CN111444573A - 船舶对称分段模型生成方法及装置、存储介质和终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种船舶对称分段模型生成方法及装置、存储介质和终端，其中方法包括：获取船舶的左右任一舷侧分段三维模型；选取舷侧分段三维模型中的源节点，并确定分段对称面；获取源节点对应零件的零件拓扑结构，根据预设方式依次判断零件拓扑结构是否与分段对称面相交，若相交则去除该零件拓扑结构所对应的源节点，否则保留该零件拓扑结构所对应的源节点；以分段对称面为对称面构建所有源节点的对称节点，并根据所有对称节点构建船舶的另一舷侧分段三维模型；其中，源节点与零件为一一对应关系。解决了现有船舶分段设计过程中左右舷侧对称分段的重复建模工作，避免重复劳动，有效缩短了船舶设计周期，提升了设计效率。

Description

船舶对称分段模型生成方法及装置、存储介质和终端

技术领域

本发明涉及船舶辅助设计技术领域，尤其涉及一种船舶对称分段自动生成方法。

背景技术

船体分段是指根据船体结构特点和建造施工工艺要求，对船体结构进行合理划分所形成的区段。在实际分段划分过程，船体分段基本划分为一种左右对称的形状，举个例子说明一下，在86K VLGC船上，总分段数量为180多个，其中对称分段有100个左右，占比60％以上。

通常船体结构专业的设计过程可分为初步设计和详细设计，初步设计对应的是面片模型，详细设计对应的是实体模型，这两个阶段设计原理应是完全相同的。在现有船舶分段的实际设计过程中，虽然可以快速实现单个分段的建模，设计效率也有一定程度上的提升，但是还存在以下不足之处：无法实现左右舷对称建模，左右两边需要建模两次，用户体验度差；无法同步修改、删除等操作，因为不存在关联关系，左右舷两边不同设计人员建立的模型无法做到同步修改、删除；面片模型无法一次性同步到实体模型，在船舶详细设计过程中，需要将面片模型转换成有厚度的实体模型，由于不能对称建模，需多次同步面片模型。

因此，亟需研究一种船舶对称分段建自动生成方法。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有的船舶分段设计建模过程无法实现自动生成对称分段模型，使得船舶分段设计建模效率低，船体设计周期长。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种船舶对称分段模型生成方法，包括：

获取船舶的左右任一舷侧分段三维模型；

选取所述舷侧分段三维模型中的源节点，并确定分段对称面；

获取所述源节点对应零件的零件拓扑结构，根据预设方式依次判断所述零件拓扑结构是否与所述分段对称面相交，若相交则去除该零件拓扑结构所对应的源节点，否则保留该零件拓扑结构所对应的源节点；

以所述分段对称面为对称面构建所有所述源节点的对称节点，并根据所有所述对称节点构建所述船舶的另一舷侧分段三维模型；

其中，所述源节点与零件为一一对应关系。

优选地，确定分段对称面包括：

以构建分段三维模型中配置坐标系时设定的对称面为分段对称面；或

接收对称面输入信息，并根据所述对称面输入信息确定分段对称面。

优选地，获取单个所述源节点对应零件的零件拓扑结构包括：

获取所述零件的所有形成面，按预设间断采集标准获取所有所述形成面的形成线，按指定函数获取所有所述形成线的端点，所有所述端点即构成所述零件拓扑结构。

优选地，根据预设方式判断单个所述零件拓扑结构是否与所述分段对称面相交包括：

基于所述零件拓扑结构获取对应所有所述端点坐标；

判断所有所述端点坐标是否均位于所述分段对称面一侧，若是则所述零件拓扑结构不与所述分段对称面相交，否则所述零件拓扑结构与所述分段对称面相交。

优选地，以所述分段对称面为对称面构建单个所述源节点的对称节点包括：

根据所述源节点对应零件的零件拓扑结构获取对应所有所述端点的坐标；

以所述分段对称面为镜像对称面分别获取所有所述端点坐标的对称坐标；

按所述指定函数将所述对称坐标重新拟合成对称形成线，并按所述预设间断采集标准将所述对称形成线重构成对称形成面，所有所述形成面即构成对称零件，基于所述对称零件获取所述源节点的对称节点。

优选地，以所述分段对称面为对称面构建单个所述源节点的对称节点还包括：

设置所述源节点的零件属性与对应所述对称节点的零件属性相同，且设置所述源节点的零件属性和对应所述对称节点的零件属性相关联；

其中，所述零件属性包括几何信息、板厚及材质、流向信息和零件三维标注信息。

优选地，所述舷侧分段三维模型为面片模型或实体模型

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种船舶对称分段模型生成装置，包括舷侧模型构建模块、源节点确定模块、零件相交判定模块和对称建模模块；

