船舶分段零件三维标注方法、电子装置及存储介质与流程

本发明涉及船舶辅助设计技术领域，特别是涉及一种船舶分段零件三维标注方法、电子装置及存储介质。

背景技术：

在船舶分段设计过程中，船体专业设计人员使用三维建模软件进行三维设计，接着使用三维模型进行投影生成二维图纸，然后通过图纸进行信息集成，在图面上标注零件尺寸、件号、材质等，最后使用图纸作为设计交付物。但是，以二维图纸作为设计交付物，在船舶设计与制造环节主要存在以下不足：

1、三维模型转换为二维图纸费时费力：设计人员完成船舶分段建模后，还需要基于模型生成各类图纸等，完成一份二维图纸需要花费大量的时间，该时间在设计过程中占三分之一的比例；

2、设计、制造数据不统一：由于以二维图纸作为交付物，信息都定义在图纸上，二维图纸更改后，三维模型不及时更新，导致设计、制造数据不统一；

3、设计数据管理困难：由于使用图纸进行信息集成，零件信息和焊接信息等数据都只体现在纸面上，不能进行电子化的存储和传递。

现今，一些西方发达国家通过协同工作平台进行并行产品数字化定义，在多个领域推进数字化技术，推行三维设计交付物的模式。例如，波音公司要求波音787全球合作伙伴采用信息集成的三维模型作为整个飞机产品制造过程中的唯一依据，该技术将三维制造信息和三维设计信息共同定义到产品的数字化模型上，使产品加工、装配、测量、检验等信息高度集成、数字化技术的应用有了新的跨越式发展。而我国的大飞机设计与制造业正在逐步实施和应用该项技术，不过目前在船舶设计过程中未开展大规格应用。

同时随着我国船舶制造业数字化技术的迅速发展，传统的以二维图纸为主的设计制造模式已无法适应技术发展的要求，以三维模型为基础的标注技术应用也越来越广,是未来船舶设计制造的必然趋势。三维标注技术充分利用了三维模型直观的特点，将船舶产品设计制造过程中的几何和非几何等工艺信息在三维模型上统一表达，提高了产品设计和制造效率，并保证了数据的唯一性。但是现阶段的船舶分段零件工艺信息三维标注技术的应用还存在许多问题，比如标注数据的可视化、标注数据合法性及模型结构复杂时标注信息重叠等，影响了标注技术的应用和推广。其次船舶分段零件数据大，一个分段就有几千个零件，全船零件数据超过一百万，如果全靠手工，其标注量是非常巨大的，效率极低，难以满足船厂实际设计和生产需求。同时在船舶设计制造过程中，标注的种类也特别多,包括基准面信息、尺寸信息、文本注释信息等，需要对这些标注类型进行组织和分类管理。

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船舶分段零件三维标注方法、电子装置及存储介质，用于解决现有船舶分段设计、制造过程中，标注效率低及标注混乱等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种船舶分段零件三维标注方法，所述方法包括：导入已建立的船舶分段零件的三维模型；获取所述三维模型中各零件对应的拓扑结构信息集，依据所述拓扑结构信息集得到多个对应所述零件的视图集，将所述视图集中呈现对应零件面积最大的视图作为标注视图；在各所述标注视图上，自动生成对应所述零件的三维标注信息，并存储于预设的标注集，以便调用所述零件的标注信息。

于本发明的一实施例中，所述三维标注信息包括：标注内容、标注类型、及标注位置。

于本发明的一实施例中，所述标注内容包括：部件名、零件号、厚度、材质、规格、安装角度、开孔尺寸、及焊角高度中一种或多种组合。

于本发明的一实施例中，所述标注类型包括：文本标注、尺寸标注、符号标注、及图片标注中一种或多种组合。

于本发明的一实施例中，所述标注集按用途或工艺不同分为多个标注集，包括：装配信息标注集、焊接信息标注集、结构信息标注集、及精度信息标注集中一种或多种组合。

于本发明的一实施例中，所述三维标注信息包括：标注内容、标注类型、及标注位置；根据所述三维标注信息的标注内容，存储于对应的所述标注集内。

于本发明的一实施例中，所述零件的三维标注信息通过调出对应所述零件的标注视图进行手动修改，并重新存储于预设的标注集以完成数据的更新。

于本发明的一实施例中，选取包含一或多个所述零件的目标组件，再批量选取一或多个与所述目标组件近似的近似组件，通过比对所述目标组件中各零件所对应的拓扑结构信息，在各所述近似组件中找到对应的拓扑结构信息，以自动生成相应的三维标注信息。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种电子装置，包括：处理器，用于执行存储器存储的计算机程序；存储器，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述所述的船舶分段零件三维标注方法。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述所述的船舶分段零件三维标注方法。

