一种发动机罩前缘基准线的自动划线方法及系统与流程

1.本技术涉及车辆研发安全领域，尤其涉及一种发动机罩前缘基准线的自动划线方法及系统。


背景技术：

2.行人保护是车辆研发安全领域需要考虑的一项重要内容。在行人碰撞仿真分析中，发动机罩碰撞区域的准确划分是一项关键技术。
3.发动机罩碰撞区域由发动机罩前缘基准线、侧缘基准线、后面基准线以及包络线等共同构成，故上述基准线和包络线的准确划分对发动机罩碰撞区域的准确划分影响重大。
4.目前针对发动机罩前缘基准线主要采用人工手动划线。例如，划线人员拿杆按法规贴合车辆前缘形成贴合轨迹，该贴合轨迹则被认定为发动机罩前缘基准线。这种人工划线方式准确率较低。


技术实现要素：

5.本发明提供了一种发动机罩前缘基准线的自动划线方法，用以替代人工划线方式，能够解决人工划线准确率较低的问题，实现高精度自动划线的目的。
6.本发明公开了一种发动机罩前缘基准线的自动划线方法，所述方法包括：
7.基于目标车辆的发动机罩，构建机罩有限元模型；
8.基于所述目标车辆对应的三维坐标系，构建若干机罩竖直截面；所述若干机罩竖直截面平行于所述目标车辆的y基准平面；
9.将所述若干机罩竖直截面和所述机罩有限元模型进行交汇，在所述机罩有限元模型上对应形成若干分割交线；
10.将所述若干分割交线中的每条分割交线划分为若干节点；
11.在所述每条分割交线中，根据所述若干节点确定出和法规线距离最小的目标节点；
12.根据所述每条分割交线的目标节点，确定所述发动机罩前缘基准线。
13.优选的，所述所述若干机罩竖直截面依次平行于所述目标车辆的y基准平面且等间距。
14.优选的，在所述机罩有限元模型上对应形成若干分割交线，包括：
15.在所述机罩有限元模型上对应形成若干等间距的分割交线。
16.优选的，所述将所述若干分割交线中的每条分割交线划分为若干节点，包括：
17.将所述每条分割交线进行线性网格划分，得到若干等间距节点；其中，所述线段网格大小可调。
18.优选的，所述将所述若干分割交线中的每条分割交线划分为若干节点之后，所述方法还包括：
19.对高度小于预设距离阈值的节点进行过滤。
20.优选的，所述法规线通过划线工具所在平面向所述目标车辆的x基准平面的方向倾斜50
°
后，在所述目标车辆的y基准平面投影得到；其中，所述划线工具所在平面和所述目标车辆的x基准平面平行。
21.优选的，所述在所述每条分割交线中，根据所述若干节点确定出和法规线距离最小的目标节点，包括：
22.针对每条分割交线，利用公式确定出所述分割交线中的所述若干节点相对所述法规线的距离；其中，x、z为节点的坐标；所述法规线和所述分割交线处于同一平面；
23.基于所述若干节点相对所述法规线的距离进行比较，确定出和所述法规线距离最小的目标节点。
24.本发明公开了一种发动机罩前缘基准线的自动划线系统，包括：
25.第一构建模块，用于基于目标车辆的发动机罩，构建机罩有限元模型；
26.第二构建模块，用于基于所述目标车辆对应的三维坐标系，构建若干机罩竖直截面；所述若干机罩竖直截面平行于所述目标车辆的y基准平面；
27.交汇模块，用于将所述若干机罩竖直截面和所述机罩有限元模型进行交汇，在所述机罩有限元模型上对应形成若干分割交线；
28.划分模块，用于将所述若干分割交线中的每条分割交线划分为若干节点；
29.第一确定模块，用于在所述每条分割交线中，根据所述若干节点确定出和法规线距离最小的目标节点；
30.第二确定模块，用于根据所述每条分割交线的目标节点，确定所述发动机罩前缘基准线。
31.本发明公开了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方法的步骤。
32.本发明公开了一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现上述方法的步骤。
33.通过本发明的一个或者多个技术方案，本发明具有以下有益效果或者优点：
34.本发明通过构建平行于所述目标车辆的y基准平面的若干机罩竖直截面和机罩有限元模型进行交汇，以对应形成若干分割交线；并确定出各分割交线中距离法规线最近的目标节点，再连点成线得到发动机罩前缘基准线。通过上述方案能够替代人工划线方式，实现高精度自动划线的目的。
35.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
36.通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明
