所述初始包络构形内，则更新所述初始包络构形，更新后的初始包络构形包含所述特征点；

将遍历所有特征点后更新的初始包络构形确定为所述焊接件的最小正交包络构形。

具体实施中，所述包络确定模块具体用于：

计算所述映射面各个边的长度并选择长度最长的边；

将剩余各个边上的所有特征点以所述最长的边做投影计算，得到各个特征点对应的一维坐标以及各个特征点分别与所述最长的边之间的距离值；

对各个特征点的一维坐标和距离值分别按照从大到小的顺序进行排序；

将最大一维坐标和最小一维坐标的差值确定为所述最小正交包络构形的长度，并将最大的距离值确定为所述最小正交包络构形的宽度。

具体实施中，所述系统还包括：

尺寸存储模块，用于根据所述焊接件的尺寸信息命名所述焊接件的名称；

判断所述焊接件的名称是否与已存储的焊接件的名称相同；

若所述焊接件的名称与已存储的焊接件的名称不相同，则存储所述焊接件的名称及对应的数量，否则，将已存储的焊接件对应的数量加1。

如上所述，本发明提供的基于包络空间的焊接件尺寸信息提取方法及系统，包括：根据三维空间中焊接件各个面的面积确定所述焊接件的两个相对端面，并将两个相对端面之间的距离确定为所述焊接件的厚度；选择所述两个端面中任意一个，将其各个边及各个边上的特征点映射到平行于所选择的端面的二维平面，得到二维平面上的映射面；根据所述映射面各个边的长度及各个边上的特征点确定所述焊接件的最小正交包络构形；根据所述焊接件的最小正交包络构形确定所述焊接件的长度及宽度，并将所述焊接件厚度、长度及宽度确定为所述焊接件的尺寸信息。如此，本发明实施例中，依据焊接件的厚度远小于长宽的形状特点，首先确定所述焊接件的厚度；然后通过空间变换得到二维平面上的映射面，根据映射面各个边的长度及各个边上的特征点确定所述焊接件的最小正交包络构形；最终根据所述焊接件的最小正交包络构形确定所述焊接件的长度及宽度，这样在三维设计中能够自动获取焊接件的厚度、长度及宽度，不仅能够提高工作效率，而且避免了人工干预导致的误差和错误，保证了三维设计的准确性。

附图说明

图1显示为本发明的基于包络空间的焊接件尺寸信息提取方法的流程示意图；

图2显示为本发明实施例中的某焊接件的特征点示意图；

图3显示为本发明实施例一的空间映射示意图；

图4显示为本发明实施例二的空间映射示意图；

图5显示为本发明的基于包络空间的焊接件尺寸信息提取系统的组成结构示意图。

具体实施方式

本发明实施例中，根据三维空间中焊接件各个面的面积确定所述焊接件的两个相对端面，并将两个相对端面之间的距离确定为所述焊接件的厚度；选择所述两个端面中任意一个，将其各个边及各个边上的特征点映射到平行于所选择的端面的二维平面，得到二维平面上的映射面；根据所述映射面各个边的长度及各个边上的特征点确定所述焊接件的最小正交包络构形；根据所述焊接件的最小正交包络构形确定所述焊接件的长度及宽度，并将所述焊接件厚度、长度及宽度确定为所述焊接件的尺寸信息。

下面结合附图及具体实施例对本发明做进一步详细的说明。

本发明实施例提出了一种基于包络空间的焊接件尺寸信息提取方法，如图1所示，该方法包括：

步骤S100：根据三维空间中焊接件各个面的面积确定所述焊接件的两个相对端面，并将两个相对端面之间的距离确定为所述焊接件的厚度。

具体的，首先计算三维空间中所述焊接件各个端面的面积；

选择面积最大的两个相对端面，且假定面积最大的两个相对端面满足面积差在预设范围内且平行的条件；

将两个相对端面之间的距离确定为所述焊接件的厚度。

本步骤中，理论上面积最大的两个相对端面应当平行且所述两个端面的面积应当相等，但实际上面积最大的两个相对端面可能会存在面积差，因此，应当允许所述两个端面的面积差在预设范围之内，该预设范围可以根据实际情况设置，优选地，该预设范围为0～10％。

步骤S101：选择所述两个端面中任意一个，将其各个边及各个边上的特征点映射到平行于所选择的端面的二维平面，得到二维平面上的映射面。

具体的，选择所述两个端面中任意一个，采用空间变换将其各个边及各个边上的特征点映射到平行于所选择的端面的二维平面，具体如何进行空间变换属于现有技术，重复之处不再赘述。

