自动分析车身门板泥点区域的方法及相关设备与流程

1.本发明涉及汽车技术领域，更具体地，涉及一种自动分析车身门板泥点区域的方法、一种自动分析车身门板泥点区域的装置、一种电子设备以及一种存储介质。


背景技术：

2.目前，在汽车设计过程中，有诸多设计规范。其中一项是分析在汽车行驶的过程中，在泥泞路面上车轮带起的泥点的飞行路径、泥点与车身门板的外板的碰撞以及泥点在车身门板的外板上的分布情况。这些参数与数据可能会影响车门的外观表现以及车门受损风险。
3.由此，亟需一种方法可以对上述参数进行模拟评估，使得在设计阶段即模拟出泥点与车门外板的碰撞角度和区域分布，以避免车身门板的外板漆面受损等问题的发生。


技术实现要素：

4.在发明内容部分中引入了一系列简化形式的概念，这将在具体实施方式部分中进一步详细说明。本发明的发明内容部分并不意味着要试图限定出所要求保护的技术方案的关键特征和必要技术特征，更不意味着试图确定所要求保护的技术方案的保护范围。
5.第一方面，本发明提出一种自动分析车身门板泥点区域的方法，包括：基于地面基线、汽车轮胎的位置和半径以及整车总量分布造成的轮胎变形量，确定泥点飞出的位置区域；获取车身门板的外板造型数据，并基于外板造型数据确定点云矩阵；自点云矩阵中的矩阵点向汽车轮胎的轮廓线做切线，以获得至少一条切线；基于切线的起点所在的位置和/或切线与外板造型数据交点的数目，确定泥点在车身门板上的安全和/或风险区域。
6.可选地，获取车身门板的外板造型数据，并基于外板造型数据确定点云矩阵包括：按照预设间距生成至少一个水平平面和/或至少一个垂直平面；水平平面和/或垂直平面和外板造型数据相交，以获得至少一个交点，进而确定点云矩阵。
7.可选地，方法还包括：基于外板造型数据，在点云矩阵的每个矩阵点上生成相对于车身门板的造型面的至少一条垂直法线。
8.可选地，基于切线的起点所在的位置和/或切线与外板造型数据交点的数目，确定泥点在车身门板上的安全和/或风险区域，包括：根据切线的起点所在的位置与泥点飞出的位置区域之间的关系，确定不同情况下的泥点飞出情况，以确定泥点在车身门板上的安全和/或风险区域。
9.可选地，根据切线的起点所在的位置与泥点飞出的位置区域之间的关系，确定不同情况下的泥点飞出情况，包括：情况一：当切线的起点所在的位置位于泥点飞出的位置区域之外时，确定不会有泥点飞出；情况二：当切线的起点所在的位置位于泥点飞出的位置区域之内时，基于法线和切线计算锐角角度值；基于锐角角度值，确定泥点在车身门板上的安全和/或风险区域。
10.可选地，基于切线的起点所在的位置和/或切线与外板造型数据交点的数目，确定
泥点在车身门板上的安全和/或风险区域，还包括：情况三：当切线与外板造型数据交点的数目大于1时，确定不会有泥点飞出；情况四：当切线与外板造型数据交点的数目等于1时，基于法线和切线计算锐角角度值；基于锐角角度值，确定泥点在车身门板上的安全和/或风险区域。
11.可选地，基于锐角角度值，确定泥点在车身门板上的安全和/或风险区域包括：基于锐角角度值以及角度值-颜色对照表，对点云矩阵着色，以生成对应的着色点云矩阵；基于着色点云矩阵的颜色分布情况，确定泥点在车身门板上的安全和/或风险区域。
12.第二方面，还提出了一种自动分析车身门板泥点区域的装置，包括：
13.第一区域确定模块，用于基于地面基线、汽车轮胎的位置和半径以及整车总量分布造成的轮胎变形量，确定泥点飞出的位置区域；
14.矩阵生成模块，用于获取车身门板的外板造型数据，并基于外板造型数据确定点云矩阵；
15.切线生成模块，用于自点云矩阵中的矩阵点向汽车轮胎的轮廓线做切线，以获得至少一条切线；
16.第二区域确定模块，用于基于切线的起点所在的位置和/或切线与外板造型数据交点的数目，确定泥点在车身门板上的安全和/或风险区域。
17.第三方面，还提出了一种电子设备，包括处理器和存储器，其中，存储器中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器运行时用于执行如上所述的自动分析车身门板泥点区域的方法。
18.第四方面，还提出了一种存储介质，在存储介质上存储了程序指令，程序指令在运行时用于执行如上所述的自动分析车身门板泥点区域的方法。
