CN113074686A - 一种创建实测坐标系的方法及装置 - Google Patents

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CN113074686A CN202110315937.8A CN202110315937A CN113074686A CN 113074686 A CN113074686 A CN 113074686A CN 202110315937 A CN202110315937 A CN 202110315937A CN 113074686 A CN113074686 A CN 113074686A
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Abstract

本发明公开了一种创建实测坐标系的方法及装置。所述创建实测坐标系的方法，包括：获取待测模型的理论数据；获取待测模型的实体的测量数据，所述测量数据与所述理论数据存在映射关系；根据所述理论数据建立理论坐标系；根据所述测量数据建立测量坐标系，所述测量坐标系和所述理论坐标系的建立方式具有相似性；根据所述测量坐标系和所述理论坐标系分析出实测坐标系。本发明只需获取待测模型的理论数据和存在映射关系的实体的测量数据，无需用户具有需要专业知识，既可简单便捷的建立实测坐标系，从而使得用户直接将待测模型的实体的测量数据带入到该实测坐标系中，就可直接分析出待测模型的实体的精确度。

Description

一种创建实测坐标系的方法及装置
技术领域
本发明涉及三维模型技术领域，特别涉及一种创建实测坐标系的方法及装置。
背景技术
在笛卡尔直角坐标系中，一个坐标系有六个自由度，包括三个轴向的旋转(绕X轴旋转、绕Y轴旋转、绕Z轴旋转)和三个轴向的平移(沿X轴平移、沿Y轴平移、沿Z轴平移)。故可通过矢量特征找正轴向的方向，用位置特征找正轴的平移量的方式来建立坐标系。
如何简单直接的判断出三维模型的实体的准确度，是一个业界亟待解决的技术问题。为了解决上述问题，需要先建立一个实测坐标系，将测量数据输入到实测坐标系，就可直接得出三维模型的实体的准确度。而如何建立这样的实测坐标系，通常需要专业的测量知识和繁琐的操作过程，导致普通用户难以便捷的建立实测坐标系。如何妥善的解决上述问题，就成为了业界亟待解决的课题。
发明内容
本发明提供一种创建实测坐标系的方法及装置，用以使得用户只需获取待测模型的理论数据和存在映射关系的实体的测量数据，通过本技术方案可简单便捷的获得实测坐标系，从而使得用户直接将待测模型的实体的测量数据带入到该实测坐标系中，可直接分析出待测模型的实体的精确度。
根据本发明实施例的第一方面，提供一种创建实测坐标系的方法，包括：
获取待测模型的理论数据；
获取待测模型的实体的测量数据，所述测量数据与所述理论数据存在映射关系；
根据所述理论数据建立理论坐标系；根据所述测量数据建立测量坐标系，所述测量坐标系和所述理论坐标系的建立方式具有相似性；
根据所述测量坐标系和所述理论坐标系分析出实测坐标系。
在一个实施例中，所述获取待测模型的理论数据，包括：
所述待测模型的理论数据建立在理论模型自带的第一原始坐标系中，所述理论数据包括理论面几何信息、理论线几何信息和理论点几何信息中的任一者或多者；
获取待测模型的理论面几何信息，所述理论面几何信息包括第一理论点的坐标和第一理论面的法向矢量，所述第一理论点位于所述第一理论面上；
获取待测模型的理论线几何信息，所述理论线几何信息包括第二理论点的坐标和第二理论线的矢量，所述第二理论线的矢量垂直于所述第一理论面的法向矢量，所述第二理论点位于所述第二理论线上；
获取待测模型的理论点几何信息，所述理论点几何信息包括第三理论点的坐标，所述第三理论点所在的第三理论面的法向矢量与所述第二理论线的矢量平行。
在一个实施例中，所述获取待测模型的实体的测量数据，所述测量数据与所述理论数据存在映射关系，包括：
所述待测模型的测量数据建立在三维测量设备自带的第二原始坐标系中；
探测所述实体上的第一实体面上的至少三个实体点的坐标，所述第一实体面与所述第一理论面存在映射关系；
探测所述实体上的第二实体线上的至少两个实体点的坐标，所述第二实体线与所述第二理论线存在映射关系；
探测所述实体上的第三实体面上的至少一个实体点的坐标，所述第三实体面与所述第三理论面存在映射关系；
在所述待测模型的理论模型上进行至少一个标记，所述标记包括标号和三维坐标；
根据所述标记在所述待测模型的实体上进行相应的打点，所述打点的标号与所述标记的标号一一对应；
通过所述三坐标测量机对所述打点进行三维坐标的探测。
在一个实施例中，所述根据所述理论数据建立理论坐标系，包括：
根据所述第一理论面的法向矢量，确定第一理论坐标轴的正方向，所述第一理论点在所述第一理论坐标轴向上的数值置为0；
根据所述第二理论线的矢量，确定第二理论坐标轴的正方向，所述第二理论点在所述第三理论坐标轴向上的数值置为0；
根据坐标系中三个坐标轴相互垂直的关系，确定出第三理论坐标轴的正方向，所述第三理论点在所述第二理论坐标轴向上的数值置为0；
在第一理论坐标轴上、第二理论坐标轴上和第三理论坐标轴上都为0的点为理论坐标系的原点，根据理论坐标系的原点、第一理论坐标轴的正方向、第二理论坐标轴的正方向和第三理论坐标轴的正方向确定所述理论坐标系。
