CN112861241B - 一种锥形管的展开方法、装置、设备及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种锥形管的展开方法、装置、设备及可读存储介质，所述方法包括：获取三维锥形管模型，并将所述三维锥形管模型的底面轮廓线和侧面相贯线设置为目标三维曲线；将所述目标三维曲线离散化为多个离散点，并确定出每个离散点在预设极坐标系中的极坐标；将所述目标三维曲线中每个离散点的极坐标均转换为在预设展开平面直角坐标系中的展开直角坐标；根据所述目标三维曲线离中所有离散点的展开直角坐标，在所述预设展开平面直角坐标系中拟合出用于表征所述目标三维曲线的二维曲线；根据所有二维曲线，在所述预设展开平面直角坐标系中构建出用于表征所述三维锥形管模型的二维展开图；可以精确计算出锥形管展开后的板材边界线及相贯口的形状。
Description
技术领域
本发明涉及计算机图形处理技术领域，特别涉及一种锥形管的展开方法、装置、设备及可读存储介质。
背景技术
在建筑钢结构工程中，经常需要处理圆管之间连接和相贯的情形，一般需要通过将圆管展开成平板，并根据圆管上相贯线的形状确定出相贯线的展开图样线，然后裁剪下料。因此，展开相贯线的计算效率、准确性和精度控制，是影响产品加工的关键因素。目前传统的工程加工方法，多是利用工程制图法，即按照工程视图投影原理，画出投影辅助线以及相贯线的展开图样线，这种方法对专业能力要求高，工作繁琐，且误差较大，影响加工质量。而通过计算机辅助计算手段，一般是将圆管断面等分，根据等分点计算圆周上的角度，再以此对相贯线进行采样点绘制，以得到相贯线的展开图样线。这种处理是近似计算，须通过增加等分段数来提高精度，以满更高的工程要求。已有的展开方法主要用于处理圆柱管，当处理锥形管时精度较差。因此，如何精确计算锥形钢管展开后的板材边界线以及相贯线的形状成为本领域技术人员亟需解决的技术问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种锥形管的展开方法、装置、设备及可读存储介质，可以精确计算出锥形管及变截面圆管展开后的板材边界线及相贯口的形状，从而实现钢结构下料的优化设计和加工。
根据本发明的一个方面，提供了一种锥形管的展开方法，所述方法包括：
获取三维锥形管模型，并将所述三维锥形管模型的底面轮廓线和侧面相贯线设置为目标三维曲线；
将所述目标三维曲线离散化为多个离散点，并确定出每个离散点在预设极坐标系中的极坐标；
将所述目标三维曲线中每个离散点的极坐标均转换为在预设展开平面直角坐标系中的展开直角坐标；
根据所述目标三维曲线离中所有离散点的展开直角坐标，在所述预设展开平面直角坐标系中拟合出用于表征所述目标三维曲线的二维曲线；
根据所有二维曲线，在所述预设展开平面直角坐标系中构建出用于表征所述三维锥形管模型的二维展开图。
可选的，所述预设极坐标系的原点为所述三维锥形管模型的锥面顶点、极轴为所述三维锥形管模型的目标直母线。
可选的，在所述获取三维锥形管模型，并将所述三维锥形管模型的底面轮廓线和侧面相贯线设置为目标三维曲线之后，所述方法还包括：
确定出所述目标直母线的中点到所述锥面顶点的第一距离；
以所述锥面顶点为球心并以所述第一距离为半径，构建等效单位球面；
确定出所述等效单位球面与所述三维锥形管模型的交线，并将所述交线设置为所述三维锥形管模型的导线；
根据所述底面轮廓线的起始点确定出所述导线的起始点；其中，所述底面轮廓线的起始点为所述底面轮廓线与所述目标直母线的交点，且所述底面轮廓线的起始点和所述导线的起始点均位于所述目标直母线上。
可选的，所述确定出每个离散点在预设极坐标系中的极坐标，包括：
计算所述离散点的模长，并将所述模长设置为所述极坐标的极径；
将所述离散点映射为位于所述导线上的映射点；
计算所述映射点到所述导线的起始点的第二距离，并将所述第二距离与所述第一距离的比值作为所述极坐标的极角。
可选的，所述将所述离散点映射为位于所述导线上的映射点，包括：
确定出所述离散点在世界坐标系中的第一空间坐标；
根据所述等效单位球面构建局部空间直角坐标系，并将所述离散点的第一空间坐标转换为在所述局部空间直角坐标系中的第二空间坐标；
对所述第二空间坐标单位化处理并数乘所述第一距离，以得到所述离散点的第三空间坐标；
