用于粘胶建模的信息提取方法、粘胶的建模方法和相关装置与流程

1.本发明涉及汽车粘胶建模领域，尤其涉及一种用于粘胶建模的信息提取方法、一种粘胶的建模方法、计算机可读存储介质和计算机设备。


背景技术：

2.汽车钣金件之间通常通过密封粘胶进行连接，例如结构胶、膨胀胶等。这种密封粘胶强度高、施工简单，而且耐腐蚀、耐疲劳，广泛地应用在汽车钣金件的连接中。
3.传统的粘胶cae（computer aided engineering）建模方式为工程师手动选择单个粘胶几何，然后通过肉眼观察粘胶的几何边界，并将其转化成几何中线，最后再结合相邻部件的相关数据生成连接信息。这种操作方法繁琐耗时，而且由于粘胶数量众多，容易出错或遗漏。


技术实现要素：

4.本发明的一个方面要解决的技术问题是如何高效批量地从粘胶的几何拓扑中进行信息提取。
5.此外，本发明的其它方面还旨在解决或者缓解现有技术中存在的其它技术问题。
6.本发明提供了一种用于粘胶建模的信息提取方法、粘胶的建模方法、计算机可读存储介质和计算机设备，具体而言，根据本发明的一方面，提供了：一种用于粘胶建模的信息提取方法，其中，包括通过计算机程序执行如下步骤：s1：根据所述粘胶的几何拓扑，对所述粘胶的所有边进行遍历，获取如下几何边，所述几何边属于所述粘胶的边界边，并将所述几何边相应地存入到如下边组中，所述边组配属于所述几何边所属的边界边；s2：根据所述边组得到所述粘胶的几何中线。
7.可选地，根据本发明的一种实施方式，步骤s1包括如下子步骤：s11：根据所述粘胶的几何拓扑，随机选取一条几何边，s12：判断所述几何边是否属于内部边，如是，则执行步骤s14，如否，则执行步骤s13；s13：将所述几何边存入到所述边组中，通过所述几何边获取所述边界边的其它所有几何边并将其存入到所述边组中；s14：判断所有边是否遍历完成，如是，则执行步骤s2，如否，则执行步骤s15；s15：根据所述粘胶的几何拓扑，重新选取一条未经选取的几何边，并返回执行步骤s12。
8.可选地，根据本发明的一种实施方式，步骤s13包括如下子步骤：s131：将所述几何边存入到所述边组中，获取所述几何边的两条相邻边为第一相邻边和第二相邻边，并同时执行步骤s132和步骤s133；s132：判断所述第一相邻边是否与所述几何边满足连续边界条件；如果是，则执行
步骤s134，如果否，则执行步骤s14；s133：判断所述第二相邻边是否与所述几何边满足连续边界条件；如果是，则执行步骤s135，如果否，则执行步骤s14；s134：将所述第一相邻边存入到所述边组中，获取所述第一相邻边除所述几何边之外的相邻边为第三相邻边，将当前的几何边更新为所述第一相邻边，然后将当前的第一相邻边更新为所述第三相邻边，返回执行步骤s132；s135：将所述第二相邻边存入到所述边组中，获取所述第二相邻边除所述几何边之外的相邻边为第四相邻边，将当前的几何边更新为所述第二相邻边，然后将当前的第二相邻边更新为所述第四相邻边，返回执行步骤s133。
9.可选地，根据本发明的一种实施方式，在步骤s131中，获取所述几何边的第一顶点和第二顶点，获取以所述第一顶点为顶点的另一条边为所述几何边的第一相邻边，获取以所述第二顶点为顶点的另一条边为所述几何边的第二相邻边。
10.可选地，根据本发明的一种实施方式，步骤s132和s133分别包括如下步骤：分别求出相应的相邻边和所述几何边在其共同顶点处的切线，判断所述切线之间的夹角是否小于角度阈值，如果是，则证明所述相应的相邻边与所述几何边满足连续边界条件，如果否，则证明不满足。
11.可选地，根据本发明的一种实施方式，所述角度阈值为40
°
。
12.可选地，根据本发明的一种实施方式，所述角度阈值为30
°
。
13.可选地，根据本发明的一种实施方式，所述步骤s2包括如下子步骤：s21：从所述边组中获取两条最长的边界边；s22：通过所述两条最长的边界边求出所述几何中线。
14.可选地，根据本发明的一种实施方式，所述信息提取方法还包括如下步骤：s3：根据所述粘胶的几何中线，读取所述粘胶的邻近部件的几何信息并且生成相应的连接信息。