在一个实施例中，所述根据所述测量数据建立测量坐标系，包括：
根据探测到的实体上的第一实体面上的至少三个实体点的坐标，计算出第一测量面的法向矢量，选取所述第一测量面中的任一测量点，所述任一测量点位于所述第一测量面上；根据所述第一测量面的法向矢量，确定第一测量坐标轴的正方向，所述第一测量面中的任一点在所述第一测量坐标轴向上的数值置为0；
根据探测到的所述实体上的第二实体线上的至少两个实体点的坐标，计算出第二测量线的矢量，选取所述第二测量线中的任一测量点，所述任一测量点位于所述第二测量线上；根据所述第二测量线的矢量，确定第二测量坐标轴的正方向，所述第二测量线中的任一点在所述第三测量坐标轴向上的数值置为0；
根据坐标系中三个坐标轴相互垂直的关系，确定出第三测量坐标轴的正方向，第三测量面的法向矢量与所述第二测量线的矢量平行，所述第三测量面中的任一测量点在所述第二测量坐标值向上的数值置为0，所述任一测量点位于所述第三测量面上；
在第一测量坐标轴上、第二测量坐标轴上和第三测量坐标轴上都为0的点为测量坐标系的原点，根据测量坐标系的原点、第一测量坐标轴的正方向、第二测量坐标轴的正方向和第三测量坐标轴的正方向确定所述测量坐标系。
在一个实施例中，所述根据所述测量坐标系和所述理论坐标系分析出实测坐标系，包括：
计算所述测量坐标系的矩阵与所述理论坐标系的矩阵的倒置的乘积，得到实测坐标系的矩阵；
根据所述实测坐标系的矩阵分析出所述实测坐标系。
根据本发明实施例的第二方面，提供一种创建实测坐标系的装置，包括：
第一获取模块，用于获取待测模型的理论数据；
第二获取模块，用于获取待测模型的实体的测量数据，所述测量数据与所述理论数据存在映射关系；
第一建立模块，用于根据所述理论数据建立理论坐标系；
第二建立模块，用于根据所述测量数据建立测量坐标系，所述测量坐标系和所述理论坐标系的建立方式具有相似性；
分析模块，用于根据所述测量坐标系和所述理论坐标系分析出实测坐标系。
在一个实施例中，还包括：所述第一获取模块、第二获取模块、第一建立模块、第二建立模块和分析模块被控制执行任一上述实施例中的创建实测坐标系的方法。
根据本发明实施例的第三方面，本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如第一方面所提供的方法的步骤。
根据本发明实施例的第四方面，还提供了一种非暂态计算机可读存储介质，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如第一方面所提供的方法的步骤。
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所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
下面通过附图和实施例，对本发明的技术方案做进一步的详细描述。
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，与本发明的实施例一起用于解释本发明，并不构成对本发明的限制。在附图中：
图1为本发明一示例性实施例示出的一种创建实测坐标系的方法的流程图；
图2为本发明一示例性实施例示出的一种创建实测坐标系的方法的步骤S11的流程图；
图3为本发明一示例性实施例示出的一种创建实测坐标系的方法的步骤S12的流程图；
图4为本发明另一示例性实施例示出的一种创建实测坐标系的方法的步骤S12的流程图；
图5为本发明一示例性实施例示出的一种创建实测坐标系的方法的步骤S13的流程图；
图6为本发明一示例性实施例示出的一种创建实测坐标系的方法的步骤S14的流程图；
图7为本发明一示例性实施例示出的一种创建实测坐标系的方法的步骤S15的流程图；
图8为本发明另一示例性实施例示出的一种创建实测坐标系的方法的流程图；
图9为本发明一示例性实施例示出的一种创建实测坐标系的装置的框图；
图10为本发明一示实施例提供的电子设备结构示意图；
图11为本发明一示例性实施例示出的一种创建实测坐标系的待测模型的理论模型的示意图；
图12为本发明又一示例性实施例示出的一种创建实测坐标系的待测模型的理论模型的示意图；
图13为本发明再一示例性实施例示出的一种创建实测坐标系的待测模型的理论模型的示意图；
图14为本发明一示例性实施例示出的一种创建实测坐标系的待测模型的实体的示意图；
图15为本发明又一示例性实施例示出的一种创建实测坐标系的待测模型的实体的示意图；
图16为本发明再一示例性实施例示出的一种创建实测坐标系的待测模型的实体的示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是根据一示例性实施例示出的一种创建实测坐标系的方法流程图，如图1所示，该创建实测坐标系的方法，包括以下步骤S11-S15：
在步骤S11中，获取待测模型的理论数据；
在步骤S12中，获取待测模型的实体的测量数据，所述测量数据与所述理论数据存在映射关系；
在步骤S13中，根据所述理论数据建立理论坐标系；
在步骤S14中，根据所述测量数据建立测量坐标系，所述测量坐标系和所述理论坐标系的建立方式具有相似性；