将所述离散点的第三空间坐标转换为在世界坐标系中的第四空间坐标，并将所述第四空间坐标作为所述映射点的坐标。
可选的，所述预设展开平面直角坐标系的原点为所述底面轮廓线的起始点、X轴为所述起始点的切向、Y轴为所述三维锥形管模型的目标直母线。
可选的，所述将所述目标三维曲线中每个离散点的极坐标均转换为在预设展开平面直角坐标系中的展开直角坐标，包括：
计算所述预设展开平面直角坐标系的原点到所述锥面顶点的第三距离D；
以(D，0)为原点、世界坐标系的Y轴为X轴构建临时平面直角坐标系；
依次将所述目标三维曲线中每个离散点的极坐标转换为第一直角坐标；
将每个离散点的第一直角坐标转换为在所述临时平面直角坐标系中的第二直角坐标，并将所述第二直角坐标作为所述展开直角坐标。
为了实现上述目的，本发明还提供一种锥形管的展开装置，所述装置具体包括以下组成部分：
获取模块，用于获取三维锥形管模型，并将所述三维锥形管模型的底面轮廓线和侧面相贯线设置为目标三维曲线；
离散模块，用于将所述目标三维曲线离散化为多个离散点，并确定出每个离散点在预设极坐标系中的极坐标；
转换模块，用于将所述目标三维曲线中每个离散点的极坐标均转换为在预设展开平面直角坐标系中的展开直角坐标；
拟合模块，用于根据所述目标三维曲线离中所有离散点的展开直角坐标，在所述预设展开平面直角坐标系中拟合出用于表征所述目标三维曲线的二维曲线；
展开模块，用于根据所有二维曲线，在所述预设展开平面直角坐标系中构建出用于表征所述三维锥形管模型的二维展开图。
为了实现上述目的，本发明还提供一种计算机设备，该计算机设备具体包括：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介绍的锥形管的展开方法的步骤。
为了实现上述目的，本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述介绍的锥形管的展开方法的步骤。
本发明提供的锥形管的展开方法、装置、设备及可读存储介质，针对一般形状的锥形管及锥面上的相贯线，提出了一种通用的展开算法，可以更加精准的得到三维锥形管的二维展开图样线；本发明应用计算机辅助几何设计手段，适用性更强，可满足个性化要求，实现锥形管及变截面圆管上相贯线的展开等复杂的异型造型。通过本发明提出的方法，可以精确计算锥形管及变截面圆管展开后的板材边界线及相贯口的形状，从而实现钢结构下料的优化设计和加工。
附图说明
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，而并不认为是对本发明的限制。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：
图1为实施例一提供的锥形管的展开方法的一种可选的流程示意图；
图2(a)为实施例一中的一种可选的三维锥形管模型的主视图示意图；
图2(b)为实施例一中的一种可选的三维锥形管模型的左视图示意图；
图2(c)为实施例一中的一种可选的三维锥形管模型的俯视图示意图；
图3为实施例一中的一种可选的三维锥形管模型的二维展开图的示意图；
图4为实施例二提供的锥形管的展开装置的一种可选的组成结构示意图；
图5为实施例三提供的计算机设备的一种可选的硬件架构示意图。
具体实施方式
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。基于本发明中的实施例，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，都属于本发明保护的范围。
实施例一
本发明实施例提供了一种锥形管的展开方法，如图1所示，该方法具体包括以下步骤：
步骤S101：获取三维锥形管模型，并将所述三维锥形管模型的底面轮廓线和侧面相贯线设置为目标三维曲线。
其中，所述三维锥形管模型可以为圆锥模型、一般锥面模型、圆台模型；其中，圆锥模型的底面轮廓线为圆形，一般锥面模型的底面轮廓线可以为椭圆形或其他不规则形状，圆台模型如图2(a)、图2(b)、图2(c)所示，具有两个底面。此外，所述侧面相贯线是所述三维锥形管模型与其他模型相交的交线。
具体的，步骤S101，包括：
步骤A1：通过预设API接口获取用户端上传的三维锥形管模型和计算距离精度信息；其中，所述三维锥形管模型包括：锥面信息和位于锥面上的相贯线信息；
