数字化模型构建方法、系统、计算机设备及存储介质

本发明涉及数字化模型构建，特别涉及一种数字化模型构建方法、系统、计算机设备及存储介质。

背景技术：

1、随着科技的飞速发展和人们生活水平的提高，越来越多的传统工业与计算机软件的深度融合也变得越来越广泛。

2、三维数字化技术具有成型快、周期短以及成本低的优点，传统的汽车制造主要是通过工程师的经验，通过以人工的方式手绘工程制造图，进而通过工程制造图来完成模型的前期构建，这也导致产品的生产周期较长，也严重影响了产品的上市周期以及产品的质量与性能，并且针对后期的产品检测也需要进行长期调试等较为繁琐的操作，导致资源、资金大量的浪费和生产周期的拉长。

技术实现思路

1、基于此，本发明的目的是提供一种数字化模型构建方法、系统、计算机设备及存储介质，以至少解决上述技术中的不足。

2、本发明提出一种数字化模型构建方法，其特征在于，包括：

3、扫描多个车辆的外部形貌，以得到各所述车辆的外形信息，其中，各所述车辆的车辆类型不同；

4、基于各所述车辆的外形信息得到各所述车辆的表面点云数据，并对各所述表面点云数据进行预处理，以得到初始数字化数据；

5、对所述初始数字化数据依次进行切面分析、拟合曲线分析以及约束创建，以得到各所述车辆的数字化初步模型；

6、基于各所述车辆的车辆类型获取各所述车辆的初始模型数据，其中，所述初始模型数据包括外观模型数据和零部件模型数据；

7、将所述外观模型数据和所述零部件模型数据分别与所述数字化初步模型进行组合，以构建各所述车辆的数字化模型。

8、进一步的，扫描多个车辆的外部形貌，以得到各所述车辆的外形信息的步骤包括：

9、利用数字化测量设备通过不同角度对各所述车辆进行数据采集，以得到各所述车辆的图像数据集；

10、基于所述数字化测量设备的标定位置和预设的标定尺寸对各所述车辆的图像数据集进行数据标定，以得到各所述车辆的图像标定信息；

11、基于各所述车辆的图像标定信息得到各所述车辆的外形信息。

12、进一步的，基于各所述车辆的图像标定信息得到各所述车辆的外形信息的步骤包括：

13、对各所述车辆的图像数据集进行平滑降噪处理，以得到各所述车辆的平滑图像数据集，并利用有限差分法计算出各所述车辆的平滑图像数据集的梯度幅值；

14、对各所述车辆的平滑图像数据集的梯度幅值进行边缘提取，进而得到各所述车辆的轮廓图像；

15、将各所述车辆的轮廓图像和各所述车辆的图像标定信息进行图像拼接，以生成各所述车辆的外形信息。

16、进一步的，对各所述表面点云数据进行预处理，以得到初始数字化数据的步骤包括：

17、将各所述表面点云数据中不符合点云要求的点云数据删除，以得到多个第一点云数据；

18、利用预设点云过滤规则将各所述第一点云数据进行点云过滤，进而得到多个第二点云数据；

19、将各所述第二点云数据以第一格式输入至数字曲面编辑器中，以得到各所述表面点云数据中云形点的中心坐标及点云尺寸；

20、根据各所述表面点云数据中云形点的中心坐标及点云尺寸依次进行点云网格化及点云坐标构建，以得到所述初始数字化数据。

21、进一步的，基于各所述车辆的车辆类型获取各所述车辆的初始模型数据的步骤之前，所述方法还包括：

22、获取多个标准车辆出厂时的出厂参数，所述出厂参数包括标准车辆的零件参数以及外观参数；

23、基于车辆类型对各所述标准车辆进行分类，并利用分类规则将各所述标准车辆的零件参数以及外观参数进行参数分类，以得到各所述标准车辆的零件通用参数、零件特征参数、外观通用参数以及外观特征参数；