在步骤S15中，根据所述测量坐标系和所述理论坐标系分析出实测坐标系。
在一个实施例中，理论模型可建立在CAD(Computer Aided Design，计算机辅助设计)中，也可以建立在其他的三维建模软件产品中。为了表述方便，下文以CAD为例进行阐述。本实施例中的技术方案通过将具有映射关系的理论数据和测量数据进行简单便捷的处理，无需用户具有专业知识，就能便捷的建立出准确的测量坐标系。
本实施例中的点坐标由三维组成，表示为X，Y，Z；
矢量为一个点坐标指向另一个点坐标来定义，表示为I，J，K；
点由(X，Y，Z)进行表示；
线由(X，Y，Z)(I，J，K)进行表示。其中，线上任意一点坐标为(X，Y，Z)和线的矢量为(I，J，K)；
面由(X，Y，Z)(I，J，K)进行表示。其中，面上任意一点坐标为(X，Y，Z)和面的法矢量为(I，J，K)；
圆由(X，Y，Z)(I，J，K)，(R)进行表示。其中，圆心点坐标为(X，Y，Z)、圆所在平面的法矢量为(I，J，K)和圆的半径为(R)；
椭圆由(X，Y，Z)(I，J，K)，(MI，MJ，MK)，(S,L,A)进行表示。其中，椭圆中心点坐标为(X，Y，Z)、椭圆所在平面的法矢量为(I，J，K)、椭圆的主轴矢量为(MI，MJ，MK)、和椭圆的短轴长度为S、椭圆的长轴长度为L和椭圆的主轴矢量的夹角为A；
圆柱由(X，Y，Z)(I，J，K)，(R)进行表示。其中，圆柱轴线上任意一点坐标为(X，Y，Z)、圆柱轴线矢量为(I，J，K)和圆柱的半径为(R)；
圆锥由(X，Y，Z)(I，J，K)，(A)进行表示。其中，圆锥轴线上任意一点坐标为(X，Y，Z)、圆锥轴线矢量为(I，J，K)和圆锥的锥角为(A)；
球由圆柱由(X，Y，Z)(R)进行表示。其中，球心点坐标为(X，Y，Z)、和球的半径为(R)；
方槽由(X，Y，Z)(I，J，K)，(S，L)进行表示。其中，方槽中心点坐标为(X，Y，Z)、方槽所在平面的法矢量为(I，J，K)、和方槽的短轴长度为S和方槽的长轴长度为L；
圆槽由(X，Y，Z)(I，J，K)，(S，L)进行表示。其中，圆槽中心点坐标为(X，Y，Z)，圆槽所在平面的法矢量为(I，J，K)，圆槽的短轴长度为S和圆槽的长轴长度为L。
几何要素构成该要素的最少点数分别为：
点需要至少1个点，线需要至少2个点，面需要至少3个点，圆需要至少3个点，椭圆需要至少5个点，圆柱需要至少6个点，圆锥需要至少6个点，球体需要至少5个点，方槽需要至少5个点，圆槽需要至少6个点。
首先，获取待测模型的理论数据。其中，该待测模型的理论数据建立在该理论模型自带的第一原始坐标系中，该理论数据包括理论面几何信息、理论线几何信息和理论点几何信息中的任一者或多者；获取待测模型的理论面几何信息，该理论面几何信息包括第一理论点的坐标和第一理论面的法向矢量，该第一理论点位于该第一理论面上；获取待测模型的理论线几何信息，该理论线几何信息包括第二理论点的坐标和第二理论线的矢量，该第二理论线的矢量垂直于该第一理论面的法向矢量，该第二理论点位于该第二理论线上；获取待测模型的理论点几何信息，该理论点几何信息包括第三理论点的坐标，该第三理论点所在的第三理论面的法向矢量与该第二理论线的矢量平行。
其次，获取待测模型的实体的测量数据，该测量数据与该理论数据存在映射关系。其中，该待测模型的测量数据建立在三维测量设备自带的第二原始坐标系中；探测该实体上的第一实体面上的至少三个实体点的坐标，该第一实体面与该第一理论面存在映射关系；探测该实体上的第二实体线上的至少两个实体点的坐标，该第二实体线与该第二理论线存在映射关系；探测该实体上的第三实体面上的至少一个实体点的坐标，该第三实体面与该第三理论面存在映射关系。此外，在该待测模型的理论模型上进行至少一个标记，该标记包括标号和三维坐标；根据该标记在该待测模型的实体上进行相应的打点，该打点的标号与该标记的标号一一对应；通过该三坐标测量机对该打点进行三维坐标的探测。
然后，根据该理论数据建立理论坐标系。其中，根据该第一理论面的法向矢量，确定第一理论坐标轴的正方向，该第一理论点在该第一理论坐标轴向上的数值置为0；根据该第二理论线的矢量，确定第二理论坐标轴的正方向，该第二理论点在该第三理论坐标轴向上的数值置为0；根据坐标系中三个坐标轴相互垂直的关系，确定出第三理论坐标轴的正方向，该第三理论点在该第二理论坐标轴向上的数值置为0；在第一理论坐标轴上、第二理论坐标轴上和第三理论坐标轴上都为0的点为理论坐标系的原点，根据理论坐标系的原点、第一理论坐标轴的正方向、第二理论坐标轴的正方向和第三理论坐标轴的正方向确定该理论坐标系。
接着，根据该测量数据建立测量坐标系，该测量坐标系和该理论坐标系的建立方式具有相似性。其中，根据探测到的实体上的第一实体面上的至少三个实体点的坐标，计算出第一测量面的法向矢量，选取该第一测量面中的任一测量点，该任一测量点位于该第一测量面上；根据该第一测量面的法向矢量，确定第一测量坐标轴的正方向，该第一测量面中的任一点在该第一测量坐标轴向上的数值置为0；根据探测到的该实体上的第二实体线上的至少两个实体点的坐标，计算出第二测量线的矢量，选取该第二测量线中的任一测量点，该任一测量点位于该第二测量线上；根据该第二测量线的矢量，确定第二测量坐标轴的正方向，该第二测量线中的任一点在该第三测量坐标轴向上的数值置为0；根据坐标系中三个坐标轴相互垂直的关系，确定出第三测量坐标轴的正方向，第三测量面的法向矢量与该第二测量线的矢量平行，该第三测量面中的任一测量点在该第二测量坐标值向上的数值置为0，该任一测量点位于该第三测量面上；在第一测量坐标轴上、第二测量坐标轴上和第三测量坐标轴上都为0的点为测量坐标系的原点，根据测量坐标系的原点、第一测量坐标轴的正方向、第二测量坐标轴的正方向和第三测量坐标轴的正方向确定该测量坐标系。
