CN115033837A - 连接件的下料数据确定方法、装置、电子设备及存储介质 - Google Patents

连接件的下料数据确定方法、装置、电子设备及存储介质 Download PDF

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CN115033837A CN202210635438.1A CN202210635438A CN115033837A CN 115033837 A CN115033837 A CN 115033837A CN 202210635438 A CN202210635438 A CN 202210635438A CN 115033837 A CN115033837 A CN 115033837A
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刘少柱
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李永宏
齐健龙
徐葱葱
李景昌
闫东
于雷
杨翼
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Abstract

本发明涉及连接件的下料数据确定方法、装置、电子设备及存储介质，属于管道施工技术领域。本发明通过采集两个待连接管道的管壁坐标点，基于空间运算的方式，快速确定两个待连接管道的方向向量和管口坐标点，并结合连接件的管壁厚度、坡口角度和预留间隙等连头组对要求，能够得到连接件的精确下料数据，并能够有效减少下料数据确定过程中的人工参与，降低对管工的技术要求，提高下料数据的获取效率。

Description

连接件的下料数据确定方法、装置、电子设备及存储介质
技术领域
本发明涉及管道施工技术领域，尤其涉及到一种连接件的下料数据确定方法、装置、电子设备及存储介质。
背景技术
在管道施工过程中，经常会碰到连头作业，即通过一段短管将两端固定管段连接起来，在连接过程中，既要考虑两端固定管之间不同轴上的各种角度，同时要考虑短管与两端管段的连接组对要求，如组对间隙需支持后续焊接施工等要求。
传统的管道下料数据确定方法，采用直接测量及经验修正，即对待连接管道人工测量完尺寸后，基于经验确定所需连接件的形状，进而得到连接件的下料数据，其存在对管工技术要求高、效率低且不容易得到所需连接件的精确下料数据的缺陷。
发明内容
为了解决现有的管道下料数据确定方法，存在对管工技术要求高、效率低且不容易得到所需连接件的精确下料数据的缺陷，本发明提供了一种连接件的下料数据确定方法、装置、电子设备及存储介质。
第一方面，为了解决上述技术问题，本发明提供了一种连接件的下料数据确定方法，包括：
对两个待连接管道的管壁分别采集多个坐标点，得到每个待连接管道的多个管壁坐标点；
对于每个待连接管道，基于待连接管道的多个管壁坐标点，确定待连接管道的方向向量，其中，方向向量用于表征管道走向；
对于每个待连接管道，基于待连接管道的方向向量，从待连接管道的多个管壁坐标点中，确定待连接管道的管口对应的第一管口坐标点；
基于两个待连接管道的第一管口坐标点，确定两个待连接管道对应的连接件的方向向量、以及连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点；
基于连接件的方向向量和连接件的各个第二管口坐标点、以及预先设置的连接件的管壁厚度、坡口角度和预留间隙，确定连接件的两个管口各自对应的目标管口坐标点；
基于连接件的方向向量、以及连接件的各个目标管口坐标点，确定连接件的下料数据。
本发明的有益效果是：采集两个待连接管道的管壁坐标点，基于空间运算的方式，快速确定两个待连接管道的方向向量和管口坐标点，并结合连接件的管壁厚度、坡口角度和预留间隙等连头组对要求，能够得到连接件的精确下料数据，并能够有效减少下料数据确定过程中的人工参与，降低对管工的技术要求，提高下料数据的获取效率。