所述舷侧模型构建模块，用于获取船舶的左右任一舷侧分段三维模型；

所述源节点确定模块，用于选取所述舷侧分段三维模型中的源节点，并确定分段对称面；

所述零件相交判定模块，用于获取所述源节点对应零件的零件拓扑结构，根据预设方式依次判断所述零件拓扑结构是否与所述分段对称面相交，若相交则去除该零件拓扑结构所对应的源节点，否则保留该零件拓扑结构所对应的源节点；

所述对称建模模块，用于以所述分段对称面为对称面构建所有所述源节点的对称节点，并根据所有所述对称节点构建所述船舶的另一舷侧分段三维模型。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现所述船舶对称分段模型生成方法。

为了解决上述技术问题，本发明提供了一种终端，包括：处理器及存储器；

所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行所述船舶对称分段模型生成方法。

与现有技术相比，上述方案中的一个或多个实施例可以具有如下优点或有益效果：

应用本发明实施例提供的船舶对称分段模型生成方法，先构建船舶一舷侧分段三维模型，再根据构建的舷侧对另一舷侧进行分段对称建模，解决了现有船舶分段设计过程中左右舷侧对称分段的重复建模工作，避免重复劳动，有效缩短了船舶设计周期，提升了设计效率；同时还实现了船舶分段三维模型的批量对称或单个节点对称功能，极大的减少人工操作，为用户提供了更佳的用户体验。

本发明的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明而了解。本发明的目的和其他优点可通过在说明书、权利要求书以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

附图说明

附图用来提供对本发明的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本发明的实施例共同用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：

图1示出了本发明实施例一船舶对称分段模型生成方法的流程示意图；

图2示出了本发明实施例二船舶对称分段模型生成装置的结构示意图；

图3示出了本发明实施例四终端的结构示意图。

具体实施方式

以下将结合附图及实施例来详细说明本发明的实施方式，借此对本发明如何应用技术手段来解决技术问题，并达成技术效果的实现过程能充分理解并据以实施。需要说明的是，只要不构成冲突，本发明中的各个实施例以及各实施例中的各个特征可以相互结合，所形成的技术方案均在本发明的保护范围之内。

在现有船舶分段的实际设计过程中，虽然可以快速实现单个分段的建模，设计效率也有一定程度上的提升，但是还存在以下不足之处：无法实现左右舷对称建模，左右两边需要建模两次，用户体验度差；无法同步修改、删除等操作，因为不存在关联关系，左右舷两边不同设计人员建立的模型无法做到同步修改、删除；面片模型无法一次性同步到实体模型，在船舶详细设计过程中，需要将面片模型转换成有厚度的实体模型，由于不能对称建模，需多次同步面片模型。

实施例一

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明实施例提供了一种船舶对称分段模型生成方法。

图1示出了本发明实施例一船舶对称分段模型生成方法的流程示意图；参考图1所示，本发明实施例船舶对称分段模型生成方法包括如下步骤。

步骤S101，获取船舶的左右任一舷侧分段三维模型。

船舶通常包括左右两舷侧，若左右两舷侧存在对称分段，则可先构建船舶模型的左舷侧分段三维模型或右舷侧分段三维模型，再根据对称属性构建与左舷侧分段三维模型或右舷侧分段三维模型对称部分。

舷侧分段三维模型构建过程具体包括：在三维设计环境中设置三维坐标系，根据船舶的实际情况、总布置图、分段总段划分图及选定先构建的舷侧信息，在三维坐标系中构建船舶曲面，对船舶曲面进行线型光顺。而后根据船舶曲面和三维坐标系设置船舶板材，并根据板材位置布置相应型材。再在上述基础上布置补板、肘板、垫板等参数板类型零件，完成船舶一舷侧分段三维模型的构建。船体的一舷侧分段三维模型建立之后，会将该三维模型的数据保存至三维模型数据库中。

上述构建的舷侧分段三维模型可以是初步设计阶段的面片模型，也可以是详细设计阶段的实体模型，两者的区别之处在于面片模型没有实际板厚朝向。且在配置三维坐标系时可顺便设定好对称面，以作为后续分段对称面。

需要说明的是，本实施例除了通过上述构建方式获取舷侧分段三维模型外，还可通过格式转换或直接导入的方式获取现有的舷侧分段三维模型文件，该舷侧分段三维模型文件可以是由不同软件或系统建立的。