15.根据本发明的另一方面，本发明提供了一种粘胶的建模方法，其中，包括以上所述的信息提取方法。
16.根据本发明的再一方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，在所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现以上所述的信息提取方法。
17.根据本发明的再一方面，本发明提供了一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现以上所述的信息提取方法。
18.本发明的有益之处包括：1. 通过算法对粘胶的几何拓扑进行自动提取，可以实现对粘胶的批量信息提取和建模；2. 对粘胶的所有几何边进行遍历并求出几何中线，所得的几何中线数据更加准确，减少了人工操作的误差和遗漏；3. 通过连续边界算法对边界边进行求取，能够更精确地求得最长的两条边界边，从而提高最终求出的几何中线的精确度。
附图说明
19.参考附图，本发明的上述以及其它的特征将变得显而易见，其中，图1示出根据本发明的一个实施方式提出的信息提取方法的总流程图；图2示出粘胶的几何拓扑的示意图，在其中示出了提取粘胶信息的方法；图3示出根据本发明的一个实施方式提出的信息提取方法的流程图，在其中示出了所有子步骤。
具体实施方式
20.容易理解，根据本发明的技术方案，在不变更本发明实质精神的条件下，本领域的一般技术人员可以提出可相互替换的多种结构方式以及实现方式。因此，以下具体实施方式以及附图仅是对本发明的技术方案的示例性说明，而不应当视为本发明的全部或者视为对本发明技术方案的限定或限制。
21.在本说明书中提到或者可能提到的上、下、左、右、前、后、正面、背面、顶部、底部等方位用语是相对于各附图中所示的构造进行定义的，它们是相对的概念，因此有可能会根据其所处不同位置、不同使用状态而进行相应地变化。所以，也不应当将这些或者其他的方位用语解释为限制性用语。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”等或类似表述仅用于描述与区分目的，而不能理解为指示或暗示相应的构件的相对重要性。
22.本发明的用于粘胶建模的信息提取方法主要基于对粘胶进行的cae建模，在这种建模的方法中，粘胶的cad（computer aided design）模型、即几何拓扑为已知，当然本发明的信息提取方法也可以适用于对粘胶的其它建模方式，只要其需要根据已知的几何拓扑对粘胶进行信息提取。本发明的信息提取方法的技术特征和技术步骤可以基于各种计算机建模软件（例如ansa等）进行理解和实施，并且根据已知的粘胶cad模型、或者说几何拓扑来得到所需的粘胶的几何信息，简化建模步骤，提高建模效率。
23.本发明旨在对粘胶进行建模时的主要信息提取方式进行创新，因此在说明书中并没有涉及建模方法的全部操作步骤和过程，在说明书中未提及的建模的方法与过程可以从现有技术中获知。
24.在对粘胶进行建模之前，在建模软件中存储有粘胶的cad模型信息，即粘胶的几何拓扑信息。这些几何拓扑信息足以说明粘胶的所有几何边的信息。在执行粘胶建模时，需要从这些几何拓扑信息中提取或计算粘胶的相关特征参数，以达到自动化信息提取的效果。而对于粘胶而言，需要从几何拓扑信息中得到的最关键信息是粘胶的几何中线，由几何中线可以求出粘胶的其它几何信息以及与邻近部件的连接信息，但是，几何中线这一信息无法直接从粘胶的几何拓扑信息中获取。
25.参考图1，其示出根据本发明的一个实施方式提出的信息提取方法的总流程图。在本发明中，提出了一种信息提取方法，以用于自动化地从几何拓扑信息中获取粘胶的几何中线，包括通过计算机程序执行如下步骤：s1：根据所述粘胶的几何拓扑，对所述粘胶的所有边进行遍历，获取如下几何边，所述几何边属于所述粘胶的边界边，并将所述几何边存入到边组中，所述边组配属于所述几何边所属的边界边；s2：根据所述边组得到所述粘胶的几何中线。