24、将各所述标准车辆的零件特征参数和外观特征参数分别对应生成零部件模型数据库和外观模型数据库。

25、本发明还提出一种数字化模型构建系统，包括：

26、外形信息获取模块，用于扫描多个车辆的外部形貌，以得到各所述车辆的外形信息，其中，各所述车辆的车辆类型不同；

27、点云数据预处理模块，用于基于各所述车辆的外形信息得到各所述车辆的表面点云数据，并对各所述表面点云数据进行预处理，以得到初始数字化数据；

28、初步模型构建模块，用于对所述初始数字化数据依次进行切面分析、拟合曲线分析以及约束创建，以得到各所述车辆的数字化初步模型；

29、模型数据获取模块，用于基于各所述车辆的车辆类型获取各所述车辆的初始模型数据，其中，所述初始模型数据包括外观模型数据和零部件模型数据；

30、数字化模型构建模块，用于将所述外观模型数据和所述零部件模型数据分别与所述数字化初步模型进行组合，以构建各所述车辆的数字化模型。

31、进一步的，所述外形信息获取模块包括：

32、数据采集单元，用于利用数字化测量设备通过不同角度对各所述车辆进行数据采集，以得到各所述车辆的图像数据集；

33、数据标定单元，用于基于所述数字化测量设备的标定位置和预设的标定尺寸对各所述车辆的图像数据集进行数据标定，以得到各所述车辆的图像标定信息；

34、外形信息计算单元，用于基于各所述车辆的图像标定信息得到各所述车辆的外形信息。

35、进一步的，所述外形信息计算单元具体用于：

36、对各所述车辆的图像数据集进行平滑降噪处理，以得到各所述车辆的平滑图像数据集，并利用有限差分法计算出各所述车辆的平滑图像数据集的梯度幅值；

37、对各所述车辆的平滑图像数据集的梯度幅值进行边缘提取，进而得到各所述车辆的轮廓图像；

38、将各所述车辆的轮廓图像和各所述车辆的图像标定信息进行图像拼接，以生成各所述车辆的外形信息。

39、进一步的，所述点云数据预处理模块包括：

40、第一处理单元，用于将各所述表面点云数据中不符合点云要求的点云数据删除，以得到多个第一点云数据；

41、第二处理单元，用于利用预设点云过滤规则将各所述第一点云数据进行点云过滤，进而得到多个第二点云数据；

42、点云数据编辑单元，用于将各所述第二点云数据以第一格式输入至数字曲面编辑器中，以得到各所述表面点云数据中云形点的中心坐标及点云尺寸；

43、点云数据构建单元，用于根据各所述表面点云数据中云形点的中心坐标及点云尺寸依次进行点云网格化及点云坐标构建，以得到所述初始数字化数据。

44、进一步的，所述系统还包括：

45、出厂参数获取模块，用于获取多个标准车辆出厂时的出厂参数，所述出厂参数包括标准车辆的零件参数以及外观参数；

46、参数分类模块，用于基于车辆类型对各所述标准车辆进行分类，并利用分类规则将各所述标准车辆的零件参数以及外观参数进行参数分类，以得到各所述标准车辆的零件通用参数、零件特征参数、外观通用参数以及外观特征参数；

47、数据库构建模块，用于将各所述标准车辆的零件特征参数和外观特征参数分别对应生成零部件模型数据库和外观模型数据库。

48、本发明还提出一种计算机设备，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的数字化模型构建方法。

49、本发明还提出一种存储介质，其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的数字化模型构建方法。

50、本发明当中的数字化模型构建方法、系统、计算机设备及存储介质，通过多个车辆的外形信息得到对应的表面点云数据，并根据表面点云数据构建数字化初步模型，利用车辆类型所获得到初始模型数据和数字化初步模型构建数字化模型，无需人工绘制工程制造图，进而减少资源、资金的浪费，提升工作效率以及降低生产周期；并且通过构建数字化模型能够使得后期零部件的维护仅需要在模型上进行模拟即可，进一步的避免长期调试的繁琐操作。