步骤S102，选取舷侧分段三维模型中的源节点，并确定分段对称面。

根据实际情况选取舷侧分段三维模型中所有需要分段对称建模的源节点。需要说明的是，本实施例中设定的源节点与零件之间为一一对应的关系，即选取一个源节点即选取一个待对称建模的零件。由于通常舷侧分段三维模型中包括多个零件需要对称建模，单独一个零件一个零件的选取作为源节点的话则会花费大量的时间，因此在源节点的选取过程中可通过直接选中待对称建模的分段顶层节点的方式，选中该分段顶层节点下的多个字节点作为源节点。

分段对称面可在构建船舶的舷侧分段三维模型时直接设定好，之后直接读取设定的对称面为分段对称面即可。分段对称面也可以根据实际情况进行手动设置，即在确定分段对称面时直接接收手动设置的对称面输入信息，并根据对称面输入信息确定分段对称面。如果手动设置对称面的话，可以为随意方面的平台，例如可以为y轴正负方向随意的平面。

步骤S103，获取源节点对应零件的零件拓扑结构，根据预设方式依次判断零件拓扑结构是否与分段对称面相交，若相交则去除该零件拓扑结构所对应的源节点，否则保留该零件拓扑结构所对应的源节点。

确定所有源节点后，需对现有的源节点进行筛选，以筛选出完整零件直接横跨分段对称面，不需进行对称建模的源节点；以及筛选出个别仅在单舷侧存在的零件对应的源节点等。以确定筛选后的源节点均为需要构建对称节点的。

进行源节点的筛选过程，首先需要获取所有获取源节点对应零件的零件拓扑结构。其中，船舶分段内板材零件的类型包括：甲板、横舱壁、纵舱壁、及外板等；型材零件的类型包括：角钢、扁钢、及T型材等；参数板零件的类型包括：补板、肘板、垫板等。

其中，单个零件拓扑结构获取过程包括：首先获取该零件的所有形成面；其次根据形成面的边界轮廓获取上述所有形成面的形成线；最后按指定函数获取上述所有所述形成线的间隔形成点，指定函数为f(x)＝d/2^a，其中a的值正整数。指定函数f(x)＝d/2^a即表示：将长度为d形成线不停的按二等分，四等分，八等分，十六等分，一直以2的a次方等分下去，最后达到的距离小于0.1mm(该值不固定，根据具体情况进行变化)停止，将所有采集到的间隔形成点保存，用于后续对称操作。所有上述形成面、形成线、间隔形成点这三个类型构成所述零件拓扑结构。

需要说明的是，还有可以根据零件类型进行零件拓扑结构的获取。以板架为例，为取得镜像板架的理论支持面，需对当前板架进行一定处理。取得当前板架的无限理论面(Unlimited Surface)，向板架内部以板厚方向0.1mm进行偏移，使用切割与板架实体交出一个面，再以反向偏移回来，这样就可以得到实际的板架表面特征。使用该特征作镜像，在镜像结构树下以该镜像特征作理论面，即可得到镜像板架结构。当板架为肘板且须加折边时，需保证其面为平面。此时，由于偏移功能导致作出的面不再具有平面属性，需进一步进行处理。对该面进行提取，以点连续方式得到其全部边界。同时，根据实际数学平面，创建平面特征。以该平面为支持面，以边界为输入元素，创建填充，即可得到一个与原表面结构拓扑一致的平面特征。

以扭曲型材为例，首先获取该零件的所有拓扑结构，然后通过拓扑结构获取该零件的所有面和所有线段，再按上面所述的方法对所有的线段按等份分开取点，从而获取所有的点。针对型材其规则是：如果该线段长度大于10m，则以0.1mm为等份划分单位，如果该线段小于等于1m，则按以0.01mm为等份划分单位，如果处在两者之间，则以0.05mm为等份划分单位。然后把线段上获得所有的点根据对称面的y值的不同，生成新的点，其中x,z坐标值不变，y值根据实际情况生成。再重新将对称后生成的所有点拟合成一条曲线，对该曲线进行扫掠生成对称扭曲型材。

获取所有源节点的零件拓扑结构后，还需根据预设方式依次判断零件拓扑结构是否与分段对称面相交，若相交则去除当前零件拓扑结构对应的源节点，否则保留当前零件拓扑结构对应的源节点，判断完成留下的源节点即为需要进行对称建模的源节点。