最后，根据该测量坐标系和该理论坐标系分析出实测坐标系。其中，计算该测量坐标系的矩阵与该理论坐标系的矩阵的倒置的乘积，得到实测坐标系的矩阵；根据该实测坐标系的矩阵分析出该实测坐标系。
还有，选取在理论坐标系中待测模型上的任一理论坐标点；获取该理论坐标点映射在测量坐标系中待测模型上的测量坐标点；将该测量坐标点乘以实测坐标系的矩阵，得到实测坐标点；对比该实测坐标点和该理论坐标点的匹配度，根据该匹配度来判定待测模型的实体的精确度。
本实施例中的技术方案只需获取待测模型的理论数据和存在映射关系的实体的测量数据，无需用户具有需要专业知识，既可简单便捷的建立实测坐标系，从而使得用户直接将待测模型的实体的测量数据带入到该实测坐标系中，就可直接分析出待测模型的实体的精确度。
在一个实施例中，如图2所示，步骤S11包括如下步骤S21-S23：
在步骤S21中，在获取待测模型的理论面几何信息，所述理论面几何信息包括第一理论点的坐标和第一理论面的法向矢量，所述第一理论点位于所述第一理论面上；
在步骤S22中，获取待测模型的理论线几何信息，所述理论线几何信息包括第二理论点的坐标和第二理论线的矢量，所述第二理论线的矢量垂直于所述第一理论面的法向矢量，所述第二理论点位于所述第二理论线上；
在步骤S23中，获取待测模型的理论点几何信息，所述理论点几何信息包括第三理论点的坐标，所述第三理论点所在的第三理论面的法向矢量与所述第二理论线的矢量平行。
在一个实施例中，在CAD中的理论模型是自带第一原始坐标系的，分别用XL、YL和ZL来表示X轴、Y轴和Z轴，并用数值的正负号来表示各轴的正负方向。
首先获取待测模型的理论面几何信息。在较佳的实施例中，为了方便的进行后续的操作，通常会选取一个基准面，该基准面通常为待测模型中的一个较大的平面。通过获取面上的任一点的坐标和该面的法向矢量，就可以准确的确定这个面。例如，选取出第一理论点的坐标(XL1：-3.540，YL1：14.108，ZL1：0.000)，第一理论面的法向矢量(IL1：0.000，JL1：0.000，KL1：1.000)，待测模型的理论面几何信息为(XL1：-3.540，YL1：14.108，ZL1：0.000，IL1：0.000，JL1：0.000，KL1：1.000)。参考图11中的待测模型在CAD中的第一理论面和第一理论点的示例。
其次获取待测模型的理论线几何信息，第二理论线的矢量垂直于第一理论面的法向矢量，且第二理论线在所述第一理论面上。通过获取线上的任一点的坐标该线的矢量，就可以准确的确定这个线。例如，选取第二理论点的坐标(XL2：-2.000，YL2：-56.500，ZL2：0.000)，第二理论线的矢量为(IL2：-1.000，JL2：0.000，KL2：0.000)，待测模型的理论线几何信息为(XL2：-2.000，YL2：-56.500，ZL2：0.000，IL2：-1.000，JL2：0.000，KL2：0.000)。参考图12中的待测模型在CAD中的第二理论线和第二理论点的示例。还可以通过找到线的开始点和结束点的方式来确定出这条线。例如，第二理论开始点(XLk2：-33.500，YLk2：-56.500，ZLk2：0.000)，第二理论结束点(XLj2：-33.500，YLj2：-56.500，ZLj2：0.000)，第二理论线的矢量为(IL2：-1.000，JL2：0.000，KL2：0.000)，待测模型的理论线几何信息为(XLk2：-33.500，YLk2：-56.500，ZLk2：0.000，XLj2：-33.500，YLj2：-56.500，ZLj2：0.000，IL2：-1.000，JL2：0.000，KL2：0.000)。
最后获取待测模型的理论点几何信息，第三理论点所在的第三理论面的法向矢量与所述第二理论线的矢量平行，第三理论点可以为第三理论面上的任一点。例如，选取第三理论面上的第三理论点(XL3：38.500，YL3：4.021，ZL3：-3.730)。待测模型的理论点几何信息为(XL3：38.500，YL3：4.021，ZL3：-3.730)。参考图13中的待测模型在CAD中的第三理论点的示例。
也就是说，根据第一理论面几何信息(XL1：-3.540，YL1：14.108，ZL1：0.000，IL1：0.000，JL1：0.000，KL1：1.000)、第二理论线几何信息(XL2：-2.000，YL2：-56.500，ZL2：0.000，IL2：-1.000，JL2：0.000，KL2：0.000)和第三理论点几何信息(XL3：38.500，YL3：4.021，ZL3：-3.730)，就可以建立理论坐标系。
在一个实施例中，如图3所示，步骤S12包括如下步骤S31-S33：