19.根据上述技术方案，首先可以根据不同的地面基线、汽车轮胎的位置、半径等数据，分别确定每个汽车各自的泥点飞出区域，其次基于每个汽车各自的车身门板的外板造型数据可以确定不同的点云矩阵，最后根据该点云矩阵中每个矩阵点向汽车轮胎的轮廓线所做的切线的相关参数可以确定泥点在车身门板上的安全区域和风险区域。在得知泥点在车身门板的外板上的安全-风险区域后，可以对后续的车身门板的外板的造型优化提供强有力的数据支持以及参考。同时，还可以进行例如轮胎带起的砂石颗粒等对车身门板的外板漆面的伤害风险分析等。在前述分析和优化后，可以有效避免车身门板的外板漆面受砂石颗粒等破坏，同时还能保证车身门板的外板上的泥点区域更小，保证车辆的美观性与整洁度。
20.本发明的自动分析车身门板泥点区域的方法，本发明的其它优点、目标和特征将部分通过下面的说明体现，部分还将通过对本发明的研究和实践而为本领域的技术人员所理解。
附图说明
21.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，而并不认为是对本说明书的限制。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：
22.图1示出了根据本发明一个实施例的自动分析车身门板泥点区域的方法的示意性
流程图；
23.图2示出了根据本发明一个实施例的获取车身门板的外板造型数据并基于外板造型数据确定点云矩阵的示意性流程图；
24.图3示出了根据本发明一个实施例的自矩阵点向汽车轮胎的轮廓线所做的切线的示意图；
25.图4示出了根据本发明一个实施例的角度值-颜色对照表的示意图；
26.图5示出了根据本发明一个实施例的着色点云矩阵的颜色分布情况的示意图；
27.图6示出了根据本发明另一个实施例的自动分析车身门板泥点区域的方法的示意性流程图；
28.图7示出了根据本发明一个实施例的自动分析车身门板泥点区域的装置的示意性框图；以及
29.图8示出了根据本发明一个实施例的电子设备的示意性框图。
具体实施方式
30.根据上述技术方案，首先可以根据不同的地面基线、汽车轮胎的位置、半径等数据，分别确定每个汽车各自的泥点飞出区域，其次基于每个汽车各自的车身门板的外板造型数据可以确定不同的点云矩阵，最后根据该点云矩阵中每个矩阵点向汽车轮胎的轮廓线所做的切线的相关参数可以确定泥点在车身门板上的安全区域和风险区域。在得知泥点在车身门板的外板上的安全-风险区域后，可以对后续的车身门板的外板的造型优化提供强有力的数据支持以及参考。同时，还可以进行例如轮胎带起的砂石颗粒等对车身门板的外板漆面的伤害风险分析等。在前述分析和优化后，可以有效避免车身门板的外板漆面受砂石颗粒等破坏，同时还能保证车身门板的外板上的泥点区域更小，保证车辆的美观性与整洁度。
31.本技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”、“第三”、“第四”等(如果存在)是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的实施例能够以除了在这里图示或描述的内容以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。下面将结合本技术实施例中的附图，对本技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本技术一部分实施例，而不是全部的实施例。
32.根据本发明的第一方面，提出了一种自动分析车身门板泥点区域的方法。图1示出了根据本发明一个实施例的自动分析车身门板泥点区域的方法100的示意性流程图。如图1所示，方法100可以包括以下步骤。
33.步骤s110，基于地面基线、汽车轮胎的位置和半径以及整车总量分布造成的轮胎变形量，确定泥点飞出的位置区域。
34.示例性地，用户可以利用鼠标或键盘等输入装置在计算机图形辅助三维交互式应用(cat ia)中输入关于地面基线、汽车轮胎的位置以及汽车轮胎的半径的相关参数。可以
理解，上述相关参数可以根据用户需求进行合理设置，在此不作限定。同时，还可以根据整车总量分布确定轮胎变形量。其中，整车总量分布可以指车辆自身的重量分布情况，还可以指模拟承载货物和/人时的重量分布情况。相对应地，轮胎变形量随着分布情况的变化而变化。进一步地，基于前述输入的相关参数可以确定泥点飞出的位置区域。
35.步骤s120，获取车身门板的外板造型数据，并基于外板造型数据确定点云矩阵。