本步骤中，焊接件的特征点如图2所示，所述特征点为各个边上的端点及中心点，三维特征点通过空间变换为二维特征点。

步骤S102：根据所述映射面各个边的长度及各个边上的特征点确定所述焊接件的最小正交包络构形。

具体的，如何根据所述映射面各个边的长度及各个边上的特征点确定所述焊接件的最小正交包络构形，可以采用以下两种具体实施方式：

方式一、计算所述映射面各个边的长度，并选择长度最长的边作为初始包络构形的一边；

在剩余各个边中任选两边，并在任选的两边每边分别选择一个特征点；

通过所述长度最长的边以及选择的两个特征点，构成所述焊接件的初始包络构形；

遍历所述映射面各个边的所有特征点，依次判断各个特征点是否包含在所述初始包络构形内；

若特征点包含在所述初始包络构形内，则保持所述初始包络构形不变；

若特征点不包含在所述初始包络构形内，则更新所述初始包络构形，更新后的初始包络构形包含所述特征点；

将遍历所有特征点后更新的初始包络构形确定为所述焊接件的最小正交包络构形。

方式二、计算所述映射面各个边的长度并选择长度最长的边；

将剩余各个边上的所有特征点以所述最长的边做投影计算，得到各个特征点对应的一维坐标以及各个特征点分别与所述最长的边之间的距离值；

对各个特征点的一维坐标和距离值分别按照从大到小的顺序进行排序；

将最大一维坐标和最小一维坐标的差值确定为所述最小正交包络构形的长度，并将最大的距离值确定为所述最小正交包络构形的宽度。

步骤S103：根据所述焊接件的最小正交包络构形确定所述焊接件的长度及宽度，并将所述焊接件厚度、长度及宽度确定为所述焊接件的尺寸信息。

具体的，所述最小正交包络构形的长度和宽度即为所述焊接件的长度和宽度。

本步骤中，尺寸信息为所述焊接件的厚度、长度及宽度，确定所述焊接件的厚度、长度及宽度，即完成了所述尺寸信息的提取。

进一步地，该方法还包括：

根据所述焊接件的尺寸信息命名所述焊接件的名称；

判断所述焊接件的名称是否与已存储的焊接件的名称相同；

若所述焊接件的名称与已存储的焊接件的名称不相同，则存储所述焊接件的名称及对应的数量，否则，将已存储的焊接件对应的数量加1。

本步骤中，根据所述焊接件的尺寸信息命名所述焊接件的名称，例如，将所述焊接件命名为“钢板1620×290×15(1)”，判断所述焊接件的名称是否与已存储的焊接件的名称相同，若所述焊接件的名称与已存储的焊接件的名称相同，则将已存储的焊接件对应的数量加1，例如，将已存储的焊接件的数量更新为“钢板1620×290×15(2)”。

本步骤中，根据所述焊接件的尺寸信息命名所述焊接件的名称，并对所述焊接件的名称进行归纳及存储，以该存储的信息作为明细表统计、采购费控及加工制造的依据，从而方便用户使用。

为了更清楚地对本发明实施例进行说明，下面结合具体实施例对该基于包络空间的焊接件尺寸信息提取过程进行详细描述。

实施例一

参见图3，首先根据三维空间中焊接件各个面的面积确定所述焊接件的两个相对端面A和B；并将两个相对端面A和B之间的距离确定为所述焊接件的厚度；

选择所述两个端面中任意一个，将其各个边及各个边上的特征点映射到平行于所选择的端面的二维平面，得到二维平面上的映射面L；

计算所述映射面L各个边的长度，并选择长度最长的边a作为初始包络构形的一边；

在剩余各个边(b、c、d)中任选两边b和c，并在边b选取一个中心点1以及在边c选取一个中心点2；

通过边a以及选择的中心点1及中心点2，构成所述焊接件的初始包络构形；

遍历所述映射面L各个边的所有特征点(1、2、3、4、5、6、7、8)，依次判断各个特征点(1、2、3、4、5、6、7、8)是否包含在所述初始包络构形内；

若特征点包含在所述初始包络构形内，则保持所述初始包络构形不变；

若特征点不包含在所述初始包络构形内，则更新所述初始包络构形，更新后的初始包络构形包含所述特征点；

其中，特征点(1、2、6、7、8)已包含在所述包络构形内，特征点(3、4、5)未包含在所述包络构形内；

遍历所有特征点后，更新的初始包络构形包含特征点(1、2、3、4、5、6、7、8)；

将更新的初始包络构形确定为所述焊接件的最小正交包络构形。

实施例二

参见图4，首先根据三维空间中焊接件各个面的面积确定所述焊接件的两个相对端面A和B；并将两个相对端面A和B之间的距离确定为所述焊接件的厚度；

选择所述两个端面中任意一个，将其各个边及各个边上的特征点映射到平行于所选择的端面的二维平面，得到二维平面上的映射面L；

计算所述映射面L各个边的长度并选择长度最长的边a；

将剩余各个边上的所有特征点(1、2、3、4、5、6、7、8)以边a做投影计算，得到各个特征点对应的一维坐标(x1，x,2，x3，x4，x5，x6，x7，x8)以及各个特征点分别与边a之间的距离值(L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8)；

对各个特征点的一维坐标(x1，x,2，x3，x4，x5，x6，x7，x8)按照从大到小的顺序进行排序，并对各个特征点分别与边a之间的距离值(L1，L2，L3，L4，L5，L6，L7，L8)按照从大到小的顺序进行排序；