的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
37.图1示出了根据本发明一个实施例的发动机罩前缘基准线的自动划线方法流程图；
38.图2示出了根据本发明一个实施例的目标车辆的三维坐标系的示意图；
39.图3示出了根据本发明一个实施例的法规线相关的示意图；
40.图4示出了根据本发明一个实施例的发动机罩前缘基准线的自动划线系统的示意图。
具体实施方式
41.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
42.下面请参看图1，是本发明实施例提供发动机罩前缘基准线的自动划线方法的流程图，具体包括下述步骤：
43.步骤101，基于目标车辆的发动机罩，构建机罩有限元模型。
44.步骤102，基于目标车辆对应的三维坐标系，构建若干机罩竖直截面。
45.步骤103，将若干机罩竖直截面和机罩有限元模型进行交汇，在机罩有限元模型上对应形成若干分割交线。
46.步骤104，将若干分割交线中的每条分割交线划分为若干节点。
47.步骤105，在每条分割交线中，根据若干节点确定出和法规线距离最小的目标节点。
48.步骤106，根据每条分割交线的目标节点，确定发动机罩前缘基准线。
49.通过上述方案来替代人工划线方式，能够解决人工划线准确率较低的问题，实现高精度自动划线的目的。
50.在步骤101中，目标车辆指需要划线的车辆。基于目标车辆构建的机罩有限元模型指由目标车辆的发动机罩为基础得到的初始模型，该机罩有限元模型中包含发动机罩的部件信息，无需施加网格划分、材料、属性等参数。
51.在步骤102中，目标车辆对应的三维坐标系请参看图2，其为行业内通用坐标系。本实施例基于三维坐标系中的y基准平面构建若干机罩竖直截面。以图2中的y基准平面为基础，向+y方向(也可以向-y方向)依次等间距构建若干机罩竖直截面。因此，得到的若干机罩竖直截面依次平行于y基准平面且等间距。等间距具体指两两相邻的机罩竖直截面构成的间距d相等，该间距d根据实际情况和精度要求可调整大小，例如，间距设置为5mm，10mm，20mm，50mm等等，从而增强本技术方案的自适应性和可扩展性。间距d越小，划线精度越高，但计算量会增加。结合计算量和划线精度考虑，优选10mm，但并不形成限制。进一步的，机罩竖直截面的具体数量由机罩有限元模型在+y方向的宽度和两两相邻的机罩竖直截面构成的间距d决定。机罩有限元模型在+y方向的宽度是机罩有限元模型宽度的一半。假设机罩有限元模型在+y方向的宽度为l，则数量n＝l/d。
52.在步骤103中，通过竖直截面与机罩有限元模型曲面相交，则会生成对应的分割交
线。在曲面相交的过程中，若干竖直截面可一并与机罩有限元模型曲面相交，对应形成若干分割交线；也可以单个竖直截面依次与机罩有限元模型曲面相交，对应形成分割交线，而相交次数由机罩竖直截面的数量而定。进一步的，由于若干机罩竖直截面依次平行于y基准平面且等间距，则在曲面相交后，机罩有限元模型上会对应形成若干等间距的分割交线。
53.在步骤104中，将每条分割交线进行线性网格划分，得到若干等间距节点，该节点为分割交线离散成的等间距点。其中，线段网格根据实际情况和精度要求调整大小，例如为0.3mm，0.5mm，1mm等等，从而增强本技术方案的自适应性和可扩展性。
54.进一步的，在得到若干等间距节点后，由于目标车辆的高度要求，对高度小于预设距离阈值的节点进行过滤。例如，在+z向，高度小于600mm的区域不属于目标车辆的发动机罩碰撞区域，故过滤+z向坐标值《600mm的节点，保留600mm以上的节点，由此能够减少非必要计算量，并且保证划线精度。
55.步骤105中，基于法规《汽车对行人的碰撞保护》(gbt24550-2009)对于发动机罩前缘基准线的定义，本实施例在确定和法规线距离最小的目标节点的过程中，需计算若干节点相对法规线的距离，并从中寻找和法规线距离最小的目标节点。
56.在此之前，需要事先确定出法规线。具体的，在确定法规线的过程中，结合图2中的三维坐标系参看图3，先将划线工具(例如直尺)所在平面1和目标车辆的x基准平面平行，再通过划线工具所在平面1向目标车辆的x基准平面的方向倾斜50
°
后，在目标车辆的y基准平面进行投影，进而得到符合《汽车对行人的碰撞保护》的法规线2。由于法规线2在目标车辆的y基准平面进行投影，故其对应的投影线方程为：x-1.192z+1525.2＝0，由此，可节点到划线工具所在平面的距离，转化为节点到法规线2的距离。