26.s3：根据所述粘胶的几何中线，读取所述粘胶的邻近部件的几何信息并且生成相应的连接信息。
27.在步骤s1中，“对粘胶的所有边进行遍历”是指对粘胶的几何拓扑中的所有几何边都至少选取一次，使得没有几何边的信息被遗漏。这个过程通过算法在软件的数据库中自动化地进行，可以减少因为人工操作导致的误差或遗漏。
28.在步骤s1中，“边界边”这一概念专门针对通常使用的长条形的粘胶，参考图2，其示出粘胶的几何拓扑的示意图。图2中的黑点仅仅是示意性地绘制在图上用于指示几何边的顶点，而在实际的粘胶几何拓扑中并不包括这些黑点的形状。在此定义成，这种条形粘胶具有4个边界边ea、eb、ec、ed，即形成条形粘胶边界的2个长的边界边eb、ed和2个短的边界边ea、ec。2个长的边界边eb、ed基本上界定了条形粘胶的延伸长度和延伸方向，所以可以通过2个长的边界边eb、ed来求出能够代表条形粘胶的几何拓扑信息的几何中线。由于长条形的粘胶的几何拓扑通常由多个类似矩形的小的条形粘胶的几何拓扑拼接而成，所以每个长的边界边eb、ed在几何拓扑中被分成多个几何边，而每个短的边界边ea、ec一般只包括一个几何边ea、ec，当然短的边界边也有可能包括多个几何边。由此，在本发明的信息提取方法中，设置有4个边组，这4个边组分别用来存储4个边界边ea、eb、ec、ed所包括的所有几何边。
29.在此定义“连续边界”这一概念，“连续边界”并不包括所有连接在一起的边，而是只包括连接在一起、并且之间的拐角小于一定角度值的两条边。满足“连续边界”的两条几何边首先需要有一个共同的顶点，并且两条几何边在这个顶点处的切线之间的夹角（通过这个夹角来代表两条边之间的拐角）需要小于一个角度阈值α，这个角度阈值α将在下文详细叙述。这个角度阈值α通常为小于45
°
的锐角，这样，由于4个边界边ea、eb、ec、ed之间的拐角都一定大于该角度阈值α，所以其彼此都不满足互为连续边界的条件，即4个边界边中的任何一条边与其相邻边都不满足连续边界条件。由此可推知，一个边界边中的任意一条几何边与另一个边界边中的任意一条几何边都不满足连续边界条件。这样，在对粘胶的所有边进行遍历之后，可以将4个边界边分别包含的几何边区分开来，得到4个分别包含边界边ea、eb、ec、ed的所有几何边的边组。在此需要说明的是，由于长条形的粘胶的几何拓扑通常由多个类似矩形的小的条形粘胶的几何拓扑拼接而成，因此在粘胶的几何拓扑中存在有两种类型的几何边，一种是属于上述边界边ea、eb、ec、ed或其部分的几何边，如图中的ei、e
i+1
、e
i-1
，这些几何边拼凑成上述边界边ea、eb、ec、ed中的长边eb、ed（在本发明中，为了更好的区分，虽然ei、e
i+1
、e
i-1
这类边属于上述边界边eb、ed的一部分，但并不将其称为边界边），以及图中的ea、ec，其本身就是上述边界边；而另一种几何边则是由于拼接形成的几何拓扑的原因而处于粘胶的几何边界轮廓的内部的内部边，在图2中示例性地示出了内部边ej，当然内部边可以有多个，当遍历到内部边时，应该跳过内部边而重新选取几何边，因为无法通过对内部边进行处理而获得边界边所包含的几何边。内部边和边界边的区别在于，内部边在几何拓扑中属于两个面的公共边，而边界边只属于一个面的边，可以通过这个区别在算法中判断几何边是否属于内部边。
30.参考图3，其示出根据本发明的一个实施方式提出的信息提取方法的流程图，在其中示出了所有子步骤。
31.步骤s1包括如下子步骤：s11：根据所述粘胶的几何拓扑，随机选取一条几何边，
s12：判断所述几何边是否属于内部边，如是，则执行步骤s14，如否，则执行步骤s13；s13：将所述几何边存入到所述边组中，通过所述几何边获取所述边界边的其它所有几何边并将其存入到所述边组中；s14：判断所有边是否遍历完成，如是，则执行步骤s2，如否，则执行步骤s15；s15：根据所述粘胶的几何拓扑，重新选取一条未经选取的几何边，并返回执行步骤s12。