在步骤S31中，探测所述实体上的第一实体面上的至少三个实体点的坐标，所述第一实体面与所述第一理论面存在映射关系；
在步骤S32中，探测所述实体上的第二实体线上的至少两个实体点的坐标，所述第二实体线与所述第二理论线存在映射关系；
在步骤S33中，探测所述实体上的第三实体面上的至少一个实体点的坐标，所述第三实体面与所述第三理论面存在映射关系。
在一个实施例中，通过三坐标测量设备对实体进行探测，本申请的实施例中采用的是三坐标测量机(Coordinate Measuring Machine，CMM)，但是并不限制于只采用该设备，还可以使用其他的三坐标测量设备进行探测。使用三坐标测量机中的软件系统还可计算各类几何形状、尺寸等。
第一实体面与第一理论面是具有映射关系的，既待测模型中的一个面A在实体上的面A和在CAD三维模型上的面A，实质上都是指同一个面A。在实体上的面A上使用三坐标测量机来测探至少三个实体点，获取该至少三个实体点的坐标。
第二实体线与第二理论线是具有映射关系，同理，既待测模型中的一条线B在实体上的线B和在CAD三维模型上的线B，实质上都是指同一个线B。在实体上的线B上使用三坐标测量机来测探至少两个实体点，获取该至少两个实体点的坐标。
第三实体面与第三理论面是具有映射关系，同理，既待测模型中的一条面C在实体上的面C和在CAD三维模型上的面C，实质上都是指同一个面C。在实体上的面C上使用三坐标测量机来测探至少一个实体点，获取该至少一个实体点的坐标。
在一个实施例中，如图4所示，步骤S12还包括如下步骤S41-S43：
在步骤S41中，在所述待测模型的理论模型上进行至少一个标记，所述标记包括标号和三维坐标；
在步骤S42中，根据所述标记在所述待测模型的实体上进行相应的打点，所述打点的标号与所述标记的标号一一对应；
在步骤S43中，通过所述三坐标测量机对所述打点进行三维坐标的探测。
在一个实施例中，为了便于在实体上进行打点，需要在待测模型的CAD中理论模型中进行标记，该标记包括具体的标号和具体的三维坐标。
参照在理论模型中的标记，在实体上进行相应的打点，打点也是具有标号的，而且打点的标号与标记的标号一一对应。但是，打点的位置与标记的位置在实际操作中是难以做到准确对应的。实际上，也不必准确对应，但是需要满足标记的点G(在第一理论面A上)对应标记的点F(在第一实体面A上)，在第一实体面A上的打点的数量大于等于3个；标记的点H(在第二理论线B上)对应标记的点J(在第二实体线B上)，在第二实体线B上的打点的数量大于等于2个；标记的点U(在第三理论面C上)对应标记的点T(在第三实体面C上)，在第三实体面C上的打点的数量大于等于1个。在实际操作过程中，用Plni分别表示平面的取点标识，序号i代表取点顺序序号，参照图14中的第一实体面和取点标识；用Linj分别表示线的取点标识，序号j代表取点顺序序号，参照图15中的第二实体线和取点标识；Pntk表示线的取点标识，序号k代表取点顺序序号，参照图16中的取点标识。在较佳的实施例中，通过三坐标测量机对打点进行三维坐标的探测，也可以使用其他的三维测量仪器进行三维坐标的探测。
在一个实施例中，如图5所示，步骤S13包括如下步骤S51-S54：
在步骤S51中，根据所述第一理论面的法向矢量，确定第一理论坐标轴的正方向，所述第一理论点在所述第一理论坐标轴向上的数值置为0；
在步骤S52中，根据所述第二理论线的矢量，确定第二理论坐标轴的正方向，所述第二理论点在所述第三理论坐标轴向上的数值置为0；
在步骤S53中，根据坐标系中三个坐标轴相互垂直的关系，确定出第三理论坐标轴的正方向，所述第三理论点在所述第二理论坐标轴向上的数值置为0；
在步骤S54中，在第一理论坐标轴上、第二理论坐标轴上和第三理论坐标轴上都为0的点为理论坐标系的原点，根据理论坐标系的原点、第一理论坐标轴的正方向、第二理论坐标轴的正方向和第三理论坐标轴的正方向确定所述理论坐标系。
在一个实施例中，第一理论面的法向矢量为(IL1：0.000，JL1：0.000，KL1：1.000)，第一理论点(XL1：-3.540，YL1：14.108，ZL1：0.000)。用第一理论面的法向矢量来确定第一理论坐标轴的正方向，设置第一理论点在第一理论坐标轴向上的数值置为0。
第二理论线的矢量为(IL2：-1.000，JL2：0.000，KL2：0.000)，第二理论点(XL2：-2.000，YL2：-56.500，ZL2：0.000)。用第二理论线的矢量确定第二理论坐标轴的正方向，设置第二理论点在第三理论坐标轴向上的数值置为0。
根据坐标系中三个坐标轴相互垂直的关系，可确定出第三理论坐标轴的正方向，并设置第三理论点在第二理论坐标轴向上的数值置为0。
在第一理论坐标轴上、第二理论坐标轴上和第三理论坐标轴上都为0的点为理论坐标系的原点，根据理论坐标系的原点、第一理论坐标轴的正方向、第二理论坐标轴的正方向和第三理论坐标轴的正方向确定所述理论坐标系TM(theory matrix)。
在一个实施例中，如图6所示，步骤S14包括如下步骤S61-S64：
在步骤S61中，根据探测到的实体上的第一实体面上的至少三个实体点的坐标，计算出第一测量面的法向矢量，选取所述第一测量面中的任一测量点，所述任一测量点位于所述第一测量面上；根据所述第一测量面的法向矢量，确定第一测量坐标轴的正方向，所述第一测量面中的任一点在所述第一测量坐标轴向上的数值置为0；