57.在计算每条分割交线对应的若干节点相对法规线的距离时，针对每条分割交线，利用公式确定出分割交线中的若干节点相对法规线的距离，x、z为节点坐标。基于若干节点相对法规线的距离进行比较，确定出和法规线距离最小的目标节点。
58.具体的，在计算之前，需保证法规线和待计算的分割交线处于同一平面。也即：需将法规线映射至该分割交线所在的平面上，保证两者处于同一平面，才能精准计算出该分割交线上的各节点到法规线的距离。以图3为例，示出了某条分割交线3上的各节点4到法规线2上的各距离d。本实施例的主要目的就是寻找出d值最小的目标节点。
59.在上述实施例中，参照了符合《汽车对行人的碰撞保护》的法规线来计算各节点与法规线的距离，并从中确定出与法规线距离最小的目标节点。因此，基于目标节点能够得到准确度较高的发动机罩前缘基准线。
60.在步骤106中，将各分割交线中的目标节点依次连点成线，则得到目标基线。由于本实施例是以+y向构建机罩竖直截面，因此首个竖直截面是处于机罩有限元模型中间的竖直截面，故此时获得的目标基线只是一半的前缘基线，据此将目标基线进行镜像，则得到整个发动机罩的前缘基准线。
61.上述技术方案中，通过构建若干机罩竖直截面和机罩有限元模型进行相交得到对应的若干分割交线，并以符合《汽车对行人的碰撞保护》的法规线为参照，计算各分割交线上的各节点到法规线的距离，进而精准确定出每条分割交线上和法规线距离最小的目标节
点，基于目标节点能够得到准确度较高的发动机罩前缘基准线。通过上述方式可对任意型号的车辆进行自动划线，以替代人工划线方式，实现针对任意车辆进行高精度自动划线的目的。
62.基于与前述实施例中同样的发明构思，本发明实施例还提供一种发动机罩前缘基准线的自动划线系统，参看图4，包括：
63.第一构建模块401，用于基于目标车辆的发动机罩，构建机罩有限元模型；
64.第二构建模块402，用于基于所述目标车辆对应的三维坐标系，构建若干机罩竖直截面；所述若干机罩竖直截面平行于所述目标车辆的y基准平面；
65.交汇模块403，用于将所述若干机罩竖直截面和所述机罩有限元模型进行交汇，在所述机罩有限元模型上对应形成若干分割交线；
66.划分模块404，用于将所述若干分割交线中的每条分割交线划分为若干节点；
67.第一确定模块405，用于在所述每条分割交线中，根据所述若干节点确定出和法规线距离最小的目标节点；
68.第二确定模块406，用于根据所述每条分割交线的目标节点，确定所述发动机罩前缘基准线。
69.发动机罩前缘基准线的自动划线系统中各组成模块的具体实施过程可参看前述实施例，在此则不再赘述。
70.基于与前述实施例中同样的发明构思，本发明实施例还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前文任一所述方法的步骤。
71.基于与前述实施例中同样的发明构思，本发明实施例还提供一种计算机设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现前文任一所述方法的步骤。
72.在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
73.在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
74.类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
75.本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单
元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
76.此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
77.本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(dsp)来实现根据本发明实施例的网关、代理服务器、系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
78.应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。