优选的，计算距离精度信息为0.1；
步骤A2：按照预设检查规则判断所述锥面信息、相贯线信息和计算距离精度信息是否满足预设条件；
步骤A3：若是，则将所述三维锥形管模型的底面轮廓线和侧面相贯线设置为目标三维曲线，若否，则向所述用户端返回错误码以及相应的错误提示信息。
优选的，所述检查规则包括：检查上传对象指针是否为空指针、检查计算距离精度信息的数值类型是否在有效范围内、检查曲面对象是否为可展曲面且为锥面类型、检查锥面信息是否满足预设条件(例如，锥面所在局部坐标系应是单位正交右手系、锥面内含底面轮廓线是否合法、锥面UV参数域是否在有效范围内)、检查相贯线信息是否满足预设条件。
在本实施例中，只能对可展曲面进行展开，因此需要在获取到三维模型后判断三维模型是否为可展曲面且必须为锥面类型，此外，还需要确保位于锥面上的相贯线符合要求。需要说明的是可展曲面是在经过连续延展变形后，不会发生皱褶和撕裂的与平面相贴合的曲面。例如，获取到的三维锥形管模型为如图2所示的偏心的椭圆锥面，其锥面下底面截面为椭圆，且其中心坐标为(-500,0,0)、长轴方向为世界坐标系X轴、长半径为500、短轴方向为世界坐标系Y轴、短半径为400、锥面顶点坐标为(0,0,5000)，其锥面上的相贯线为三维的三次B样条曲线，有142个控制顶点。
进一步的，在步骤S101之后，所述方法还包括：
步骤B1：确定出所述三维锥形管模型的目标直母线的中点到所述锥面顶点的第一距离；
其中，所述目标直母线为所述三维锥形管模型中指定的直母线；在实际应用中，所述目标直母线可以为锥面上完整的直母线，也可以如图2(a)、图2(b)、图2(c)所示，为锥面上的部分直母线。例如，在如图2(a)、图2(b)、图2(c)所示的三维锥形管模型中，选取一般锥面U向参数域中点的直母线为目标直母线，目标直母线的中点到锥面顶点的第一距离为3824.2646351945887。
步骤B2：以所述锥面顶点为球心并以所述第一距离为半径，构建等效单位球面。
步骤B3：确定出所述等效单位球面与所述三维锥形管模型的交线，并将所述交线设置为所述三维锥形管模型的导线。
需要说明的是该导线为三次B样条曲线。
步骤B4：根据所述底面轮廓线的起始点确定出所述导线的起始点；其中，所述底面轮廓线的起始点为所述底面轮廓线与所述目标直母线的交点，且所述底面轮廓线的起始点和所述导线的起始点均位于所述目标直母线上。
需要说明的是，理论上是在单位球面上计算出一般锥面的导线，但是考虑到求交算法所使用的模型尺寸以及数值计算的稳定性问题，在本实施例中重新构建等效单位球面。具体的，选取一般曲面的一条直母线作为目标直母线，所述目标直母线的中点到锥面顶点的距离作为等效单位球面的半径，并以所述锥面顶点为球心生成等效单位球面。再利用现有的曲面求交算法，计算出所述等效单位球面与所述一般锥面的交线，并对交线进行锥面参数域边界裁剪，最后根据一般锥面的底面轮廓线的起始点和方向确定出交线的起始点和方向，并将所述交线作为一般锥面的导线。
在实际应用中也可以使用其他方式确定出三维锥形管模型的导线，只要保证导线上任一点的切向与经过该点的直母线垂直即可；最后根据三维锥形管模型底面轮廓线的起始点和方向确定出导线的起始点和方向，其中，底面轮廓线的起始点与导线的起始点在同一直母线上，且轮廓线的方向与导线的方向一致。
步骤S102：将所述目标三维曲线离散化为多个离散点，并确定出每个离散点在预设极坐标系中的极坐标。
具体的，所述将所述目标三维曲线离散化为多个离散点，包括：
步骤C1：利用曲线自适应离散算法，按照所述计算距离精度信息，从所述目标三维曲线上确定出多个离散点；
步骤C2：判断离散点的个数是否小于2，若是，则向所述用户端返回错误码以及相应的错误提示信息。
在实际应用中，也可以采用其他现有的曲线离散算法从目标三维曲线上确定出离散点，在此不作具体限定。
进一步的，所述预设极坐标系的原点为所述三维锥形管模型的锥面顶点、极轴为所述三维锥形管模型的目标直母线。
所述确定出每个离散点在预设极坐标系中的极坐标，具体包括：
步骤D1：计算所述离散点的模长，并将所述模长设置为所述极坐标的极径ρ；
步骤D2：将所述离散点映射为位于所述导线上的映射点；
步骤D3：计算所述映射点到所述导线的起始点的第二距离，并将所述第二距离与所述第一距离的比值作为所述极坐标的极角θ。