36.可以理解，车身门板的外板造型数据可以是汽车在出厂之前预先设置完成的。图2示出了根据本发明一个实施例的步骤s120获取车身门板的外板造型数据并基于外板造型数据确定点云矩阵的示意性流程图。如图2所示，步骤s120可以包括以下步骤。步骤s121，按照预设间距生成至少一个水平平面和/或至少一个垂直平面。其中，预设间距可以根据经验或不同需求进行合理设置，在此不做任何限定。步骤s122，水平平面和/或垂直平面和外板造型数据相交，以获得至少一个交点，进而确定点云矩阵。具体地，可以将外板造型数据同样利用输入装置输入至cat ia软件中。外板造型数据与多个水平平面和垂直平面相交后，可以获得多个交点。可以理解，所获得的交点即为在车身门板的外板上划分的点云矩阵。由此，可以保证点云矩阵的准确性，为后续泥点飞出区域的确定提供了可靠的保障。同时，上述方案简单容易操作，失误率较低。
37.步骤s130，自点云矩阵中的矩阵点向汽车轮胎的轮廓线做切线，以获得至少一条切线。具体地，可以自点云矩阵中的第一个矩阵点开始，向汽车轮胎的轮廓线做切线。直至遍历矩阵点，由此可以生成与点云矩阵中的每一个矩阵点相对应的多条切线。图3示出了根据本发明一个实施例的自矩阵点向汽车轮胎的轮廓线所做的切线的示意图。具体地，可以通过轮廓检测技术等识别检测汽车轮胎的轮廓线，由此，可以获得如图3的右下角所示的圆弧即为汽车轮胎的轮廓线。
38.可选地，在上述步骤s130执行之前、之后或同时，可以基于外板造型数据，在点云矩阵的每个矩阵点上生成相对于车身门板的造型面的至少一条垂直法线。优选地，可以通过遍历的方法生成前述多条法线。可以理解，所生成的垂直法线的数量与生成的切线的数量相等。由此，保证了后续计算结果的准确性，为泥点区域分析提供准确且可靠的数据。
39.步骤s140，基于切线的起点所在的位置和/或切线与外板造型数据交点的数目，确定泥点在车身门板上的安全和/或风险区域。
40.根据前述步骤s130可以确定每一个矩阵点的相对于汽车轮胎的轮廓线的切线，同时可以得知每条切线的起点所在的位置。由此，基于切线的起点所在的位置以及切线与外板造型数据交点的数目，可以确定泥点在车身门板上的分布区域，可以理解，所确定的泥点所在的位置称为风险区域，而不存在你点的区域则称为安全区域。
41.根据上述技术方案，首先可以根据不同的地面基线、汽车轮胎的位置、半径等数据，分别确定每个汽车各自的泥点飞出区域，其次基于每个汽车各自的车身门板的外板造型数据可以确定不同的点云矩阵，最后根据该点云矩阵中每个矩阵点向汽车轮胎的轮廓线所做的切线的相关参数可以确定泥点在车身门板上的安全区域和风险区域。在得知泥点在车身门板的外板上的安全-风险区域后，可以对后续的车身门板的外板的造型优化提供强有力的数据支持以及参考。同时，还可以进行例如轮胎带起的砂石颗粒等对车身门板的外板漆面的伤害风险分析等。在前述分析和优化后，可以有效避免车身门板的外板漆面受砂石颗粒等破坏，同时还能保证车身门板的外板上的泥点区域更小，保证车辆的美观性与整
洁度。
42.可选地，步骤s140可以包括：根据切线的起点所在的位置与泥点飞出的位置区域之间的关系，确定不同情况下的泥点飞出情况，以确定泥点在车身门板上的安全和/或风险区域。具体地，可以根据切线的起点所在的位置位于泥点飞出的位置区域之内还是之外，确定不同情况下的泥点飞出情况，进而根据不同的泥点飞出情况，确定泥点在车身门板上的安全区域和风险区域。在一个具体实施例中，可以确定以下两种情况下的泥点飞出情况。
43.情况一：当切线的起点所在的位置位于泥点飞出的位置区域之外时，确定不会有泥点飞出。可以理解，切线的起点所在的位置位于泥点飞出的位置区域之外可以表示切线的起点既不在泥点飞出的位置区域之内，也不在泥点飞出的位置区域的边界上。在这种情况下可以确定此时没有泥点飞出。此时，可以将该切线对应的矩阵点设置为灰色，用于表示该矩阵点分析完毕且没有泥点到达该矩阵点。
44.情况二：当切线的起点所在的位置位于泥点飞出的位置区域之内时，基于法线和切线计算锐角角度值。根据前述可知，切线的起点所在的位置位于泥点飞出的位置区域之内还包括切线的起点所在的位置刚好位于泥点飞出的位置区域的边界上。如前所述，切线的数量与法线的数量是相等的，在判断切线的起点所在的位置与泥点飞出的位置区域之间的关系时，该起点所在的切线存在与其对应的法线，换言之，该切线与点云矩阵中的矩阵点相关，同样地，法线也与点云矩阵中的矩阵点相关。此时，基于与同一矩阵点相关的切线和法线，计算二者之间的锐角夹角的角度值。基于锐角角度值，可以确定泥点在车身门板上的安全和/或风险区域。可选地，例如当锐角角度值大于预设角度时，可以确定泥点在车身门板上的安全区域，当锐角角度值小于或等于预设角度时，可以确定泥点在车身门板上的风险区域。预设角度可以根据经验或用户需求进行合理地自定义设置，在此不作限定。可以理解，前述方案仅仅是示例性的，仅用于说明所确定的泥点在车身门板上的安全区域和风险区域与锐角角度值有关，并不意味着对方案的限定，实际上，还可以利用其他方法对泥点在车身门板上的安全区域和风险区域进行确定，为了简洁在此不再赘述。
