CN106156474B - 一种运动数据的处理方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种运动数据的处理方法及装置，应用在目标物体，目标物体内装载有流体物质，该方法首先在目标物体上确定一些测试点作为边界测试点，并在流体物质中确定一些点作为非边界测试点，然后确定边界测试点的惯性力，将惯性力作为动量源项加入到边界测试点及非边界测试点的流体运动方程中，获得目标流体运动方程，并获取边界测试点的旋转方向及旋转角速度，代入至边界测试点的目标流体运动方程中，求解出边界测试点的目标流体运动方程，最后利用求解出的目标流体方程求解非边界测试点的目标流体方程，从而获得非边界测试点的速度值及压强值，速度值及压强值可以应用到目标物体因流体物质的冲击力从而产生开裂现象的数据分析中。
Description
技术领域
本申请涉及数据处理技术领域，尤其是一种运动数据的处理方法及装置。
背景技术
油箱，作为汽车的燃料存储装置，其密封性对于汽车的安全行驶具有至关重要的作用。若油箱存在开裂现象，产生漏油，则可能造成严重的交通事故。究其原因，导致油箱开裂的因素之一是油箱内储存的燃料对油箱箱体的冲击力。具体地，汽车在行驶过程中，会存在加速、减速及旋转运动，这些运动使油箱内的燃料产生晃动，从而燃料对油箱箱体施加冲击力，进而可能导致油箱的开裂。
可见，为了分析油箱的开裂情况，需要确定燃料对油箱箱体施加的冲击力，冲击力是可以根据油箱内燃料的速度及压强这些因素数据获得的。然而，目前尚无一种利用油箱的运动数据，获得所述因素数据的方案。
发明内容
本申请还提供了一种运动数据的处理方法，用以实现对目标物体内载流体物质的速度及压强因素数据的确定。另外，本申请还提供了一种运动数据的处理装置，用以保证所述方法在实际中的应用及实现。
为实现所述目的，本申请提供的技术方案如下：
一种运动数据的处理方法，应用于运动的目标物体，所述目标物体内装载有流体物质，该方法包括：
在所述目标物体上选取测试点作为边界测试点，以及在所述流体物质的空间结构中选取测试点作为非边界测试点；
确定所述边界测试点在单位体积受到所述流体物质施加的惯性力；
将所述惯性力作为动量源项加入到所述边界测试点的流体运动方程中，获得边界测试点的目标流体运动方程，以及将所述惯性力作为动量源项加入到所述非边界测试点的流体运动方程中，获得非边界测试点的目标流体运动方程；
获取所述边界测试点的旋转方向及旋转角速度，并代入至所述边界测试点的目标流体运动方程中，获得已知解的目标流体运动方程；
利用所述已知解的目标流体运动方程，求解所述非边界测试点的目标流体运动方程，获得所述非边界测试点在所述运动中的速度及压强。
优选地，上述的运动数据的处理方法中，所述目标物体上设置有传感器；
相应地，所述确定所述边界测试点在单位体积受到所述流体物质施加的惯性力，包括：
获取所述传感器采集的平动加速度作为所述边界测试点的平动加速度，以及确定所述流体物质的密度；
将所述平动加速度与所述密度相乘，获得所述边界测试点在单位体积受到所述流体物质施加的惯性力。
优选地，上述的运动数据的处理方法还包括：
显示所述目标物体的平动坐标系及旋转坐标系；其中，所述平动坐标系与所述旋转坐标系共原点；
在所述旋转坐标系中，显示所述旋转方向及所述旋转角速度。
优选地，上述的运动数据的处理方法中，所述旋转方向包括X旋转轴方向、Y旋转轴方向及Z旋转轴方向。
本申请还提供了一种运动数据的处理装置，应用于运动的目标物体，所述目标物体内装载有流体物质，该装置包括：
测试点选取单元，用于在所述目标物体上选取测试点作为边界测试点，以及在所述流体物质的空间结构中选取测试点作为非边界测试点；
惯性力确定单元，用于确定所述边界测试点在单位体积受到所述流体物质施加的惯性力；
动量项添加单元，用于将所述惯性力作为动量源项加入到所述边界测试点的流体运动方程中，获得边界测试点的目标流体运动方程，以及将所述惯性力作为动量源项加入到所述非边界测试点的流体运动方程中，获得非边界测试点的目标流体运动方程；
边界方程求解单元，用于获取所述边界测试点的旋转方向及旋转角速度，并代入至所述边界测试点的目标流体运动方程中，获得已知解的目标流体运动方程；
