一种基于局部坐标变换的边缘构件参数计算方法与流程

1.本发明涉及工程设计领域，特别是一种基于局部坐标变换的边缘构件参数计算方法。


背景技术：

2.我国的高层建筑及超高层建筑大多都含有剪力墙结构，尤其是在民用住宅中，剪力墙结构应用普遍。剪力墙结构的墙柱施工图设计是施工图设计十分重要的一环，墙柱施工图中边缘构件的形状复杂多变，而施工图标准中又必须对边缘构件进行大样绘制。若是人工绘制边缘构件大样，费时费力，因此采用计算机自动绘制可以极大的提高生产效率。
3.在进行电脑软件自动绘制边缘构件的时候，根据绘图经验，可以将边缘构件进行分类，例如一字型边缘构件、t字形边缘构件、z字形边缘构件等，所以在自动绘图的过程中，可以通过顶点坐标判断当前边缘构件的类型，从而当前边缘构件的类型的图例复制到当前边缘构件的位置，完成边缘构件的绘制，不需要重复绘图，提高了边缘构件绘制的效率。
4.但是，上述方法绘制边缘构件存在的问题是，虽然能确定边缘构件的类型和图例，但是并不能根据类型和图例直接得到边缘构件的大样，当前边缘构件应该放在图纸坐标系下的哪个位置、偏转角是多少，尺寸参数是多少，这些绘制边缘构件大样的具体参数是不清楚的。