针对一个目标三维曲线，将包含在所述目标三维曲线中的所有离散点，依次执行上述步骤D1至步骤D3，以得到所述目标三维曲线中每个离散点的极坐标。
更进一步的，步骤D2，具体包括：
步骤D21：确定出所述离散点在世界坐标系中的第一空间坐标；
步骤D22：根据所述等效单位球面构建局部空间直角坐标系，并将所述离散点的第一空间坐标转换为在所述局部空间直角坐标系中的第二空间坐标；
步骤D23：对所述第二空间坐标单位化处理并数乘所述第一距离，以得到所述离散点的第三空间坐标；
优选的，将所述第二空间坐标的各个维度分别除以所述模长并乘以所述第一距离，以得到所述第三空间坐标；
步骤D24：将所述离散点的第三空间坐标转换为在世界坐标系中的第四空间坐标，并将所述第四空间坐标作为所述映射点的坐标。
例如，在如图2(a)、图2(b)、图2(c)所示的三维锥形管模型中，将三维相贯线的离散点在世界坐标系中的第一空间坐标(-535.84299931139014,299.83052816846788,1010.0823795910289)变换到在根据所述等效单位球面构建的局部空间直角坐标系中的第二空间坐标(-3989.9176204089708,-299.83052816846788,-535.84299931139014)；计算离散点向量的模长为4036.8884903081967；将离散点向量单位化处理，在数乘第一距离，得到第三空间坐标(-3779.7677319308027,-284.03838455761928,-50762002398701401)；再将第三空间坐标变化到世界坐标系中的第四空间坐标(-507.62002398701401,284.03838455761928,1220.2322680691973)，即得到该离散点在导线上的映射点的坐标，计算锥面导线从起始点到该映射点的第二距离为670.52121603065177，将该第二距离除以第一距离，得到极角为0.17533337255478237。
步骤S103：将所述目标三维曲线中每个离散点的极坐标均转换为在预设展开平面直角坐标系中的展开直角坐标。
具体的，所述预设展开平面直角坐标系的原点为所述底面轮廓线的起始点、X轴为所述起始点的切向、Y轴为所述三维锥形管模型的目标直母线。
进一步的，步骤S103，包括：
步骤E1：计算所述预设展开平面直角坐标系的原点到所述锥面顶点的第三距离D；
步骤E2：以(D，0)为原点、世界坐标系的Y轴为X轴构建临时平面直角坐标系；
步骤E3：依次将所述目标三维曲线中每个离散点的极坐标转换为第一直角坐标；
其中，第一直角坐标的横坐标x＝ρ*cos(θ)、纵坐标y＝ρ*sin(θ)；
步骤E4：将每个离散点的第一直角坐标转换为在所述临时平面直角坐标系中的第二直角坐标，并将所述第二直角坐标作为所述展开直角坐标。
例如，在如图2(a)、图2(b)、图2(c)所示的三维锥形管模型中，将离散点的极坐标转换为第一直角坐标为(3974.9966974999702,704.18033063067071)，将该第一直角坐标转换为展开直角坐标为(704.18033063067071,1025.0033025000298)。
步骤S104：根据所述目标三维曲线离中所有离散点的展开直角坐标，在所述预设展开平面直角坐标系中拟合出用于表征所述目标三维曲线的二维曲线。
具体的，步骤S104，包括：
针对一个目标三维曲线，判断所述目标三维曲线中离散点的个数；
当所述个数为2时，以离散点为端点在所述预设展开平面直角坐标系中拟合出用于表征所述目标三维曲线的二维直线段；
当所述个数大于2时，以离散点序列为输入，插值生成二维的三次B样条曲线。
步骤S105：根据所有二维曲线，在所述预设展开平面直角坐标系中构建出用于表征所述三维锥形管模型的二维展开图。
其中，所述二维展开图包括：锥面边界线和相贯口边界线；如图3所示，为如图2所示的三维锥形管模型的二维展开图的示意图。