非边界方程求解单元，用于利用所述已知解的目标流体运动方程，求解所述非边界测试点的目标流体运动方程，获得所述非边界测试点在所述运动中的速度及压强。
优选地，上述的运动数据的处理装置中，所述目标物体上设置有传感器；相应地，所述惯性力确定单元包括：
加速度及密度确定子单元，用于获取所述传感器采集的平动加速度作为所述边界测试点的平动加速度，以及确定所述流体物质的密度；
惯性力确定子单元，用于将所述平动加速度与所述密度相乘，获得所述边界测试点在单位体积受到所述流体物质施加的惯性力。
优选地，上述的运动数据的处理装置还包括：
坐标系显示单元，用于显示所述目标物体的平动坐标系及旋转坐标系；其中，所述平动坐标系与所述旋转坐标系共原点；
旋转数据显示单元，用于在所述旋转坐标系中，显示所述旋转方向及所述旋转角速度。
优选地，上述的运动数据的处理装置中，所述旋转方向包括X旋转轴方向、Y旋转轴方向及Z旋转轴方向。
由以上可知，本申请具有如下有益效果：
本申请提供的一种运动数据的处理方法，应用在目标物体，目标物体内装载有流体物质，该方法首先在目标物体上确定一些测试点作为边界测试点，并在流体物质中确定一些点作为非边界测试点，然后确定边界测试点的惯性力，将惯性力作为动量源项加入到边界测试点及非边界测试点的流体运动方程中，获得目标流体运动方程，并获取边界测试点的旋转方向及旋转角速度，代入至边界测试点的目标流体运动方程中，求解出边界测试点的目标流体运动方程，最后利用求解出的目标流体方程求解非边界测试点的目标流体方程，从而获得非边界测试点的速度值及压强值，速度值及压强值这些参数值可以应用到目标物体因流体物质的冲击力从而产生开裂现象的数据分析中。另外，本申请还提供了一种运动数据的处理装置。
当然，实施本申请的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图。
图1为本申请提供的运动数据处理方法实施例的流程图；
图2为本申请提供的确定边界测试点受到的惯性力的流程图；
图3为本申请提供的运动数据处理装置实施例的结构示意图；
图4为本申请提供的惯性力确定单元的具体结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请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申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。
参照图1，其示出了本申请提供的运动数据处理方法实施例的流程。本实施例应用于运动的目标物体，目标物体内装载有流体物质。例如，目标物体可以是但不限定于汽车的油箱，流体物质可以是但不限定于汽油。如图1所示，该流程具体包括步骤S101～步骤S105：
步骤S101：在所述目标物体上选取测试点作为边界测试点，以及在所述流体物质的空间结构中选取测试点作为非边界测试点。
其中，在目标物体上选取测试点，这些测试点作为边界测试点。为了保证数据处理方法的准确性，选取的测试点的个数可以为多个。流体物质装载在目标物体内，目标物体为具有特定形状的容器，因此，流体物质具有与所述目标物体相同的空间结构，在该流体物质的空间结构中选取一些测试点，这些测试点作为非边界测试点。同样，选取的测试点的个数可以为多个。
实施中，在目标物体上选取测试点以及在流体物质的空间结构中选取测试点的方式可以是网格划分法，即将目标物体与流体物质看做整体，划分预设数量的多条网格，网格线交叉点处的点作为测试点，其中包含边界测试点及非边界测试点。
步骤S102：确定所述边界测试点在单位体积受到所述流体物质施加的惯性力。
其中，流体物质随着目标物体的运动进行运动。在本实施例中，目标物体的运动不是匀速的直线运动，而是变速的曲线运动。以汽车油箱为例，汽车在复杂路况中行驶时，通常是在颠簸中变速行驶，因此，油箱的运动为变速的曲线运动。当然，曲线可以是上下方向的曲线，也可以是左右方向的曲线。目标物体的复杂运动可分解为平移运动及旋转运动。可以理解的是，在平移运动中，变速表示存在加速度，加速度会产生惯性力。
惯性力是流体物质对目标物体施加的作用力。边界测试点为目标物体上，也指的是边界测试点受到流体物质施加的惯性力。本步骤中需要确定该惯性力，需要说明的是，该惯性力为矢量，即包含方向特征，又包含大小特征。