技术实现要素：

5.本发明的目的在于，在采用程序软件自动绘制边缘构件的方法中，除了根据当前边缘构件的顶点参数确定边缘构件的类型以外，还需要获取待绘制边缘构件的定位信息、偏转角和尺寸参数，以使得各类型的边缘构件能根据具体设计方案的不同而自动完成大样绘制，因此，提出了一种基于局部坐标变换的边缘构件参数计算方法。
6.为了实现上述目的，本发明采用的技术方案为：一种基于局部坐标变换的边缘构件参数计算方法，具体包括以下步骤：s1，获取当前边缘构件在图纸坐标系下的原始顶点坐标；s2、将所述原始顶点坐标转换到标准坐标系下的参考顶点坐标，所述标准坐标系为标准边缘构件图例库中采用的坐标系；s3，根据所述参考顶点坐标计算所述当前边缘构件的尺寸参数、图样定位点和偏转角度；s4，将所述图样定位点转换到所述图纸坐标系下得到参考定位点；s5，根据所述参考定位、尺寸参数和偏转角度绘制当前边缘构件的大样图。
7.作为本发明的优选方案，步骤s2具体包括以下步骤：s21，以标准边缘构件的一条边为x轴，与x轴垂直的一条边为y轴建立所述标准坐标系，以x轴、y轴交点处的顶点为标准坐标系的标准原点，s22，以与步骤s21相同的方式将当前边缘构件放在标准坐标系下，得到当前边缘
构件的标准原点；s23，在当前边缘构件中选取x轴或y轴所在的边的另一顶点作为参考点，基于所述标准原点在图纸坐标系下的坐标、参考点在图纸坐标系下的坐标计算当前当前边缘构件其他各顶点在标准坐标系下的参考顶点坐标。
8.作为本发明的优选方案，步骤s3中，根据所述参考顶点坐标计算构成当前边缘构件各边的长度，将所述当前边缘构件各边的长度作为尺寸参数。
9.作为本发明的优选方案，以当前边缘构件各边的中点为基准点计算当前边缘构件的尺寸参数。
10.作为本发明的优选方案，步骤s3中，根据所述参考顶点坐标计算边缘构件的对称中心点，以所述对称中心点作为图样定位点。
11.作为本发明的优选方案，若所述边缘构件为t形边缘构件，所述对称中心点计算公式为：式为：其中，(xt,yt)是对称中心点在图纸坐标系下的坐标，(nxt,nyt)是对称中心点在标准坐标系下的坐标，(x0,y0)为标准坐标系下的原点（0,0）在图纸坐标系下的坐标，θ是当前边缘构件的偏转角度。
12.作为本发明的优选方案，步骤s3中所述偏转角度是标准坐标系下x轴相对于图纸坐标系下x轴的转角。
13.基于相同的构思，还提出了一种基于局部坐标变换的边缘构件参数计算模块，包括数据采集模块、坐标系转换模块、计算模块和绘图模块，所述数据采集模块，用于获取当前边缘构件在图纸坐标系下的原始顶点坐标；所述坐标系转换模块，用于将所述原始顶点坐标转换到标准坐标系下的参考顶点坐标，所述标准坐标系为标准边缘构件图例库中采用的坐标系；所述计算模块，用于根据所述参考顶点坐标计算所述当前边缘构件的尺寸参数、图样定位点和偏转角度；并将所述图样定位点转换到所述图纸坐标系下得到参考定位点；所述绘图模块，用于根据所述参考定位、尺寸参数和偏转角度绘制当前边缘构件的大样图。
14.基于相同的构思，还提出了一种基于局部坐标变换的边缘构件参数计算装置，包括至少一个处理器，以及与所述至少一个处理器通信连接的存储器；所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行上述任一项所述的一种基于局部坐标变换的边缘构件参数计算方法。
15.基于相同的构思，还提出了一种计算机可读介质，其上存储有可由处理器执行的指令，所述指令在被处理器执行时，使得处理器执行上述任一项所述的一种基于局部坐标变换的边缘构件参数计算方法。
16.综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：在自动绘制边缘构件的方法中，在根据当前边缘构件的顶点参数确定边缘构件的类型后即得到了各个顶点之间连接顺序，除此之外，本发明的方法还对将当前边缘构件的顶点坐标从世界坐标转换到标准边缘构件的坐标系下，在标准边缘构件的坐标系下计算当
前边缘构件的尺寸参数，计算出的尺寸参数更为精确。最后，根据转角和控制点，知道在原图纸坐标系下以哪个点为基准，并且偏转多少角度，以使得各类型的边缘构件能根据具体设计方案的不同而自动完成大样绘制，自动得到边缘构件的大样图。
附图说明
17.图1是本发明实施例1中一种基于局部坐标变换的边缘构件参数计算方法流程图；图2是本发明实施例2中当前t形边缘构件在原始坐标系下的图；图3是本发明实施例2中标准t形边缘构件及其尺寸参数、控制点位置示意图；图4是本发明实施例2中当前t形边缘构件在局部坐标系下的图；图5是本发明实施例2中以各个边长的中点来作为基准点来计算边缘构件尺寸参数的示意图；图6是本发明实施例2中一种基于局部坐标变换的边缘构件参数的具体计算方法流程图。
具体实施方式
18.下面结合附图，对本发明作详细的说明。
19.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
20.实施例1一种基于局部坐标变换的边缘构件参数计算方法，流程图如图1所示，具体包括以下步骤：s1，获取当前边缘构件在图纸坐标系下的原始顶点坐标；s2、将所述原始顶点坐标转换到标准坐标系下的参考顶点坐标，所述标准坐标系为标准边缘构件图例库中采用的坐标系；s3，根据所述参考顶点坐标计算所述当前边缘构件的尺寸参数、图样定位点和偏转角度；s4，将所述图样定位点转换到所述图纸坐标系下得到参考定位点；s5，根据所述参考定位、尺寸参数和偏转角度绘制当前边缘构件的大样图。