在步骤S62中，根据探测到的所述实体上的第二实体线上的至少两个实体点的坐标，计算出第二测量线的矢量，选取所述第二测量线中的任一测量点，所述任一测量点位于所述第二测量线上；根据所述第二测量线的矢量，确定第二测量坐标轴的正方向，所述第二测量线中的任一点在所述第三测量坐标轴向上的数值置为0；
在步骤S63中，根据坐标系中三个坐标轴相互垂直的关系，确定出第三测量坐标轴的正方向，第三测量面的法向矢量与所述第二测量线的矢量平行，所述第三测量面中的任一测量点在所述第二测量坐标值向上的数值置为0，所述任一测量点位于所述第三测量面上；
在步骤S64中，在第一测量坐标轴上、第二测量坐标轴上和第三测量坐标轴上都为0的点为测量坐标系的原点，根据测量坐标系的原点、第一测量坐标轴的正方向、第二测量坐标轴的正方向和第三测量坐标轴的正方向确定所述测量坐标系。
在一个实施例中，在三维测量设备自带第二原始坐标系的，分别用XC、YC和ZC来表示X轴、Y轴和Z轴，并用数值的正负号来表示各轴的正负方向。
通过探测到的实体上的第一实体面上的至少三个实体点的坐标，通过最小二乘法的方式，计算出第一测量面的一测量点为(XC1：-40.033，YC1：20.458，ZC1：-162.982)，第一测量面的法向矢量(IC1：0.001，JC1：0.001，KC1：1.000)，第一测量面几何信息为(XC1：-40.033，YC1：20.458，ZC1：-162.982，IC1：0.001，JC1：0.001，KC1：1.000)。用第一测量面的法向矢量来确定第一测量坐标轴的正方向，设置第一测量点在第一测量坐标轴向上的数值置为0。
其次获取待测模型的测量线几何信息，第二测量线的矢量垂直于第一测量面的法向矢量，且第二测量线在所述第一测量面上。通过获取线上的任一点的坐标该线的矢量，就可以准确的确定这个线。例如，选取第二测量点的坐标(XC2：-30.596，YC2：-53.437，ZC2：-164.289)，第二测量线的矢量为(IC2：-1.000，JC2：0.002，KC2：0.000)，第二测量线几何信息为(XC2：-30.596，YC2：-53.437，ZC2：-164.289，IC2：-1.000，JC2：0.002，KC2：0.000)。用第二测量线的矢量确定第二测量坐标轴的正方向，设置第二测量点在第三测量坐标轴向上的数值置为0。
最后获取待测模型的测量点几何信息，第三测量点所在的第三测量面的法向矢量与所述第二测量线的矢量平行，第三测量点可以为第三测量面上的任一点。例如，选取第三测量面上的第三测量点(XC3：9.987，YC3：4.455，ZC3：-165.791)，第三测量点几何信息为(XC3：38.500，YC3：4.021，ZC3：-3.730)。根据坐标系中三个坐标轴相互垂直的关系，可确定出第三测量坐标轴的正方向，并设置第三测量点在第二测量坐标轴向上的数值置为0。
在第一测量坐标轴上、第二测量坐标轴上和第三测量坐标轴上都为0的点为测量坐标系的原点，根据测量坐标系的原点、第一测量坐标轴的正方向、第二测量坐标轴的正方向和第三测量坐标轴的正方向确定所述测量坐标系AM(actual matrix)。
在一个实施例中，如图7所示，步骤S15包括如下步骤S71-S72：
在步骤S71中，计算所述测量坐标系的矩阵与所述理论坐标系的矩阵的倒置的乘积，得到实测坐标系的矩阵；
在步骤S72中，根据所述实测坐标系的矩阵分析出所述实测坐标系。
在一个实施例中，理论坐标系TM和测量坐标系AM是通过同样的方式建立的，既理论坐标系TM和测量坐标系AM具有一致性。待测模型的任一位置的点P，点P在理论坐标系中对应的坐标为(XLP、YLP、ZLP)，点P在测量坐标系中对应的坐标为(XCP、YCP、ZCP)，存在(XLP、YLP、ZLP)·TM＝(XCP、YCP、ZCP)·AM的等式，也就是(XLP、YLP、ZLP)＝(XCP、YCP、ZCP)·AM·TMT，表示获取到一个探测到的测量点P，就可以得到测量点P在理论坐标系中对应的理论坐标值。理论坐标系TM的倒置和测量坐标系AM的乘积即为是实测坐标系M，既M＝AM·TMT。推导如公式1、公式2和公式3所示。
Figure BDA0002991445470000171
Figure BDA0002991445470000172
M＝AM·TMT (3)
在一个实施例中，如图8所示，还包括如下步骤S81-S84：
在步骤S81中，选取在理论坐标系中待测模型上的任一理论坐标点；
在步骤S82中，获取所述理论坐标点映射在测量坐标系中待测模型上的测量坐标点；
在步骤S83中，将所述测量坐标点乘以实测坐标系的矩阵，得到实测坐标点；
在步骤S84中，对比所述实测坐标点和所述理论坐标点的匹配度，根据所述匹配度来判定待测模型的实体的精确度。
在一个实施例中，选取在理论坐标系中待测模型上的任一理论坐标点Q(XLP、YLP、ZLP)。通过探测的方式，获取该理论坐标点Q映射在测量坐标系中待测模型上的测量坐标点Q(XCP、YCP、ZCP)。将所述测量坐标点Q(XCP、YCP、ZCP)乘以实测坐标系M，得到实测坐标点Q(XSP、YSP、ZSP)。通过比较实测坐标点Q(XSP、YSP、ZSP)和所述理论坐标点Q(XLP、YLP、ZLP)的匹配度，来判定待测模型的实体的精确度。