步骤S103：将所述惯性力作为动量源项加入到所述边界测试点的流体运动方程中，获得边界测试点的目标流体运动方程，以及将所述惯性力作为动量源项加入到所述非边界测试点的流体运动方程中，获得非边界测试点的目标流体运动方程。
其中，流体运动方程指的是，流体动量的变化率(即流体质量与其加速度的乘积)等于作用于流体上外力的合力。该流体运动方程需要加上动量源项，才能表示本实施例中目标物体的运动情况。流体运动方程加上动量源项后的方程即本步骤中的目标流体运动方程。
因此，将步骤S102确定出的惯性力(已知数)作为动量源项，加入至边界测试点的流体运动方程中，从而获得边界测试点对应的目标流体运动方程。需要说明的是，边界测试点为多个时，每个边界测试点具有各自对应的流体运动方程，将惯性力加入至每个边界测试点的流体运动方程中，从而获得每个边界测试点的目标流体运动方程。同理，非边界测试点为多个时，每个非边界测试点也具有各自对应的流体运动方程，将惯性力加入至每个非边界测试点的流体运动方程中，从而获得每个非边界测试点的目标流体运动方程。
需要说明的是，由于本实施例中的运动数据中包含矢量的数据，即存在方向特征，流体运动方程可以并非为一个方程，而是一个方程组，包含不同方向对应的方程。例如，在X、Y及Z的三方向情况下，流体运动方程为fx＝max、fy＝may及fz＝maz。
步骤S104：获取所述边界测试点的旋转方向及旋转角速度，并代入至所述边界测试点的目标流体运动方程中，获得已知解的目标流体运动方程。
如上所述，目标物体的复杂运动分解后包含旋转运动，进而获取目标物体上的边界测试点的旋转方向及旋转角速度。目标流体运动方程中包含旋转方向及旋转角速度参数，将获取到的旋转方向及旋转角速度代入至边界测试点的目标流体运动方程中，从而求解出该目标流体运动方程，该种类型的目标流体运动方程即已知解的目标流体运动方程。
步骤S105：利用所述已知解的目标流体运动方程，求解所述非边界测试点的目标流体运动方程，获得所述非边界测试点在所述运动中的速度及压强。
其中，通过联立方程组的求解方法，利用已知解的目标流体运动方程，求解出非边界测试点的目标流体运动方程。目标流体运动方程中包含速度及压强参数，求解出非边界测试点的目标流体运动方程后，便可获得非边界测试点在运动中的速度及压强。非边界测试点指的是流体物质内的测试点，速度及压强指的是流体物质的某个点的速度及受到外界(目标物体或者其他流体物质)所施加的压强。
需要说明的是，实际中的运动为连续时间段内的运动，本实施例中的运动数据为连续运动中的某个时刻的瞬时数据，因此，求解出的速度及压强也指的是某个时刻的速度及压强。当然，本实施可以重复连续不断的执行，因此，可以获得一段时间内的运动数据，进而求解出该时间段内每个时刻的速度及压强。
由以上技术方案可知，本实施例提供的运动数据的处理方法，应用在目标物体，目标物体内装载有流体物质，该方法首先在目标物体上确定一些测试点作为边界测试点，并在流体物质中确定一些点作为非边界测试点，然后确定边界测试点的惯性力，将惯性力作为动量源项加入到边界测试点及非边界测试点的流体运动方程中，获得目标流体运动方程，并获取边界测试点的旋转方向及旋转角速度，代入至边界测试点的目标流体运动方程中，求解出边界测试点的目标流体运动方程，最后利用求解出的目标流体方程求解非边界测试点的目标流体方程，从而获得非边界测试点的速度值及压强值，速度值及压强值这些参数值可以应用到目标物体因流体物质的冲击力从而产生开裂现象的数据分析中。
在实际应用中，目标物体上设置有传感器，可以采集目标物体的运动数据，如加速度、旋转方向及旋转角速度等。进而，参见图2，其本申请提供的确定边界测试点受到的惯性力的流程，即上述实施例中的步骤S102在单位体积受到所述流体物质施加的惯性力的具体实现方式包括图2所示的步骤S201～步骤S202：
步骤S201：获取所述传感器采集的平动加速度作为所述边界测试点的平动加速度，以及确定所述流体物质的密度。
其中，传感器可以采集目标物体的加速度，加速度指的是平移运动中的加速度，即平动加速度。同时，获取预先设置的流体物质的密度值。
步骤S202：将所述平动加速度与所述密度相乘，获得所述边界测试点在单位体积受到所述流体物质施加的惯性力。
其中，将平动加速度与密度相乘，便可获得边界测试点的惯性力。该惯性力指的是边界测试点在单位体积受到所述流体物质所施加的惯性力。