32.步骤s1为一种循环语句。在步骤s11中随机对粘胶的几何边进行选取，并进行后续操作。在步骤s12中，判断几何边是否属于内部边，如果该几何边属于内部边，如几何边/内部边ej，则无法通过该几何边确定边界边，那么就跳过步骤s13中存储该几何边、以及通过该几何边获取粘胶的边界边的其它几何边的步骤，直接执行步骤s14。而如果该几何边属于边界边或其一部分，如几何边ei，那么执行步骤s13。在步骤s13中，首先存储该几何边，然后通过该几何边获取包含该几何边的边界边的其它所有几何边，并将其存入相应的边组中。然后执行步骤s14，判断所有边是否遍历完成，如果所有边都已经遍历完成，则直接执行步骤s2，如果所有边还没有遍历完成，则执行步骤s15，即选取一条未经选取的几何边，然后再次从s12进行执行，避免对同一条几何边选取两次。这样，通过步骤s1可以对粘胶的所有边进行遍历。
33.参考图3，步骤s13包括如下子步骤：s131：将所述几何边（ei）存入到所述边组中，获取所述几何边的两条相邻边为第一相邻边和第二相邻边，并同时执行步骤s132和步骤s133；s132：判断所述第一相邻边是否与所述几何边满足连续边界条件；如果是，则执行步骤s134，如果否，则执行步骤s14；s133：判断所述第二相邻边是否与所述几何边满足连续边界条件；如果是，则执行步骤s135，如果否，则执行步骤s14；s134：将所述第一相邻边存入到所述边组中，获取所述第一相邻边除所述几何边之外的相邻边为第三相邻边，将当前的几何边更新为所述第一相邻边，然后将当前的第一相邻边更新为所述第三相邻边，返回执行步骤s132；s135：将所述第二相邻边存入到所述边组中，获取所述第二相邻边除所述几何边之外的相邻边为第四相邻边，将当前的几何边更新为所述第二相邻边，然后将当前的第二相邻边更新为所述第四相邻边，返回执行步骤s133。
34.上述步骤s13的子步骤详述了如何通过几何边来获取其所属的边界边的其它几何边。再次参考图2，在其中示例性地示出了通过几何边获取相应边界边的其它几何边的方法。首先在步骤s131中，获取该几何边的两个顶点，例如在图2中该几何边为ei，其两个顶点为v
i-1
、v
i+1
，在此将这两个顶点称为第一顶点v
i-1
和第二顶点v
i+1
。然后分别获取以第一顶点v
i-1
为顶点的另一条边e
i-1
为所述几何边ei的第一相邻边e
i-1
，获取以第二顶点v
i+1
为顶点的另一条边e
i+1
为所述几何边ei的第二相邻边e
i+1
。接下来分别执行步骤s132和s133，在步骤s132中判断所述第一相邻边e
i-1
和所述几何边ei是否满足连续边界条件，如果是，就执行步骤s134，即将第一相邻边e
i-1
相应地存入到所述边组中，获取第一相邻边e
i-1
除所述几何边ei之外的相邻边为第三相邻边e
i-2
，将当前的几何边更新为所述第一相邻边e
i-1
，将当前的
第一相邻边更新为所述第三相邻边e
i-2
，并返回执行步骤s132，也就是说，此时采用第一相邻边e
i-1
作为几何边，并以第一相邻边e
i-1
的另外一个顶点v
i-2
作为顶点来求出第一相邻边e
i-1
的相邻边e
i-2
，然后继续判断第三相邻边e
i-2
与第一相邻边e
i-1
是否满足连续边界条件；如果否，则该几何边ei与第一相邻边e
i-1
不满足连续边界条件，此时直接执行步骤s14。在步骤s133中判断所述第二相邻边e
i+1
和所述几何边ei是否满足连续边界条件，如果是，就执行步骤s135，即将第二相邻边e
i+1
相应地存入到所述边组中，获取第二相邻边e
i+1
除所述几何边ei之外的相邻边e
i+2
为第四相邻边e
i+2
，将当前的几何边更新为所述第二相邻边e
i+1
，将当前的第二相邻边e
i+1
更新为所述第四相邻边e
i+2
，并返回执行步骤s133，也就是说，此时采用第二相邻边e
i+1
作为几何边，并以第二相邻边e
i+1
的另外一个顶点v
i+2
作为顶点来求出第二相邻边e
i+1
的相邻边e
i+2
，然后继续判断第四相邻边e
i+2
与第二相邻边e
i+1
是否满足连续边界条件；如果否，则该几何边ei与第二相邻边e
i+1
不满足连续边界条件，此时直接执行步骤s14。