需要说明但是，当三维锥形管模型为圆锥模型时，按照上述步骤S101至步骤S105会得到底面轮廓线的二维曲线以及相贯线的二维曲线，并根据所述底面轮廓线的二维曲线和锥面顶点的位置，将所述二维曲线的两个端点分别与所述锥面顶点连接，以在预设展开平面直角坐标系中构建出用于表征三维圆锥模型的二维展开图，其中所述二维展开图为封闭的包含相贯线的二维曲线；当三维锥形管模型为圆台模型时，按照上述步骤S101至步骤S105会得到两个底面轮廓线的两个二维曲线以及相贯线的二维曲线，并分别将两个二维曲线的端点连接以形成封闭的包含相贯线的二维曲线的二维展开图。
本实施例针对一般形状的锥形管及锥面上的三维曲线，提出一种通用的曲面展开算法，计算机编程实现稳定、高效，可提高计算机辅助设计软件的计算能力，更好的满足机械、建筑等工程领域个性化、智能化需求。
实施例二
本发明实施例提供了一种锥形管的展开装置，如图4所示，该装置具体包括以下组成部分：
获取模块401，用于获取三维锥形管模型，并将所述三维锥形管模型的底面轮廓线和侧面相贯线设置为目标三维曲线；
离散模块402，用于将所述目标三维曲线离散化为多个离散点，并确定出每个离散点在预设极坐标系中的极坐标；
转换模块403，用于将所述目标三维曲线中每个离散点的极坐标均转换为在预设展开平面直角坐标系中的展开直角坐标；
拟合模块404，用于根据所述目标三维曲线离中所有离散点的展开直角坐标，在所述预设展开平面直角坐标系中拟合出用于表征所述目标三维曲线的二维曲线；
展开模块405，用于根据所有二维曲线，在所述预设展开平面直角坐标系中构建出用于表征所述三维锥形管模型的二维展开图。
具体的，所述预设极坐标系的原点为所述三维锥形管模型的锥面顶点、极轴为所述三维锥形管模型的目标直母线。
所述预设展开平面直角坐标系的原点为所述底面轮廓线的起始点、X轴为所述起始点的切向、Y轴为所述三维锥形管模型的目标直母线。
其中，所述底面轮廓线的起始点为所述底面轮廓线与所述目标直母线的交点。
进一步的，所述装置还包括：
导线模块，用于确定出所述目标直母线的中点到所述锥面顶点的第一距离；以所述锥面顶点为球心并以所述第一距离为半径，构建等效单位球面；确定出所述等效单位球面与所述三维锥形管模型的交线，并将所述交线设置为所述三维锥形管模型的导线；根据所述底面轮廓线的起始点确定出所述导线的起始点；其中，所述底面轮廓线的起始点为所述底面轮廓线与所述目标直母线的交点，且所述底面轮廓线的起始点和所述导线的起始点均位于所述目标直母线上。
进一步的，离散模块402，具体包括：
第一计算单元，用于计算所述离散点的模长，并将所述模长设置为所述极坐标的极径；
映射单元，用于将所述离散点映射为位于所述导线上的映射点；
第二计算单元，用于计算所述映射点到所述导线的起始点的第二距离，并将所述第二距离与所述第一距离的比值作为所述极坐标的极角。
更进一步的，所述映射单元，具体用于：
确定出所述离散点在世界坐标系中的第一空间坐标；
根据所述等效单位球面构建局部空间直角坐标系，并将所述离散点的第一空间坐标转换为在所述局部空间直角坐标系中的第二空间坐标；
对所述第二空间坐标单位化处理并数乘所述第一距离，以得到所述离散点的第三空间坐标；
将所述离散点的第三空间坐标转换为在世界坐标系中的第四空间坐标，并将所述第四空间坐标作为所述映射点的坐标。
进一步的，转换模块403，具体用于：
计算所述预设展开平面直角坐标系的原点到所述锥面顶点的第三距离D；
以(D，0)为原点、世界坐标系的Y轴为X轴构建临时平面直角坐标系；
依次将所述目标三维曲线中每个离散点的极坐标转换为第一直角坐标；
将每个离散点的第一直角坐标转换为在所述临时平面直角坐标系中的第二直角坐标，并将所述第二直角坐标作为所述展开直角坐标。
实施例三
本实施例还提供一种计算机设备，如可以执行程序的智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式计算机、机架式服务器、刀片式服务器、塔式服务器或机柜式服务器(包括独立的服务器，或者多个服务器所组成的服务器集群)等。如图5所示，本实施例的计算机设备50至少包括但不限于：可通过系统总线相互通信连接的存储器501、处理器502。需要指出的是，图5仅示出了具有组件501-502的计算机设备50，但是应理解的是，并不要求实施所有示出的组件，可以替代的实施更多或者更少的组件。