45.可选地，步骤s140基于切线的起点所在的位置和/或切线与外板造型数据交点的数目，确定泥点在车身门板上的安全和/或风险区域还可以包括：根据切线与外板造型数据交点的数目，确定不同情况下的泥点飞出情况，以确定泥点在车身门板上的安全和/或风险区域。在一个具体实施例中，可以确定以下两种情况下的泥点飞出情况。
46.情况三：当切线与外板造型数据交点的数目大于1时，确定不会有泥点飞出。如前所述，切线与外板造型数据存在至少一个交点，即为点云矩阵中的矩阵点。而当切线与外板造型数据的交点的数目大于1时，可以认为自矩阵点生成的切线在中途与外板造型数据存在额外的交点，将其称为阻挡交点。当切线与外板造型数据的交点中存在阻挡交点时，可以确定此时不会有泥点到达该矩阵点，此时，可以将该切线对应的矩阵点设置为灰色，用于表示该矩阵点分析完毕且没有泥点到达该矩阵点。
47.情况四：当切线与外板造型数据交点的数目等于1时，基于法线和切线计算锐角角度值。如前文所述，当切线与外板造型数据交点的数目等于1时则表示切线与外板造型数据之间仅存在一个交点即为点云矩阵的矩阵点。此时，基于与同一矩阵点相关的切线和法线，计算二者之间的锐角夹角的角度值。基于锐角角度值，可以确定泥点在车身门板上的安全和/或风险区域。可选地，例如当锐角角度值大于预设角度时，可以确定泥点在车身门板上
的安全区域，当锐角角度值小于或等于预设角度时，可以确定泥点在车身门板上的风险区域。预设角度可以根据经验或用户需求进行合理地自定义设置，在此不作限定。可以理解，前述方案仅仅是示例性的，仅用于说明所确定的泥点在车身门板上的安全区域和风险区域与锐角角度值有关，并不意味着对方案的限定，实际上，还可以利用其他方法对泥点在车身门板上的安全区域和风险区域进行确定，为了简洁在此不再赘述。
48.由此，在虚拟设计阶段可以对泥点飞出的风险区域和安全区域进行分析，为后续车身门板的外板的造型优化提供准确的输入数据。
49.可选地，基于锐角角度值，确定泥点在车身门板上的安全和/或风险区域包括以下步骤。步骤a：基于锐角角度值以及角度值-颜色对照表，对点云矩阵着色，以生成对应的着色点云矩阵。图4示出了根据本发明一个实施例的角度值-颜色对照表的示意图。在图4中分别示出了角度值大于或等于10度、7度、6度、5度、4度、3度、2度、1度、0度以及角度值小于0度时所对应的颜色以及颜色所对应的rgb色彩模式下的rgb具体数值。其中，角度值大于或等于1度到大于或等于4度之间的四组数据所对应的颜色均为绿色，但参见图4不难看出，四组数据所对应的rgb具体数值有三组，其中有两组数值相同。在根据对照表确定不同角度值所对应的颜色后，可以对矩阵点进行相应地着色，由此可以生成着色点云矩阵。其中，如前所述，当切线与外板造型数据存在多个交点时，切线所对应的矩阵点被设置为灰色。在该实施例中，角度值越大，所对应的颜色越深。
50.基于着色点云矩阵的颜色分布情况，确定泥点在车身门板上的安全和/或风险区域。图5示出了根据本发明一个实施例的着色点云矩阵的颜色分布情况的示意图。如图5所示，颜色越深的矩阵点大多分布在图的下部，在该实施例中，颜色越深可以表示风险越大。可选地，可以将绿色和灰色的矩阵点视为安全区域，将黑色、红色、橙色以及黄色的矩阵点视为风险区域。由此，实现了基于着色点云矩阵的颜色分布情况，确定泥点在车身门板上的安全区域和风险区域。
51.上述方案简单容易实现，同时可以以可视化的方式清晰地向用户呈现安全区域和风险区域，便于后续进行车身门板的外板的造型优化。