进一步，上述对于每个待连接管道，基于待连接管道的方向向量，从待连接管道的多个管壁坐标点中，确定待连接管道的管口对应的第一管口坐标点，包括：
对于待连接管道的每个管壁坐标点，基于待连接管道的方向向量，确定管壁坐标点在预先建立的参考面上的投影位置；
对于待连接管道的每个管壁坐标点，基于待连接管道的方向向量，确定管壁坐标点的投影位置与管壁坐标点之间的距离，得到管壁坐标点的轴向距离；
对于待连接管道对应的每个投影位置，从投影位置对应的多个管壁坐标点中获取满足设定条件的管壁坐标点；
将各个投影位置对应的满足设定条件的管壁坐标点确定为待连接管道的管口对应的第一管口坐标点；
其中：
当参考面与待连接管道的管口所在平面重合或参考面不与待连接管道的管壁相交时，设定条件为管壁坐标点的轴向距离等于管壁坐标点的投影位置对应的多个管壁坐标点的轴向距离中最大的轴向距离；
当参考面不与待连接管道的管口所在平面重合且参考面与待连接管道的管壁相交时，设定条件为管壁坐标点的轴向距离等于管壁坐标点的投影位置对应的多个管壁坐标点的轴向距离中最小的轴向距离。
采用上述改进方案的有益效果是：通过投影位置能够快速确定位于同一轴线上的管壁坐标点，从而能够通过比较位于同一轴线上的管壁坐标点的轴向距离，合理得到每个投影位置所表示的轴线上的第一管口坐标点。
进一步，上述参考面通过以下方式建立：
获取待连接管道的中心线上的任意一个坐标点，得到待连接管道的特征点，并获取待连接管道的管道直径；
将待连接管道的特征点作为圆心，并将待连接管道的管道直径作为直径，建立参考圆；
将参考圆确定为待连接管道的参考面。
采用上述改进方案的有益效果是：基于管道的特征点和管道直径设置参考圆，使得参考圆的圆周上的各个投影位置能够与管道管壁上的各个轴线位置一一对应，便于快速确定各个管壁坐标点的轴向距离。
进一步，上述基于两个待连接管道的第一管口坐标点，确定两个待连接管道对应的连接件的方向向量、以及连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点，包括：
对于每个待连接管道，获取待连接管道的各个第一管口坐标点之间的几何中心点；
基于两个待连接管道各自对应的几何中心点之间的坐标差值，确定连接件的方向向量；
基于连接件的方向向量、以及两个待连接管道的第一管口坐标点，确定连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点。
采用上述改进方案的有益效果是：基于连接件所需连接的两个待连接管道管口的几何中心点，能够合理确定连接件的管道走向。
进一步，上述基于连接件的方向向量、以及两个待连接管道的第一管口坐标点，确定连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点，包括：
对于每个待连接管道，将待连接管道的方向向量作为直线的延伸方向，确定待连接管道的每个第一管口坐标点所在的第一目标直线；
基于连接件的方向向量、以及预先设置的连接件的管道直径，确定连接件的拟合管道；
获取拟合管道的管壁对应的多个管壁坐标点，将连接件的方向向量作为直线的延伸方向，确定拟合管道的每个管壁坐标点所在的第二目标直线；
对于每个待连接管道的第一目标直线，确定第一目标直线在预先设置的待连接管道对应的参考面上的投影位置；
对于每个第二目标直线，确定第二目标直线在预先设置的拟合管道对应的参考面上的投影位置；
对于每个第二目标直线，从两个待连接管道的第一目标直线中，获取投影位置与第二目标直线的投影位置相同的第一目标直线，得到第二目标直线对应的第三目标直线；
对于每个第二目标直线，获取第二目标直线与第三目标直线之间的交点，得到第二目标直线对应的管口坐标点；
将各个第二目标直线对应的管口坐标点确定为连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点。