根据预设方式判断单个零件拓扑结构是否与分段对称面相交具体包括：基于零件拓扑结构获取对应所有端点坐标；判断所有端点坐标是否均位于所述分段对称面一侧，若是则零件拓扑结构不与所述分段对称面相交，否则零件拓扑结构与分段对称面相交。基于相同方法依次判断其它零件拓扑结构是否与分段对称面相交，得到筛选后需进行对称建模的源节点。

步骤S104，以分段对称面为对称面构建所有源节点的对称节点，并根据所有对称节点构建船舶的另一舷侧分段三维模型。

按一定顺序分别依次以分段对称面为对称面构建源节点的对称节点，构建完所有源节点的对称节点后，基于所有对称节点构建船舶的另一舷侧分段三维模型。需要说明的是，由于源节点可能并不为船舶的左右任一舷侧分段三维模型中的所有节点，因此构建的船舶的另一舷侧分段三维模型可能与船舶的左右任一舷侧分段三维模型并不完全基于分段对称面对称。即支持个别对象仅左舷存在或仅右舷存在。

进一步地，以分段对称面为对称面构建单个源节点的对称节点的过程包括：根据源节点对应零件的零件拓扑结构获取对应所有端点的坐标；以分段对称面为镜像对称面分别获取所有端点坐标的对称坐标；按指定函数将对称坐标重新拟合成对称形成线，并按预设间断采集标准将对称形成线重构成对称形成面，所有形成面即构成对称零件，基于对称零件获取所述源节点的对称节点。依据上述方式构建所有源节点的对称节点。

对称节点构建完成后，还需设置源节点的零件属性与对应对称节点的零件属性相同，其中零件属性包括几何信息、板厚及材质、流向信息和零件三维标注信息等。同时设置源节点的零件属性和对应对称节点的零件属性相关联，即将源节点的Created From属性和对称节点的Created From属性设置关联，以在源节点零件进行修改、删除操作后进行保存操作，系统会自动触发检查事件，针对该零件对称后生成的零件，进行同步修改、删除操作，提高船体结构设计人员的用户体验。

优选地，几何信息包括：零件尺寸、零件形状、零件面积、零件重量等信息。零件的属性信息包括：部件名、零件号、零件类型、板厚、材质以及流向等用户自定义属性。零件的三维标注信息包括：零件名、板厚朝向、材质等。

本发明实施例提供的船舶对称分段模型生成方法，先构建船舶左右任一舷侧分段三维模型，再根据构建的舷侧对另一舷侧进行分段对称建模，解决了现有船舶分段设计过程中左右舷侧对称分段的重复建模工作，避免重复劳动，有效缩短了船舶设计周期，提升了设计效率；同时还实现了船舶分段三维模型的批量对称或单个节点对称功能，极大的减少人工操作，为用户提供了更佳的用户体验。

实施例二

为解决现有技术中存在的技术问题，本发明实施例提供了一种船舶对称分段模型生成装置。

图2示出了本发明实施例二船舶对称分段模型生成装置的结构示意图；参考图2所示，本发明实施例船舶对称分段生成装置，包括舷侧模型构建模块、源节点确定模块、零件相交判定模块和对称建模模块。

舷侧模型构建模块用于获取船舶的左右任一舷侧分段三维模型。

源节点确定模块用于选取所述舷侧分段三维模型中的源节点，并确定分段对称面。

零件相交判定模块用于获取所述源节点的零件拓扑结构，根据预设方式依次判断所述零件拓扑结构是否与所述分段对称面相交，若相交则去除当前所述零件拓扑结构对应的源节点，否则保留当前所述零件拓扑结构对应的源节点。

对称建模模块用于以所述分段对称面为镜像对称面对所述源节点进行对称建模，构建所述船舶的另一舷侧分段三维模型。

本发明实施例提供的船舶对称分段模型生成装置，先构建船舶一舷侧分段三维模型，再根据构建的舷侧对另一舷侧进行分段对称建模，解决了现有船舶分段设计过程中左右舷侧对称分段的重复建模工作，避免重复劳动，有效缩短了船舶设计周期，提升了设计效率；同时还实现了船舶分段三维模型的批量对称或单个节点对称功能，极大的减少人工操作，为用户提供了更佳的用户体验。

实施例三

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例还提供了一种可读存储介质，其存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时可实现实施例一中船舶对称分段模型生成方法中的所有步骤。