如上所述，本发明提供的一种船舶分段零件三维标注方法、电子装置及存储介质，通过导入已建立的船舶分段零件的三维模型；获取所述三维模型中各零件对应的拓扑结构信息集，依据所述拓扑结构信息集得到多个对应所述零件的视图集，将所述视图集中呈现对应零件面积最大的视图作为标注视图；在各所述标注视图上，自动生成对应所述零件的三维标注信息，并存储于预设的标注集，以便调用所述零件的标注信息。具有以下有益效果：

1、本发明采用三维模型作为交付物，使船舶分段零件的设计、制造信息都集中在三维模型中，保证设计、制造数据统一，实现单一数据源，提高了设计质量的同时，也提升了制造现场的生产效率。

2、本发明取消三维模型转化为二维图纸的过程，避免重复劳动，有效缩短了产品的设计周期，提升了设计效率。

3、本发明实现船舶分段零件快速三维自动标注的同时并能达到批量复制功能，极大的减少人工操作，提高标注效率。

4、本发明实现船舶分段零件数据的三维电子化管理，提高了设计管理能力。

附图说明

图1显示为本发明于一实施例中的船舶分段零件三维标注方法的流程示意图。

图2显示为本发明于一实施例中的目标组件复制三维标注信息的场景示意图。

图3显示为本发明于一实施例中的电子装置示意图。

元件标号说明

s101～s103方法步骤

301存储器

302处理器

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，以下实施例中所提供的图式仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。

如图1所示，展示本发明于一实施例中的船舶分段零件三维标注方法的流程示意图。如图所示，所述方法包括：

步骤s101：导入已建立的船舶分段零件的三维模型。

于本发明的一实施例中，船体分段零件的三维模型是依据船舶的实际情况和总布置图、分段总段划分图等输入条件，在三维设计环境中设置三维坐标系，然后对船舶曲面进行线型光顺，依据船舶曲面和三维坐标系首先布置船舶板材，再依据板材位置布置相应型材，最后布置补板，肘板，垫板等参数板类型零件，从而完成船舶分段三维模型。船体分段三维模型建立之后，会将三维模型的数据保存至三维模型数据库中。

其中，船舶分段内板材零件的类型包括：甲板、横舱壁、纵舱壁、及外板等；型材零件的类型包括：角钢、扁钢、及t型材等；参数板零件的类型包括：补板、肘板、及垫板等。

于本发明的一实施例中，所述已建立的船舶分段零件的三维模型可以是不同软件或系统绘制的文件，按照一定格式或转换成相应格式以导入。

步骤s102：获取所述三维模型中各零件对应的拓扑结构信息集，依据所述拓扑结构信息集得到多个对应所述零件的视图集，将所述视图集中呈现对应零件面积最大的视图作为标注视图。

于本发明的一实施例中，在导入已建立的船舶分段零件的三维模型后，首先逐一分析船舶分段零件三维模型中各个零件，获取各零件对应的拓扑结构信息集。其中，针对每个零件找到其与周围各个临近零件的拓扑关系以形成拓扑结构信息集。

于本发明的一实施例中，依据所述拓扑结构信息集得到多个对应所述零件的视图集，相当于对应该零件的每个拓扑结构信息中均存在一个平面，该平面包含该零件部分面积及与其存在拓扑关系的临近零件的部分面积，也就是每个所述拓扑结构信息集中均存在一个对应所述零件的一个视角的平面，该平面即为对应所述零件的视图，多个视图形成视图集。

显然，在多个对应所述零件的一个视角的平面中，所呈现出该零件的形状或大小不相同，而在这些视角的平面或视图集中找到所述零件呈现的面积中最大的那个视角平面或视图，并以此作为接下来进行标注操作的标注视图。

于本发明的一实施例中，如一个正方体的俯视图与仰视图所呈面积均为最大，这里我们选取常规的视角或便于查阅的视角-俯视角作为优选的视图。

于本发明的一实施例中，利用ttrs理论对视图分布进行处理，确保视图有序分布。

步骤s103：在各所述标注视图上，自动生成对应所述零件的三维标注信息，并存储于预设的标注集，以便调用所述零件的标注信息。

于本发明的一实施例中，基于所述零件对应的标注试图上，通过标注按键一键匹配或自动生成该零件所对应的三维标注信息。所述三维标注信息能够自动实现生成或一键匹配，是通过已获取的该零件的拓扑关系、以及在导入的三维模型中所记载的关于零件的配制参数获取到相应标注内容和标注类型，再根据其标注视图的图层位置以获取所述零件的标注位置。