采用上述改进方案的有益效果是：利用第二目标直线与第三目标直线之间的交点，能够得到连接件的管口与待连接管道的管口之间的连接点，进而确定连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点。
进一步，对于连接件的每个目标管口坐标点，该目标管口坐标点根据以下公式确定：
Figure BDA0003680115870000051
其中，Pn2表示目标管口坐标点，Pn表示第二管口坐标点，δ表示管壁厚度，α表示坡口角度，ω表示预留间隙，
Figure BDA0003680115870000052
表示方向向量。
采用上述改进方案的有益效果是：基于上述公式，能够合理得到符合连头组对要求的目标管口坐标点，进而提高确定的下料数据的精确度。
进一步，上述对于每个待连接管道，基于待连接管道的多个管壁坐标点，确定待连接管道的方向向量，包括：
从待连接管道的多个管壁坐标点中，确定位于待连接管道的管口所在区域的多个坐标点，得到第一采样点集；
从待连接管道的多个管壁坐标点中，确定位于管壁采样区域的多个坐标点，得到第二采样点集，其中，管壁采样区域指与待连接管道的管口所在区域相距设定距离的区域；
获取第一采样点集的第一几何中心点和第二采样点集的第二几何中心点；
基于第一几何中心点和第二几何中心点之间的坐标差值，确定待连接管道的方向向量。
采用上述改进方案的有益效果是：通过几何中心点之间的坐标差值确定待连接管道的管道走向，方法简单易于实现。
第二方面，本发明提供了一种连接件的下料数据确定装置，包括：
采集模块，用于对两个待连接管道的管壁分别采集多个坐标点，得到每个待连接管道的多个管壁坐标点；
第一处理模块，用于对于每个待连接管道，基于待连接管道的多个管壁坐标点，确定待连接管道的方向向量，其中，方向向量用于表征管道走向；
第二处理模块，用于对于每个待连接管道，基于待连接管道的方向向量，从待连接管道的多个管壁坐标点中，确定待连接管道的管口对应的第一管口坐标点；
第三处理模块，用于基于两个待连接管道的第一管口坐标点，确定两个待连接管道对应的连接件的方向向量、以及连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点；
第四处理模块，用于基于连接件的方向向量和连接件的各个第二管口坐标点、以及预先设置的连接件的管壁厚度、坡口角度和预留间隙，确定连接件的两个管口各自对应的目标管口坐标点；
确定模块，用于基于连接件的方向向量、以及连接件的各个目标管口坐标点，确定连接件的下料数据。
第三方面，本发明提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当指令在终端设备上运行时，使得终端设备执行如第一方面的连接件的下料数据确定方法的全部或部分步骤。
第四方面，本发明提供了一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现如第一方面的连接件的下料数据确定方法的全部或部分步骤。
附图说明
图1为本发明实施例提供的一种连接件的下料数据确定方法的流程示意图；
图2为本发明实施例提供的一种连接件的下料数据确定装置的结构示意图；
图3为本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
下列实施例是对本发明的进一步解释和补充，对本发明不构成任何限制。
以下结合附图描述本发明实施例的一种连接件的下料数据确定方法。
参照图1所示，本发明提供了一种连接件的下料数据确定方法，包括如下步骤S1至步骤S6，其中：
在步骤S1中，对两个待连接管道的管壁分别采集多个坐标点，得到每个待连接管道的多个管壁坐标点。
在该实施例中，在需要连接的两端固定管道(两个待连接管道)所在的空间中随机建立一个空间坐标系，基于三维测量手段，利用光学仪器测量固定管道的内外管壁上的坐标点。