52.图6示出了根据本发明另一个实施例的自动分析车身门板泥点区域的方法的示意性流程图。如图6所示，首先，定义地面基线、汽车轮胎的位置、汽车轮胎的半径以及整车总量分布造成的轮胎变形量，以确定泥点飞出的位置区域。接着导入车身门板的外板造型数据并基于外板造型数据划分点云矩阵，获得多个矩阵点。遍历矩阵点可以生成与汽车轮胎的轮廓线相切的多条切线。再接着分别进行两个判断，判断一：切线的起点是否在泥点飞出的位置区域之内，当切线的起点在泥点飞出的位置区域之内时，遍历矩阵点，生成多条法线。反之，当切线的起点不在泥点飞出的位置区域之内时，对相关的矩阵点进行着色，将其着为灰色。判断二：切线与外板造型数据是否存在除矩阵点之外的交点，当切线与外板造型数据存在额外交点时，对相关的矩阵点着色，将其着为灰色。反之，当切线与外板造型数据不存在额外交点时，遍历矩阵点，生成法线。可以理解，遍历矩阵点，生成法线这一步骤在实际执行时可以仅执行一次。接着计算法线与切线之间的锐角角度值，定义角度值-颜色对照表。基于锐角角度值和角度值-颜色对照表可以对相关的矩阵点分别进行着色，以获得着色点云矩阵，最终输出结果，即着色点云矩阵的颜色分布图。
53.根据本技术实施例的第二方面，本发明还提出一种自动分析车身门板泥点区域的
装置。图7示出了根据本发明一个实施例的自动分析车身门板泥点区域的装置700的示意性框图。如图7所示，该装置700可以包括第一区域确定模块710、矩阵生成模块720、切线生成模块730以及第二区域确定模块740。
54.第一区域确定模块710用于基于地面基线、汽车轮胎的位置和半径以及整车总量分布造成的轮胎变形量，确定泥点飞出的位置区域.
55.矩阵生成模块720用于获取车身门板的外板造型数据，并基于外板造型数据确定点云矩阵。
56.切线生成模块730用于自点云矩阵中的矩阵点向汽车轮胎的轮廓线做切线，以获得至少一条切线。
57.第二区域确定模块740用于基于切线的起点所在的位置和/或切线与外板造型数据交点的数目，确定泥点在车身门板上的安全和/或风险区域。
58.根据本发明的第三方面，还提供了一种电子设备。图8示出了根据本发明一个实施例的电子设备800的示意性框图。如图所示，电子设备800包括处理器810和存储器820。其中，存储器820中存储有计算机程序指令，计算机程序指令被处理器810运行时用于执行如前所述的自动分析车身门板泥点区域的方法。
59.根据本发明的第四方面，还提供了一种存储介质，在存储介质上存储了程序指令，程序指令在运行时用于执行如前所述的自动分析车身门板泥点区域的方法。存储介质例如可以包括平板电脑的存储部件、计算机的硬盘、只读存储器(rom)、可擦除可编程只读存储器(eprom)、便携式紧致盘只读存储器(cd-rom)、usb存储器、或者上述存储介质的任意组合。所述计算机可读存储介质可以是一个或多个计算机可读存储介质的任意组合
60.本领域普通技术人员通过阅读上述有关自动分析车身门板泥点区域的方法的相关描述可以理解自动分析车身门板泥点区域的装置、电子设备以及存储介质的具体细节以及有益效果，为了简洁在此不再赘述。
61.在本技术所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和/或设备，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通讯连接可以是通过一些接口，装置或单元的间接耦合或通讯连接，可以是电性，机械或其它的形式。
62.作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部单元来实现本实施例方案的目的。
63.另外，在本技术各个实施例中的各功能单元可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用软件功能单元的形式实现。
64.集成的单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本技术的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的全部或部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备
(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本技术各个实施例方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：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。
65.以上，以上实施例仅用以说明本技术的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本技术进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本技术各实施例技术方案的精神和范围。