上述的实施例可以是应用在对目标物体的模拟测试中，为了便于测试员直观地观察目标物体与流体物质的运动相对运动情况，可以建立运动坐标系，并在坐标系中显示各项运动数据。以油箱为例进行说明，油箱中装有汽油，使油箱按照预设的运动情况进行运动，利用预先设置在油箱中的传感器采集油箱的运动数据，如平动加速度、旋转方向及旋转角度等，进而将这些运动数据可以显示在坐标系中。
进而，运动数据处理方法在在图1所示的实施例流程基础上，还可以包括：
显示所述目标物体的平动坐标系及旋转坐标系；其中，所述平动坐标系与所述旋转坐标系共原点；在所述旋转坐标系中，显示所述旋转方向及所述旋转角速度。
其中，目标物体的平动坐标系是以传感器采集运动数据的坐标系为依据设置的坐标系，以平动坐标系的原点为原点，建立旋转坐标系。平动坐标系中可以显示目标物体的平移数据，用于描述目标物体的平移运动情况，旋转坐标系描述的是目标物体的旋转情况。在旋转坐标系中，显示旋转方向及旋转角速度。运动为连续性的运动，表现在坐标系中，运动数据可以是多个不同时刻对应的运动数据。
各项运动数据可以是在三维方向中的数据，如旋转方向包含X旋转轴方向、Y旋转轴方向及Z旋转轴方向。并且，平动坐标系及旋转坐标系可以包含X、Y及Z三个运动方向。
通过显示的平动坐标系及旋转坐标系，测试员可以直观地观察目标物体的运动情况。
以下对本申请提供的运动数据的处理装置进行介绍，需要说明的是，有关运动数据的处理装置的说明可参照上文提供的运动数据的处理方法，以下并不做赘述。
与上述第一个方法实施例相对应，本申请提供了一种运动数据处理装置。参照图3，其示出了本申请提供的运动数据的处理装置实施例的结构。运动数据处理装置应用于运动的目标物体，且目标物体内装载有流体物质。如图3所示，该装置包括：测试点选取单元100、惯性力确定单元200、动量项添加单元300、边界方程求解单元400及非边界方程求解单元500；其中：
测试点选取单元100，用于在所述目标物体上选取测试点作为边界测试点，以及在所述流体物质的空间结构中选取测试点作为非边界测试点；
惯性力确定单元200，用于确定所述边界测试点在单位体积受到所述流体物质施加的惯性力；
动量项添加单元300，用于将所述惯性力作为动量源项加入到所述边界测试点的流体运动方程中，获得边界测试点的目标流体运动方程，以及将所述惯性力作为动量源项加入到所述非边界测试点的流体运动方程中，获得非边界测试点的目标流体运动方程；
边界方程求解单元400，用于获取所述边界测试点的旋转方向及旋转角速度，并代入至所述边界测试点的目标流体运动方程中，获得已知解的目标流体运动方程；
非边界方程求解单元500，用于利用所述已知解的目标流体运动方程，求解所述非边界测试点的目标流体运动方程，获得所述非边界测试点在所述运动中的速度及压强。
可选地，所述目标物体上设置有传感器；相应地，如图4所示，所述惯性力确定单元200包括：
加速度及密度确定子单元201，用于获取所述传感器采集的平动加速度作为所述边界测试点的平动加速度，以及确定所述流体物质的密度；
惯性力确定子单元202，用于将所述平动加速度与所述密度相乘，获得所述边界测试点在单位体积受到所述流体物质施加的惯性力。
可选地，上述的运动数据的处理装置还包括：
坐标系显示单元，用于显示所述目标物体的平动坐标系及旋转坐标系；其中，所述平动坐标系与所述旋转坐标系共原点；
旋转数据显示单元，用于在所述旋转坐标系中，显示所述旋转方向及所述旋转角速度。
可选地，所述旋转方向包括X旋转轴方向、Y旋转轴方向及Z旋转轴方向。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。
还需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括上述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
对所公开的实施例的上述说明，使本领域专业技术人员能够实现或使用本申请。对这些实施例的多种修改对本领域的专业技术人员来说将是显而易见的，本文中所定义的一般原理可以在不脱离本申请的精神或范围的情况下，在其它实施例中实现。因此，本申请将不会被限制于本文所示的这些实施例，而是要符合与本文所公开的原理和新颖特点相一致的最宽的范围。