作为一种可能的实施方式，在管口所在的一定区域内进行密集采点，以使获取到的管壁坐标点能够包含较多的管口处的坐标点，从而降低测量误差对后续获取管口坐标点和方向向量的影响。
在步骤S2中，对于每个待连接管道，基于待连接管道的多个管壁坐标点，确定待连接管道的方向向量，其中，方向向量用于表征管道走向。
可以理解的是，管道走向指管道的中心轴的方向，其与管道的端面圆的半径或直径方向垂直。
可选的，在一个实施例中，上述对于每个待连接管道，基于待连接管道的多个管壁坐标点，确定待连接管道的方向向量的实现过程包括：
从待连接管道的多个管壁坐标点中，确定位于待连接管道的管口所在区域的多个坐标点，得到第一采样点集；
从待连接管道的多个管壁坐标点中，确定位于管壁采样区域的多个坐标点，得到第二采样点集，其中，管壁采样区域指与待连接管道的管口所在区域相距设定距离的区域；
获取第一采样点集的第一几何中心点和第二采样点集的第二几何中心点；
基于第一几何中心点和第二几何中心点之间的坐标差值，确定待连接管道的方向向量。
示例性地，在一个待连接管道的管口及其周边区域上随机选取数个管壁坐标点，得到第一采样点集，计算第一采样点集的第一几何中心点；在同一个待连接管道远离管口的管壁上随机选取数个管壁坐标点，得到第二采样点集，计算第二采样点集的第二几何中心点，将第一几何中心点和第二几何中心点之间的坐标差值作为该待连接管道的方向向量。
作为一种可能的实施方式，测量该待连接管道的管道直径，将上述得到的待连接管道的方向向量作为初始方向向量，并将第一几何中心点和第二几何中心点所在的直线确定为该初始方向向量对应的中心线。
基于该初始方向向量、中心线和管道直径，对该待连接管道建立拟合管道，并将该拟合管道的管壁坐标点与测量得到的管壁坐标点进行数据对比，得到拟合的管壁坐标点与测量得到的管壁坐标点之间的误差偏移量。
判断该误差偏移量是否大于误差阈值，其中，该误差阈值根据下料所需要精度来确定，一般不超过设置的系统最大允许误差的1％。
当误差偏移量大于误差阈值时，生成修正数据，该修正数据可以等于误差偏移量的60％-70％中的任一数值。将该修正数据与初始方向向量进行叠加，得到新的初始方向向量，基于该新的初始方向向量重新计算误差偏移量，重复上述步骤，直至计算得到的误差偏移量不大于误差阈值，确定此时不大于误差阈值的初始方向向量作为待连接管道的方向向量。
当误差偏移量不大于误差阈值时，将该误差偏移量对应的初始方向向量确定为该待连接管道的方向向量。
作为另一种可能的实施方式，设置迭代次数，并通过计算的修正数据对初始方向向量进行迭代更新，将达到迭代次数的初始方向向量确定为该待连接管道的方向向量。
在步骤S3中，对于每个待连接管道，基于待连接管道的方向向量，从待连接管道的多个管壁坐标点中，确定待连接管道的管口对应的第一管口坐标点。
可选的，在一个实施例中，上述对于每个待连接管道，基于待连接管道的方向向量，从待连接管道的多个管壁坐标点中，确定待连接管道的管口对应的第一管口坐标点的实现过程包括：
对于待连接管道的每个管壁坐标点，基于待连接管道的方向向量，确定管壁坐标点在预先建立的参考面上的投影位置；
对于待连接管道的每个管壁坐标点，基于待连接管道的方向向量，确定管壁坐标点的投影位置与管壁坐标点之间的距离，得到管壁坐标点的轴向距离；
对于待连接管道对应的每个投影位置，从投影位置对应的多个管壁坐标点中获取满足设定条件的管壁坐标点；
将各个投影位置对应的满足设定条件的管壁坐标点确定为待连接管道的管口对应的第一管口坐标点；
其中：
当参考面与待连接管道的管口所在平面重合或参考面不与待连接管道的管壁相交时，设定条件为管壁坐标点的轴向距离等于管壁坐标点的投影位置对应的多个管壁坐标点的轴向距离中最大的轴向距离；
当参考面不与待连接管道的管口所在平面重合且参考面与待连接管道的管壁相交时，设定条件为管壁坐标点的轴向距离等于管壁坐标点的投影位置对应的多个管壁坐标点的轴向距离中最小的轴向距离。