将最大一维坐标和最小一维坐标的差值确定为所述最小正交包络构形的长度，并将最大的距离值确定为所述最小正交包络构形的宽度。

需要说明的是：图3及图4仅为本发明的示例，并不构成对本发明的限制。

为实现上述方法，本发明实施例提供了一种基于包络空间的焊接件尺寸信息提取系统，由于该系统解决问题的原理与方法相似，因此，系统的实施过程及实施原理均可以参见前述方法的实施过程及实施原理描述，重复之处不再赘述。

本发明实施例提出了一种基于包络空间的焊接件尺寸信息提取系统，如图5所示，该系统包括：厚度确定模块500、空间降维模块501、包络确定模块502、尺寸确定模块503；其中，

所述厚度确定模块500，用于根据三维空间中焊接件各个面的面积确定所述焊接件的两个相对端面，并将两个相对端面之间的距离确定为所述焊接件的厚度；

所述空间降维模块501，用于选择所述两个端面中任意一个，将其各个边及各个边上的特征点映射到平行于所选择的端面的二维平面，得到二维平面上的映射面；

所述包络确定模块502，用于根据所述映射面各个边的长度及各个边上的特征点确定所述焊接件的最小正交包络构形；

所述尺寸确定模块503，用于根据所述焊接件的最小正交包络构形确定所述焊接件的长度及宽度，并将所述焊接件厚度、长度及宽度确定为所述焊接件的尺寸信息。

具体实施中，所述厚度确定模块500具体用于：

计算三维空间中所述焊接件各个端面的面积；

选择面积最大的两个相对端面，且假定面积最大的两个相对端面满足面积差在预设范围内且平行的条件；

将两个相对端面之间的距离确定为所述焊接件的厚度。

具体实施中，所述包络确定模块502具体用于：

计算所述映射面各个边的长度，并选择长度最长的边作为初始包络构形的一边；

在剩余各个边中任选两边，并在任选的两边每边分别选择一个特征点；

通过所述长度最长的边以及选择的两个特征点，构成所述焊接件的初始包络构形；

遍历所述映射面各个边的所有特征点，依次判断各个特征点是否包含在所述初始包络构形内；

若特征点包含在所述初始包络构形内，则保持所述初始包络构形不变；

若特征点不包含在所述初始包络构形内，则更新所述初始包络构形，更新后的初始包络构形包含所述特征点；

将遍历所有特征点后更新的初始包络构形确定为所述焊接件的最小正交包络构形。

具体实施中，所述包络确定模块502具体用于：

计算所述映射面各个边的长度并选择长度最长的边；

将剩余各个边上的所有特征点以所述最长的边做投影计算，得到各个特征点对应的一维坐标以及各个特征点分别与所述最长的边之间的距离值；

对各个特征点的一维坐标和距离值分别按照从大到小的顺序进行排序；

将最大一维坐标和最小一维坐标的差值确定为所述最小正交包络构形的长度，并将最大的距离值确定为所述最小正交包络构形的宽度。

具体实施中，所述系统还包括：

尺寸存储模块504，用于根据所述焊接件的尺寸信息命名所述焊接件的名称；

判断所述焊接件的名称是否与已存储的焊接件的名称相同；

若所述焊接件的名称与已存储的焊接件的名称不相同，则存储所述焊接件的名称及对应的数量，否则，将已存储的焊接件对应的数量加1。

以上功能模块的划分方式仅为本发明实施例给出的一种优选实现方式，功能模块的划分方式不构成对本发明的限制。为了描述的方便，以上所述系统的各部分以功能分为各种模块或单元分别描述。上述功能模块可以是软件功能模块，也可以是硬件设备。该系统可以是分布式系统或集中式系统，若为分布式系统，则上述功能模块可分别由硬件设备实现，各硬件设备之间通过通信网络交互；若是集中式系统，则上述各功能模块可由软件实现，集成在一个硬件设备中。

在实际应用中，当所述厚度确定模块500、空间降维模块501、包络确定模块502、尺寸确定模块503及尺寸存储模块504集成于一个硬件设备中时，所述厚度确定模块500、空间降维模块501、包络确定模块502、尺寸确定模块503及尺寸存储模块504可由位于该硬件设备中的中央处理器(CPU)、微处理器(MPU)、数字信号处理器(DSP)、现场可编程门阵列(FPGA)、或存储器实现。

综上所述，本发明实施例中依据焊接件的厚度远小于长宽的形状特点，首先确定所述焊接件的厚度；然后通过空间变换得到二维平面上的映射面，根据映射面各个边的长度及各个边上的特征点确定所述焊接件的最小正交包络构形；最终根据所述焊接件的最小正交包络构形确定所述焊接件的长度及宽度，这样在三维设计中能够自动获取焊接件的厚度、长度及宽度，不仅能够提高工作效率，而且避免了人工干预导致的误差和错误，保证了三维设计的准确性。

上述实施例仅例示性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，举凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。