Claims (8)
1.一种运动数据的处理方法，其特征在于，应用于运动的密封性目标物体，所述目标物体内装载有流体物质，该方法包括：
在所述目标物体上选取测试点作为边界测试点，以及在所述流体物质的空间结构中选取测试点作为非边界测试点；
确定所述边界测试点在单位体积受到所述流体物质施加的惯性力；
将所述惯性力作为动量源项加入到所述边界测试点的流体运动方程中，获得边界测试点的目标流体运动方程，以及将所述惯性力作为动量源项加入到所述非边界测试点的流体运动方程中，获得非边界测试点的目标流体运动方程；
获取所述边界测试点的旋转方向及旋转角速度，并代入至所述边界测试点的目标流体运动方程中，获得已知解的目标流体运动方程；
利用所述已知解的目标流体运动方程，求解所述非边界测试点的目标流体运动方程，获得所述非边界测试点在所述运动中的速度及压强。
2.根据权利要求1所述的运动数据的处理方法，其特征在于，所述目标物体上设置有传感器；
相应地，所述确定所述边界测试点在单位体积受到所述流体物质施加的惯性力，包括：
获取所述传感器采集的平动加速度作为所述边界测试点的平动加速度，以及确定所述流体物质的密度；
将所述平动加速度与所述密度相乘，获得所述边界测试点在单位体积受到所述流体物质施加的惯性力。
3.根据权利要求1所述的运动数据的处理方法，其特征在于，还包括：
显示所述目标物体的平动坐标系及旋转坐标系；其中，所述平动坐标系与所述旋转坐标系共原点；
在所述旋转坐标系中，显示所述旋转方向及所述旋转角速度。
4.根据权利要求1所述的运动数据的处理方法，其特征在于，所述旋转方向包括X旋转轴方向、Y旋转轴方向及Z旋转轴方向。
5.一种运动数据的处理装置，其特征在于，应用于运动的密封性目标物体，所述目标物体内装载有流体物质，该装置包括：
测试点选取单元，用于在所述目标物体上选取测试点作为边界测试点，以及在所述流体物质的空间结构中选取测试点作为非边界测试点；
惯性力确定单元，用于确定所述边界测试点在单位体积受到所述流体物质施加的惯性力；
动量项添加单元，用于将所述惯性力作为动量源项加入到所述边界测试点的流体运动方程中，获得边界测试点的目标流体运动方程，以及将所述惯性力作为动量源项加入到所述非边界测试点的流体运动方程中，获得非边界测试点的目标流体运动方程；
边界方程求解单元，用于获取所述边界测试点的旋转方向及旋转角速度，并代入至所述边界测试点的目标流体运动方程中，获得已知解的目标流体运动方程；
非边界方程求解单元，用于利用所述已知解的目标流体运动方程，求解所述非边界测试点的目标流体运动方程，获得所述非边界测试点在所述运动中的速度及压强。
6.根据权利要求5所述的运动数据的处理装置，其特征在于，所述目标物体上设置有传感器；相应地，所述惯性力确定单元包括：
加速度及密度确定子单元，用于获取所述传感器采集的平动加速度作为所述边界测试点的平动加速度，以及确定所述流体物质的密度；
惯性力确定子单元，用于将所述平动加速度与所述密度相乘，获得所述边界测试点在单位体积受到所述流体物质施加的惯性力。
7.根据权利要求5所述的运动数据的处理装置，其特征在于，还包括：
坐标系显示单元，用于显示所述目标物体的平动坐标系及旋转坐标系；其中，所述平动坐标系与所述旋转坐标系共原点；
旋转数据显示单元，用于在所述旋转坐标系中，显示所述旋转方向及所述旋转角速度。
8.根据权利要求5所述的运动数据的处理装置，其特征在于，所述旋转方向包括X旋转轴方向、Y旋转轴方向及Z旋转轴方向。
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Legal Events
| Date | Code | Title | Description |
|---|---|---|---|
| C06 | Publication | ||
| PB01 | Publication | ||
| C10 | Entry into substantive examination | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| GR01 | Patent grant | ||
| GR01 | Patent grant |