21.作为优选方案，步骤s2具体包括以下步骤：s21，以标准边缘构件的一条边为x轴，与x轴垂直的一条边为y轴建立所述标准坐标系，以x轴、y轴交点处的顶点为标准坐标系的标准原点，s22，以与步骤s21相同的方式将当前边缘构件放在标准坐标系下，得到当前边缘构件的标准原点；s23，在当前边缘构件中选取x轴或y轴所在的边的另一顶点作为参考点，基于所述标准原点在图纸坐标系下的坐标、参考点在图纸坐标系下的坐标计算当前当前边缘构件其他各顶点在标准坐标系下的参考顶点坐标。
22.作为优选方案，步骤s3中，根据所述参考顶点坐标计算构成当前边缘构件各边的长度，将所述当前边缘构件各边的长度作为尺寸参数。
23.作为优选方案，以当前边缘构件各边的中点为基准点计算当前边缘构件的尺寸参数。
24.作为优选方案，步骤s3中，根据所述参考顶点坐标计算边缘构件的对称中心点，以所述对称中心点作为图样定位点。
25.作为优选方案，若所述边缘构件为t形边缘构件，所述对称中心点计算公式为：作为优选方案，若所述边缘构件为t形边缘构件，所述对称中心点计算公式为：其中，(xt,yt)是对称中心点在图纸坐标系下的坐标，(nxt,nyt)是对称中心点在标准坐标系下的坐标，(x0,y0)为标准坐标系下的原点（0,0）在图纸坐标系下的坐标，θ是当前边缘构件的偏转角度。
26.作为优选方案，步骤s3中所述偏转角度是标准坐标系下x轴相对于图纸坐标系下x轴的转角。
27.实施例2步骤s101：建立当前边缘构件顶点与标准边缘构件的顶点的对应关系。
28.程序获取当前边缘构件（例如图2中的边缘构件gb1）边界各顶点的点集数据，例如，假设图2中图形的第一个顶点是标注为p0的顶点，第二个顶点是标注为p7的顶点，则点集为逆时针排序，则，得到点集的排序依次为p6、p5
…
p1。
29.分析出当前的边缘构件的类型后，就能建立起当前边缘构件顶点与标准边缘构件的顶点的对应关系，例如图2中的边缘构件gb1判断出类型为t形边缘构件之后， gb1的顶点与标准边缘构件的顶点能对应上。图3为标准t形边缘构件及其尺寸参数、控制点位置。
30.所述gb1的顶点与标准边缘构件的顶点能对应上，是指图2的顶点p0对应上图3的顶点t3，顶点p1对应上顶点t4，顶点p2对应上顶点t5
……
其余顶点依次类推，并且标准t形边缘构件尺寸参数h1~h3、b1~b2不需要与gb1的尺寸参数相同。
31.步骤s102：对当前边缘构件进行局部坐标变换。
32.虽然已知了当前边缘构件的类型，但是，在软件自动绘制的时候只知道边缘构件的类型是不够，因为软件程序并不清楚该边缘构件的尺寸参数，因此无法实现自动绘制，为方便计算边缘构件gb1的参数，对边缘构件gb1进行局部坐标转换，以p0为局部坐标原点，p1为x轴正向上的点建立局部坐标系，局部坐标系如图2所示。
33.所述局部坐标转换，以p0和p3来说明该方法如下：p0为局部坐标原点，其局部坐标为（0，0），p3的局部坐标（nx3,ny3）按下列方法计算：已知p0、p1、p3的整体坐标为（x0,y0）、（x1,y1）、（x3,y3）；以p0为起点，p3为终点，通过p0、p3的整体坐标就能得到p0指向p3的向量v1表达式，向量v1表达式为（x3-x0,y3-y0），令v1为（vx1,vy1）；通过p0、p1的整体坐标就能得到p0指向p1的向量v2表达式，向量v2也是x轴正向上的向量v2，向量v2表达式为（x1-x0,y1-y0），令v2为（vx2,vy2）。p0、p1、p3三点构成了一个三角形，通过三角形三边的关系，可以求出p3在x轴上投影的长度l1，同时也可以求出p3在y轴上投影的长度l2，根据勾股定理， p3在y轴上投影、p3在x轴上投影和局部坐标系下原点（0,0）的关系，可以得到p3相对于局部坐标系下原点（0,0）的坐标：
nx3和ny3是局部坐标系下p3点的局部坐标，其余各顶点的局部坐标同理可得，gb1的局部坐标平面如图4所示。
34.步骤s103：计算当前边缘构件的参数。
35.考虑到实际工程图纸中，各个顶点的局部坐标不可能都像图4这样规整精确，因此本实施例以各个边长的中点来作为基准点来计算边缘构件尺寸参数，保证参数数值的唯一性和工程对参数的精度要求，如图5所示。
36.由于已经计算出了当前边缘构件的局部坐标，因此，可以得到相邻局部坐标之间连线的中点坐标（例如，中点坐标（cx0，cy0）、（cx1，cy1）、（cx2，cy2）、（cx3，cy3）、（cx4，cy4）、（cx5，cy5）、（cx6，cy6）和（cx7，cy7）），通过这些中点坐标，可以求出gb1的尺寸参数，例如h1、h2、h3分别为cx5-cx7、cx3-cx5、cx1-cx3；gb1的尺寸参数b1为cy0-cy6、cy0-cy2中的较大值；gb1的尺寸参数b2为cy0-cy4
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b1。
37.gb1的转角θ，实际上就是求图2建立的局部坐标系x轴相对于整体坐标系x轴的转角，可按下列公式计算：gb1的控制点pt取c1c7连线和c0c4连线的交点，程序根据局部坐标求得pt的局部坐标，再将局部坐标转换为整体坐标，即为控制的pt的坐标点。
38.所述局部坐标转换为整体坐标，已知控制点pt的局部坐标为(nxt,nyt)，pt的整体坐标(xt,yt)可按下列方法计算：坐标(xt,yt)可按下列方法计算：式中，θ为gb1的转角，(x0,y0)为顶点p0的整体坐标。
39.得到控制点pt在整体坐标下的坐标后，就可以实现当前边缘构件的定位，得到当前边缘构件转角θ后，就能知道当前边缘构件在图纸上的偏转角度，得到当前边缘构件的尺寸参数后，就可以基于转角和定位，完成当前边缘构件的绘制，得到当前边缘构件的结构图，实施例2中的流程图如图6所示。
40.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。