例如，选取出的理论坐标点Q(1.002、2.154、5.120)。通过探测的方式，获取该理论坐标点Q映射在测量坐标系中待测模型上的测量坐标点Q(22.142、18.227、54.119)。将测量坐标点Q(22.142、18.227、54.119)乘以实测坐标系M，得到实测坐标点Q(1.003、2.110、5.125)。通过分析对比理论坐标点Q(1.002、2.154、5.120)和实测坐标点Q(1.003、2.110、5.125)的匹配度，就可以得出待测模型的实体的精确度。
在一个实施例中，图9是根据一示例性实施例示出的一种创建实测坐标系的装置框图。如图9示，该装置包括第一获取模块91、第二获取模块92、第一建立模块93、第二建立模块94和分析模块95。
该第一获取模块91，用于获取待测模型的理论数据；
该第二获取模块92，用于获取待测模型的实体的测量数据，所述测量数据与所述理论数据存在映射关系；
该第一建立模块93，用于根据所述理论数据建立理论坐标系；
该第二建立模块94，用于根据所述测量数据建立测量坐标系，所述测量坐标系和所述理论坐标系的建立方式具有相似性；
该分析模块95，用于根据所述测量坐标系和所述理论坐标系分析出实测坐标系。该创建实测坐标系的装置所包含的第一获取模块91、第二获取模块92、第一建立模块93、第二建立模块94和分析模块95被控制执行上述任一实施例中所阐述的创建实测坐标系的方法。
图10示例了一种服务器的实体结构示意图，如图10所示，该服务器可以包括：处理器(processor)1010、通信接口(Communications Interface)1020、存储器(memory)1030和通信总线1040，其中，处理器1010，通信接口1020，存储器1030通过通信总线1040完成相互间的通信。处理器1010可以调用存储器1030中的逻辑指令，以执行如下方法：获取待测模型的理论数据；获取待测模型的实体的测量数据，所述测量数据与所述理论数据存在映射关系；根据所述理论数据建立理论坐标系；根据所述测量数据建立测量坐标系，所述测量坐标系和所述理论坐标系的建立方式具有相似性；根据所述测量坐标系和所述理论坐标系分析出实测坐标系。
此外，上述的存储器1030中的逻辑指令可以通过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，本发明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)执行本发明各个实施例所述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(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，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以执行上述各实施例提供的传输方法，例如包括：获取待测模型的理论数据；获取待测模型的实体的测量数据，所述测量数据与所述理论数据存在映射关系；根据所述理论数据建立理论坐标系；根据所述测量数据建立测量坐标系，所述测量坐标系和所述理论坐标系的建立方式具有相似性；根据所述测量坐标系和所述理论坐标系分析出实测坐标系。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述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模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
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各实施方式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。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，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)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，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发明各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (10)

1.一种创建实测坐标系的方法，其特征在于，包括：
获取待测模型的理论数据；
获取待测模型的实体的测量数据，所述测量数据与所述理论数据存在映射关系；
根据所述理论数据建立理论坐标系；根据所述测量数据建立测量坐标系，所述测量坐标系和所述理论坐标系的建立方式具有相似性；
根据所述测量坐标系和所述理论坐标系分析出实测坐标系。
2.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取待测模型的理论数据，包括：