船舶对称分段模型生成方法的具体步骤以及应用本发明实施例提供的可读存储介质获取的有益效果均与实施例一相同，在此不在对其进行赘述。

需要说明的是：可读存储介质包括：ROM、RAM、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。

实施例四

为解决现有技术中存在的上述技术问题，本发明实施例还提供了一种终端。

图3示出了本发明实施例四终端结构示意图，参照图3，本实施例终端包括相互连接的处理器及存储器；存储器用于存储计算机程序，处理器用于执行存储器存储的计算机程序，以使终端执行时可实现实施例一船舶对称分段模型生成方法中的所有步骤。

船舶对称分段模型生成方法的具体步骤以及应用本发明实施例提供的终端获取的有益效果均与实施例一相同，在此不在对其进行赘述。

需要说明的是，存储器可能包含随机存取存储器(Random Access Memory，简称RAM)，也可能还包括非易失性存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。同理处理器也可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

虽然本发明所公开的实施方式如上，但所述的内容只是为了便于理解本发明而采用的实施方式，并非用以限定本发明。任何本发明所属技术领域内的技术人员，在不脱离本发明所公开的精神和范围的前提下，可以在实施的形式上及细节上作任何的修改与变化，但本发明的保护范围，仍须以所附的权利要求书所界定的范围为准。

Claims (10)

1.一种船舶对称分段模型生成方法，包括：

获取船舶的左右任一舷侧分段三维模型；

选取所述舷侧分段三维模型中的源节点，并确定分段对称面；

获取所述源节点对应零件的零件拓扑结构，根据预设方式依次判断所述零件拓扑结构是否与所述分段对称面相交，若相交则去除该零件拓扑结构所对应的源节点，否则保留该零件拓扑结构所对应的源节点；

以所述分段对称面为对称面构建所有所述源节点的对称节点，并根据所有所述对称节点构建所述船舶的另一舷侧分段三维模型；

其中，所述源节点与零件为一一对应关系。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，确定分段对称面包括：

以构建分段三维模型中配置坐标系时设定的对称面为分段对称面；或

接收对称面输入信息，并根据所述对称面输入信息确定分段对称面。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，获取单个所述源节点对应零件的零件拓扑结构包括：

获取所述零件的所有形成面，按预设间断采集标准获取所有所述形成面的形成线，按指定函数获取所有所述形成线的端点，所有所述端点即构成所述零件拓扑结构。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，根据预设方式判断单个所述零件拓扑结构是否与所述分段对称面相交包括：

基于所述零件拓扑结构获取对应所有所述端点坐标；

判断所有所述端点坐标是否均位于所述分段对称面一侧，若是则所述零件拓扑结构不与所述分段对称面相交，否则所述零件拓扑结构与所述分段对称面相交。

5.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，以所述分段对称面为对称面构建单个所述源节点的对称节点包括：

根据所述源节点对应零件的零件拓扑结构获取对应所有所述端点的坐标；

以所述分段对称面为镜像对称面分别获取所有所述端点坐标的对称坐标；

按所述指定函数将所述对称坐标重新拟合成对称形成线，并按所述预设间断采集标准将所述对称形成线重构成对称形成面，所有所述形成面即构成对称零件，基于所述对称零件获取所述源节点的对称节点。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，以所述分段对称面为对称面构建单个所述源节点的对称节点还包括：

设置所述源节点的零件属性与对应所述对称节点的零件属性相同，且设置所述源节点的零件属性和对应所述对称节点的零件属性相关联；

其中，所述零件属性包括几何信息、板厚及材质、流向信息和零件三维标注信息等。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述舷侧分段三维模型为面片模型或实体模型。

8.一种船舶对称分段生成装置，其特征在于，包括舷侧模型构建模块、源节点确定模块、零件相交判定模块和对称建模模块；

所述舷侧模型构建模块，用于获取船舶的左右任一舷侧分段三维模型；

所述源节点确定模块，用于选取所述舷侧分段三维模型中的源节点，并确定分段对称面；

所述零件相交判定模块，用于获取所述源节点对应零件的零件拓扑结构，根据预设方式依次判断所述零件拓扑结构是否与所述分段对称面相交，若相交则去除该零件拓扑结构所对应的源节点，否则保留该零件拓扑结构所对应的源节点；

所述对称建模模块，用于以所述分段对称面为对称面构建所有所述源节点的对称节点，并根据所有所述对称节点构建所述船舶的另一舷侧分段三维模型。

9.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述船舶对称分段模型生成方法。

10.一种终端，其特征在于，包括：处理器及存储器；

所述存储器用于存储计算机程序，所述处理器用于执行所述存储器存储的计算机程序，以使所述终端执行如权利要求1至7中任一项所述船舶对称分段模型生成方法。

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