于本发明的一实施例中，自动生成零件的三维标注信息的几何尺寸要根据船舶分段零件情况对各零件的尺寸进行自动放大或者缩小标注。

于本发明的一实施例中，所述三维标注信息还可以手动进行标注。

于本发明的一实施例中，所述标注内容包括：部件名、零件号、厚度、材质、规格、安装角度、开孔尺寸、及焊角高度中一种或多种组合。

于本发明的一实施例中，所述标注类型包括：文本标注、尺寸标注、符号标注、及图片标注中一种或多种组合。

于本发明的一实施例中，所述标注位置举例如：每个零件的3dpart节点下、父级组立的3dpart下、最高组立的3dpart下等。

其中，所述标注类型、所述标注类型、及所述标注所举的例子包括但不局限于上述内容。如下表表1所示，展示本发明于一实施例中的三维标注信息表图，以便于理解和说明。

表1三维标注信息表

于本发明的一实施例中，所述标注集按用途或工艺不同分为多个标注集，包括：装配信息标注集、焊接信息标注集、结构信息标注集、及精度信息标注集中一种或多种组合。

其中，所述标注集主要用于预存各种业务场景下不同属性的船舶分段零件产生的三维标注过程数据。

所述标注集按用途或工艺不同分为多个标注集所举的例子包括但不局限于上述内容。

另外，所述标注集还可按其他属性进行分类，如物理单位，区域模块或组件、文件名称等标注信息进行分类。

于本发明的一实施例中，装配信息标注集用于储存施工装配定位有关的标注信息；焊接信息标注集用于储存焊接施工所需要的标注信息；结构信息标注集用于储存船舶结构强度及使用功能有关的标注信息；精度信息标注集用于储存精度\密性\焊缝质量有关的标注信息。

其中，所述装配信息标注集可便于船舶在装配作业时施工人员查看，焊接信息标注集可便于船舶在焊接作业时施工人员查看，以此类推。针对不同作业时方便相关施工人员的查看。

于本发明的一实施例中，所述三维标注信息包括：标注内容、标注类型、及标注位置；根据所述三维标注信息的标注内容，存储于对应的所述标注集内。

于本发明的一实施例中，上述按用途或工艺不同分为多个标注集实通过所述三维标注信息的标注内容进行分类存储的，如标注内容中包含安装角度、安装规格等内容则会相应存储在装配信息标注集下。同理，如标注内容中包含焊角高度、焊接角度等内容则会相应存储在焊接信息标注集下。

于本发明的一实施例中，通过对三维模型中各零件设置所述三维标注信息、及标注集，其目的在于实现船舶分段零件的三维结构化管理，将三维标注信息按照一定的层次结构与产品的三维模型关联并按照指定的层级进行存储，实现信息的快速检索。

举例来说，所述标注集位于标注管理结构树中父级别，而所述三维标注信息中的相关内容则属于子级别。

再举例来说，所述三维标注信息、及标注集在标注管理结构树中的关系为：

annotationset：标注集，节点第一层级；

captures：捕获，节点第二层级，父节点为annotationset；

view：视图基准面，节点第二层级，父节点为annotationset；

dimensions：尺寸标注，节点第三层级，父节点为views；

notes：文本标注，节点第三层级，父节点为views；

images：图片标注，节点第三层级，父节点为views。

于本发明的一实施例中，所述零件的三维标注信息通过调出对应所述零件的标注视图进行手动修改，并重新存储于预设的标注集以完成数据的更新。

当需要对所述零件的三维标注信息进行修改时，可以通过找到该零件所对应的标注视图进行修改，相应地，修改后的三维标注信息会重新更新并存储。

于本发明的一实施例中，选取包含一或多个所述零件的目标组件，再批量选取一或多个与所述目标组件近似的近似组件，通过比对所述目标组件中各零件所对应的拓扑结构信息，在各所述近似组件中找到对应的拓扑结构信息，以自动生成相应的三维标注信息。

于本发明的一实施例中，当需要对相似组件中的各零件的标准信息进行复制时，首先需要选取由一或多个所述零件组成的目标组件作为复制对象的来源，然后批量选择需要复制的近似组件，可以按纵向或横向选择。然后可以通过重心搜寻、投影搜寻等办法，对近似组件进行近似点分析，同时比对目标组件各零件标注所依赖的拓扑结构信息，从而在各近似组件的对应位置上找到近似的拓扑结构信息，以自动生成相应的三维标注信息。

如图2所示，展示本发明于一实施例中的目标组件复制三维标注信息的场景示意图，以便更好的理解。

需要说明的是，三维标注须有其标注面，目标组件上的标注面可能并不与其俯视图(常规的视角或便于查阅的视角)重合，或者说目标组件上的标注面可能并不与其实际理论面重合，可能在其厚度面或中面上。