所述待测模型的理论数据建立在理论模型自带的第一原始坐标系中，所述理论数据包括理论面几何信息、理论线几何信息和理论点几何信息中的任一者或多者；
获取待测模型的理论面几何信息，所述理论面几何信息包括第一理论点的坐标和第一理论面的法向矢量，所述第一理论点位于所述第一理论面上；
获取待测模型的理论线几何信息，所述理论线几何信息包括第二理论点的坐标和第二理论线的矢量，所述第二理论线的矢量垂直于所述第一理论面的法向矢量，所述第二理论点位于所述第二理论线上；
获取待测模型的理论点几何信息，所述理论点几何信息包括第三理论点的坐标，所述第三理论点所在的第三理论面的法向矢量与所述第二理论线的矢量平行。
3.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述获取待测模型的实体的测量数据，所述测量数据与所述理论数据存在映射关系，包括：
所述待测模型的测量数据建立在三维测量设备自带的第二原始坐标系中；
探测所述实体上的第一实体面上的至少三个实体点的坐标，所述第一实体面与所述第一理论面存在映射关系；
探测所述实体上的第二实体线上的至少两个实体点的坐标，所述第二实体线与所述第二理论线存在映射关系；
探测所述实体上的第三实体面上的至少一个实体点的坐标，所述第三实体面与所述第三理论面存在映射关系；
在所述待测模型的理论模型上进行至少一个标记，所述标记包括标号和三维坐标；
根据所述标记在所述待测模型的实体上进行相应的打点，所述打点的标号与所述标记的标号一一对应；
通过所述三坐标测量机对所述打点进行三维坐标的探测。
4.如权利要求2所述的方法，其特征在于，所述根据所述理论数据建立理论坐标系，包括：
根据所述第一理论面的法向矢量，确定第一理论坐标轴的正方向，所述第一理论点在所述第一理论坐标轴向上的数值置为0；
根据所述第二理论线的矢量，确定第二理论坐标轴的正方向，所述第二理论点在所述第三理论坐标轴向上的数值置为0；
根据坐标系中三个坐标轴相互垂直的关系，确定出第三理论坐标轴的正方向，所述第三理论点在所述第二理论坐标轴向上的数值置为0；
在第一理论坐标轴上、第二理论坐标轴上和第三理论坐标轴上都为0的点为理论坐标系的原点，根据理论坐标系的原点、第一理论坐标轴的正方向、第二理论坐标轴的正方向和第三理论坐标轴的正方向确定所述理论坐标系。
5.如权利要求3所述的方法，其特征在于，所述根据所述测量数据建立测量坐标系，包括：
根据探测到的实体上的第一实体面上的至少三个实体点的坐标，计算出第一测量面的法向矢量，选取所述第一测量面中的任一测量点，所述任一测量点位于所述第一测量面上；根据所述第一测量面的法向矢量，确定第一测量坐标轴的正方向，所述第一测量面中的任一点在所述第一测量坐标轴向上的数值置为0；
根据探测到的所述实体上的第二实体线上的至少两个实体点的坐标，计算出第二测量线的矢量，选取所述第二测量线中的任一测量点，所述任一测量点位于所述第二测量线上；根据所述第二测量线的矢量，确定第二测量坐标轴的正方向，所述第二测量线中的任一点在所述第三测量坐标轴向上的数值置为0；
根据坐标系中三个坐标轴相互垂直的关系，确定出第三测量坐标轴的正方向，第三测量面的法向矢量与所述第二测量线的矢量平行，所述第三测量面中的任一测量点在所述第二测量坐标值向上的数值置为0，所述任一测量点位于所述第三测量面上；
在第一测量坐标轴上、第二测量坐标轴上和第三测量坐标轴上都为0的点为测量坐标系的原点，根据测量坐标系的原点、第一测量坐标轴的正方向、第二测量坐标轴的正方向和第三测量坐标轴的正方向确定所述测量坐标系。
6.如权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述测量坐标系和所述理论坐标系分析出实测坐标系，包括：
计算所述测量坐标系的矩阵与所述理论坐标系的矩阵的倒置的乘积，得到实测坐标系的矩阵；
根据所述实测坐标系的矩阵分析出所述实测坐标系。
7.一种创建实测坐标系的装置，其特征在于，包括：
第一获取模块，用于获取待测模型的理论数据；
第二获取模块，用于获取待测模型的实体的测量数据，所述测量数据与所述理论数据存在映射关系；
第一建立模块，用于根据所述理论数据建立理论坐标系；
第二建立模块，用于根据所述测量数据建立测量坐标系，所述测量坐标系和所述理论坐标系的建立方式具有相似性；
分析模块，用于根据所述测量坐标系和所述理论坐标系分析出实测坐标系。
8.如权利要求7所述的装置，其特征在于：所述第一获取模块、所述第二获取模块、所述第一建立模块、所述第二建立模块和所述分析模块被控制执行权利要求1-6任一项所述的创建实测坐标系的方法。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在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程序时实现如权利要求1至6任一项所述创建实测坐标系的方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述创建实测坐标系的方法的步骤。
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