35.步骤s132和s133分别包括如下子步骤：分别求出相应的相邻边和所述几何边在共同的顶点处的切线，判断所述切线之间的夹角是否小于角度阈值α，如果是，则证明相应的相邻边与所述几何边满足连续边界条件，如果否，则证明不满足。
36.由于步骤s132和s133除了分别针对第一相邻边和第二相邻边之外其它基本相同，因此本领域技术人员能够通过“相应的”这种表述毫无疑问地确定在上述子步骤中的相邻边属于哪一个相邻边，而不会产生歧义。
37.概括地说，连续边界条件的判定是根据几何边和其相邻边分别在两者的共同的顶点处的切线之间的夹角来判断的。再次参考图2，在步骤s132中，首先求出了几何边ei在第一顶点v
i-1
处的切线t1为第一切线t1以及第一相邻边e
i-1
在第一顶点处v
i-1
的切线t2为第二切线t2，并判断两个切线之间的夹角是否小于角度阈值α；在步骤s133中，首先求出了几何边ei在第二顶点v
i+1
处的切线t3为第三切线t3以及第二相邻边e
i+1
在第二顶点v
i+1
处的切线t4为第四切线t4，并判断两个切线之间的夹角是否小于角度阈值α。
38.需要强调的是，在此所说的第一切线t1与第二切线t2、第三切线t3与第四切线t4之间的夹角是指直线之间小于等于90
°
的夹角，而不是指大于90
°
的夹角。角度阈值α是提前预设好的，角度阈值α例如为40
°
，优选为30
°
。这种判定方式的原理是，在一般条形粘胶的几何拓扑中，长的边界边eb、ed和短的边界边ea、ec在其共同的顶点处的切线之间的夹角的角度大于这个角度阈值α，例如大于40
°
。而长的边界边eb、ed所包含的几何边在其共同的顶点的切线之间的角度小于这个角度阈值α，例如小于40
°
，由此可以判断出几何边与其相邻边是否属于同一条长的边界边。几何边与其相邻边在共顶点处的切线的角度小于角度阈值α这个条件被称为连续边界条件，满足连续边界条件的几何边属于同一条长的边界边eb、ed。通过连续边界的判定方式，可以精确地从粘胶的几何拓扑中获取属于一条边界边的所有几何边，而无需通过人工目测的方法获得这些边。
39.步骤s2包括如下子步骤：s21：从所述边组中获取两条最长的边界边；s22：通过所述两条最长的边界边求出所述几何中线。
40.在步骤s21中，从四个分别包含相应边界边的所有几何边的边组中求出总长度最
长的两个边组，总长度最长的两个边组中分别包含了图2中的边eb、ed的所有几何边，由此能够求得边界边eb、ed，并在步骤s22中通过这两条边界边eb、ed求出粘胶的几何中线，这一步骤可以通过软件自动进行。
41.最后，在步骤s3中，通过粘胶的几何中线，读取粘胶的邻近部件的几何信息并且生成相应的连接信息，至此，本发明的信息提取方法结束。
42.当在软件中存在多个粘胶的几何拓扑时，可以分别对每个粘胶的几何拓扑进行遍历，即对每个粘胶的几何拓扑实施以上的信息提取方法，从而实现对粘胶进行批量的信息提取，而无需通过人工的方式对粘胶逐个建模，提高了建模的效率。
43.根据本发明的另一方面，还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现上述信息处理方法的步骤。
44.该计算机可读存储介质可以包括：u盘、移动硬盘、只读存储器(read-only memory，rom)、随机存取存储器(random access memory，ram)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
45.对于本发明所提供的计算机可读存储介质的介绍请参照上述方法实施例，本发明在此不做赘述。
46.根据本发明的再一方面，还提供了计算机设备，所述计算机设备包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述信息提取方法的步骤。
47.应当理解的是，所有以上的优选实施例都是示例性而非限制性的，本领域技术人员在本发明的构思下对以上描述的具体实施例做出的各种改型或变形都应在本发明的法律保护范围内。