举例来说，由于目标组件与近似组件理论面平行，可以求取其理论面间的距离，记为d(以下距离都可能为负值，取决于其向量方向)。

通过系统提供的接口，可以获取目标组件与近似组件的厚度，分别为t1和t2。

求取目标组件理论面与目标标注面的距离，记为s1。设s1＝kt1，k为系数

当目标组件实际理论面与目标标注面重合时，k为0；当目标标注面与厚度面重合时，s1为1或-1(取决于板的朝向)；当实际理论面在中面时，s1为0.5或-0.5。

若目标组件在d方向上其标注面一维坐标为x1，近似组件的标注面记为x2，那么x2的值为x2＝x1+d+kt2–kt；由x2和法向方向d可联合求得近似组件标注面。标注面间距dx有dx＝x2–x1＝d+kt2–kt1；求得近似组件的标注面后，需要获取相应吉尼斯拓扑元素(ttrs)。根据复制对象不同，拓扑元素也不同。

标注复制对象分为文本标注复制和尺寸标注复制。文本标注复制的依赖拓扑元素为面，而尺寸标注则较为复杂。尺寸标注主要有两点距离，点线距离，线线距离，线线夹角，直线长，弧长，半径，直径等。

以点线距离标注为例，其依赖的拓扑元素即为一个点与一条线。主要通过重心搜寻和投影搜寻方法在目标的相似组件上找到对应的点与线。

重心搜寻方法是通过计算目标组件与近似组件的重心，以重心为中心向外寻找等距离的拓扑元素的方法。将目标组件重心记作cog1，近似组件重心记作cog2，其投射向量为vcog，即有vcog＝cog2–cog；目标组件拓扑元素位置记为pos1，近似组件位置记为pos2，搜寻范围为t，则有pos1–cog1+vcog–t<pos2–cog2<pos1–cog1+vcog+t。重心搜寻方法适用于形状构造极其相似的组件，优点是组件位置在法向方向上不需要一致，缺点是对于形状有较多差异的组件无法复制标注。

不同于重心搜寻方法，投影搜寻方法是假定两块组件在理论平面方向上有重叠部分，且其依赖拓扑元素可以直接通过投影方式寻找到。将两块板重心在理论平面上的偏移量记为dz，有pos1+dx’+dz–t<pos2<pos1+dx’+dz+t，其中，dx’为模为dx，由目标组件指向近似组件的法向向量。投影搜寻方法适用于形状差别较大，然而局部相似的组件复制。其优点在于复制标注时，只需组件在局部构造有较高的相似度，再给定确定的偏移量，即可得到满意的复制结果。

于本发明的一实施例中，对复制后新生成的三维标注进行样式设置，包括相同的属性如字体样式，大小，居中方式等。

如图3所示，展示本发明于一实施例中的电子装置示意图，所述电子装置包括：处理器302，用于执行存储器301存储的计算机程序；存储器301，其上存储有计算机程序，该程序被处理器302执行时实现所述船舶分段零件三维标注方法。

所述存储器301可能包含随机存取存储器(randomaccessmemory，简称ram)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatilememory)，例如至少一个磁盘存储器。

所述处理器302可以是通用处理器，包括中央处理器(centralprocessingunit，简称cpu)、网络处理器(networkprocessor，简称np)等；还可以是数字信号处理器(digitalsignalprocessing，简称dsp)、专用集成电路(applicationspecificintegratedcircuit，简称asic)、现场可编程门阵列(field－programmablegatearray，简称fpga)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述所述的船舶分段零件三维标注方法。

所述计算机可读存储介质，本领域普通技术人员可以理解：实现上述各方法实施例的全部或部分步骤可以通过计算机程序相关的硬件来完成。前述的计算机程序可以存储于一计算机可读存储介质中。该程序在执行时，执行包括上述各方法实施例的步骤；而前述的存储介质包括：rom、ram、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

综上所述，本发明的一种船舶分段零件三维标注方法、电子装置及存储介质，通过导入已建立的船舶分段零件的三维模型；获取所述三维模型中各零件对应的拓扑结构信息集，依据所述拓扑结构信息集得到多个对应所述零件的视图集，将所述视图集中呈现对应零件面积最大的视图作为标注视图；在各所述标注视图上，自动生成对应所述零件的三维标注信息，并存储于预设的标注集，以便调用所述零件的标注信息。

本发明能够快速实现船舶分段零件标注，减少人工操作，提高设计效率，满足数字化船舶设计制造的需要。

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。