本实施例中，存储器501(即可读存储介质)包括闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘等。在一些实施例中，存储器501可以是计算机设备50的内部存储单元，例如该计算机设备50的硬盘或内存。在另一些实施例中，存储器501也可以是计算机设备50的外部存储设备，例如该计算机设备50上配备的插接式硬盘，智能存储卡(Smart Media Card,SMC)，安全数字(Secure Digital,SD)卡，闪存卡(Flash Card)等。当然，存储器501还可以既包括计算机设备50的内部存储单元也包括其外部存储设备。在本实施例中，存储器501通常用于存储安装于计算机设备50的操作系统和各类应用软件。此外，存储器501还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的各类数据。
处理器502在一些实施例中可以是中央处理器(Central Processing Unit，CPU)、控制器、微控制器、微处理器、或其他数据处理芯片。该处理器502通常用于控制计算机设备50的总体操作。
具体的，在本实施例中，处理器502用于执行存储器501中存储的锥形管的展开方法的程序，所述锥形管的展开方法的程序被执行时实现如下步骤：
获取三维锥形管模型，并将所述三维锥形管模型的底面轮廓线和侧面相贯线设置为目标三维曲线；
将所述目标三维曲线离散化为多个离散点，并确定出每个离散点在预设极坐标系中的极坐标；
将所述目标三维曲线中每个离散点的极坐标均转换为在预设展开平面直角坐标系中的展开直角坐标；
根据所述目标三维曲线离中所有离散点的展开直角坐标，在所述预设展开平面直角坐标系中拟合出用于表征所述目标三维曲线的二维曲线；
根据所有二维曲线，在所述预设展开平面直角坐标系中构建出用于表征所述三维锥形管模型的二维展开图。
上述方法步骤的具体实施例过程可参见第一实施例，本实施例在此不再重复赘述。
实施例四
本实施例还提供一种计算机可读存储介质，如闪存、硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如，SD或DX存储器等)、随机访问存储器(RAM)、静态随机访问存储器(SRAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、可编程只读存储器(PROM)、磁性存储器、磁盘、光盘、服务器、App应用商城等等，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如下方法步骤：
获取三维锥形管模型，并将所述三维锥形管模型的底面轮廓线和侧面相贯线设置为目标三维曲线；
将所述目标三维曲线离散化为多个离散点，并确定出每个离散点在预设极坐标系中的极坐标；
将所述目标三维曲线中每个离散点的极坐标均转换为在预设展开平面直角坐标系中的展开直角坐标；
根据所述目标三维曲线离中所有离散点的展开直角坐标，在所述预设展开平面直角坐标系中拟合出用于表征所述目标三维曲线的二维曲线；
根据所有二维曲线，在所述预设展开平面直角坐标系中构建出用于表征所述三维锥形管模型的二维展开图。
上述方法步骤的具体实施例过程可参见第一实施例，本实施例在此不再重复赘述。
需要说明的是，在本文中，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、物品或者装置不仅包括那些要素，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、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。
以上仅为本发明的优选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其他相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。
Claims (8)
1.一种锥形管的展开方法，其特征在于，所述方法包括：
获取三维锥形管模型，并将所述三维锥形管模型的底面轮廓线和侧面相贯线设置为目标三维曲线；其中，所述三维锥形管模型的锥面为可展曲面，且所述侧面相贯线满足预设条件；
将所述目标三维曲线离散化为多个离散点，并确定出每个离散点在预设极坐标系中的极坐标；其中，所述预设极坐标系的原点为所述三维锥形管模型的锥面顶点、极轴为所述三维锥形管模型的目标直母线；
将所述目标三维曲线中每个离散点的极坐标均转换为在预设展开平面直角坐标系中的展开直角坐标；其中，所述预设展开平面直角坐标系的原点为所述底面轮廓线的起始点、X轴为所述起始点的切向、Y轴为所述三维锥形管模型的目标直母线；
根据所述目标三维曲线中所有离散点的展开直角坐标，在所述预设展开平面直角坐标系中拟合出用于表征所述目标三维曲线的二维曲线；
根据所有二维曲线，在所述预设展开平面直角坐标系中构建出用于表征所述三维锥形管模型的二维展开图。
2.根据权利要求1所述的锥形管的展开方法，其特征在于，在所述获取三维锥形管模型，并将所述三维锥形管模型的底面轮廓线和侧面相贯线设置为目标三维曲线之后，所述方法还包括：
确定出所述目标直母线的中点到所述锥面顶点的第一距离；
以所述锥面顶点为球心并以所述第一距离为半径，构建等效单位球面；
确定出所述等效单位球面与所述三维锥形管模型的交线，并将所述交线设置为所述三维锥形管模型的导线；
根据所述底面轮廓线的起始点确定出所述导线的起始点；其中，所述底面轮廓线的起始点为所述底面轮廓线与所述目标直母线的交点，且所述底面轮廓线的起始点和所述导线的起始点均位于所述目标直母线上。
3.根据权利要求2所述的锥形管的展开方法，其特征在于，所述确定出每个离散点在预设极坐标系中的极坐标，包括：
计算所述离散点的模长，并将所述模长设置为所述极坐标的极径；
将所述离散点映射为位于所述导线上的映射点；
计算所述映射点到所述导线的起始点的第二距离，并将所述第二距离与所述第一距离的比值作为所述极坐标的极角。
4.根据权利要求3所述的锥形管的展开方法，其特征在于，所述将所述离散点映射为位于所述导线上的映射点，包括：
确定出所述离散点在世界坐标系中的第一空间坐标；
根据所述等效单位球面构建局部空间直角坐标系，并将所述离散点的第一空间坐标转换为在所述局部空间直角坐标系中的第二空间坐标；
对所述第二空间坐标单位化处理并数乘所述第一距离，以得到所述离散点的第三空间坐标；
将所述离散点的第三空间坐标转换为在世界坐标系中的第四空间坐标，并将所述第四空间坐标作为所述映射点的坐标。
5.根据权利要求4所述的锥形管的展开方法，其特征在于，所述将所述目标三维曲线中每个离散点的极坐标均转换为在预设展开平面直角坐标系中的展开直角坐标，包括：
计算所述预设展开平面直角坐标系的原点到所述锥面顶点的第三距离D；
以(D，0)为原点、世界坐标系的Y轴为X轴构建临时平面直角坐标系；
依次将所述目标三维曲线中每个离散点的极坐标转换为第一直角坐标；
将每个离散点的第一直角坐标转换为在所述临时平面直角坐标系中的第二直角坐标，并将所述第二直角坐标作为所述展开直角坐标。
6.一种锥形管的展开装置，其特征在于，所述装置包括：
获取模块，用于获取三维锥形管模型，并将所述三维锥形管模型的底面轮廓线和侧面相贯线设置为目标三维曲线；其中，所述三维锥形管模型的锥面为可展曲面，且所述侧面相贯线满足预设条件；
离散模块，用于将所述目标三维曲线离散化为多个离散点，并确定出每个离散点在预设极坐标系中的极坐标；其中，所述预设极坐标系的原点为所述三维锥形管模型的锥面顶点、极轴为所述三维锥形管模型的目标直母线；
转换模块，用于将所述目标三维曲线中每个离散点的极坐标均转换为在预设展开平面直角坐标系中的展开直角坐标；其中，所述预设展开平面直角坐标系的原点为所述底面轮廓线的起始点、X轴为所述起始点的切向、Y轴为所述三维锥形管模型的目标直母线；
拟合模块，用于根据所述目标三维曲线中所有离散点的展开直角坐标，在所述预设展开平面直角坐标系中拟合出用于表征所述目标三维曲线的二维曲线；
展开模块，用于根据所有二维曲线，在所述预设展开平面直角坐标系中构建出用于表征所述三维锥形管模型的二维展开图。
7.一种计算机设备，所述计算机设备包括：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，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
8.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至5中任一项所述方法的步骤。
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