需要说明的是，当参考面不与待连接管道的管口所在平面重合且参考面与待连接管道的管壁相交时，参考面应设于距离管口足够远(比如，设定距离)的位置，以使各个管壁坐标点能够沿相同的投影方向投影至参考面。
待连接管道的管壁可以看作由多个轴线环向分布组成，每个轴线的延伸方向与管道走向相同。从管道的横截面来看，各个轴线构成一个以管道的中心线为圆心的圆，圆周上每个点代表一个轴线，随机选取圆周上的一个点作为环向角度为零的轴线，则对于圆周上的每个点，该点所在半径与环向角度为零的点所在半径之间的圆心角，即为该点对应的轴线的环向角度。
假设待连接管道的两个管壁坐标点A和B对应同一投影位置，则这个两个管壁坐标点A和B所在的直线的方向与该待连接管道的管道走向相同，即这两个管壁坐标点A和B位于待连接管道的管壁的同一轴线上，且A和B具有相同的环向角度。
在该实施例中，管壁坐标点沿方向向量投影至参考面，使得位于管壁的同一轴线上的管壁坐标点具有相同的投影位置，通过比较位于同一轴线上的管壁坐标点的轴向距离，找到每个轴线上距离参考面的距离最远或最近的管壁坐标点，从而得到每个投影位置所表示的轴线上的第一管口坐标点。
例如，当参考面与待连接管道的管口所在平面重合时，轴向距离为零的管壁坐标点将与其在参考面上的投影点重合，即该轴向距离为零的管壁坐标点位于管口上。此时，轴向距离为零的管壁坐标点可看作满足设定条件(管壁坐标点的投影位置对应的多个管壁坐标点的轴向距离中最小的轴向距离)的第一管口坐标点。
可选的，在一个实施例中，上述参考面通过以下方式建立：
获取待连接管道的中心线上的任意一个坐标点，得到待连接管道的特征点，并获取待连接管道的管道直径；
将待连接管道的特征点作为圆心，并将待连接管道的管道直径作为直径，建立参考圆；
将参考圆确定为待连接管道的参考面。
示例性地，待连接管道的管壁可通过理想管道管壁曲面方程进行拟合，该理想管道管壁曲面方程通过如下表达式进行表示：
Figure BDA0003680115870000111
其中，Pni表示管壁坐标点，P0i表示参考圆的圆周上的点(投影位置)，|PniP0i|表示轴向距离，D表示管道直径，
Figure BDA0003680115870000112
表示待连接管道的方向向量，θ表示环向角度，θ取值范围为[0，2π)，C0表示参考圆的圆心，
Figure BDA0003680115870000113
表示圆心与投影位置之间的径向向量。
上述理想管道管壁曲面方程将待连接管道的管壁利用沿管道的中心线发散得到的参考圆进行描述，即在参考圆及方向向量已知的条件下，可以通过环向角度和轴向距离确定连接管的每个管壁坐标点的空间位置。
可以理解的是，当参考圆(即参考面)与待连接管道的管口所在平面重合时，该参考圆的圆心(即待连接管道的特征点)C0与待连接管道的管口的几何中心点重合，该管口的几何中心点为中心线与管口所在平面的交点。
当参考圆不与待连接管道的管壁相交时，该参考圆的圆心C0为延伸出待连接管道的中心线上的任意一点，该延伸出待连接管道的中心线可以表示为从管口的几何中心点处沿方向向量向管道外延伸的射线。
当参考圆不与待连接管道的管口所在平面重合且参考面与待连接管道的管壁相交时，该参考圆的圆心C0为位于待连接管道内部的中心线上的任意一点。
基于理想管道管壁曲面方程，能够得到理想的管口曲线，即找到所有管壁坐标点的轴向距离中的最大或最小的轴向距离，计算该最大或最小的轴向距离对应的[0，2π)范围内的各个环向角度下的坐标点，基于该各个环向角度下的坐标点绘制出理想的管口曲线
但实际的管道管口，由于切割和打磨误差的影响，其管口边缘处的点通常不处于同一个平面内，即不能使用理想的管口曲线直接拟合待连接管道的各个管口坐标点。因此，通过获取单个投影位置对应的多个管壁坐标点的轴向距离中最大的或最小的轴向距离，基于该最大的或最小的轴向距离和该投影位置确定第一管口坐标点，使得该第一管口坐标点能够准确描述该投影位置对应的管口最外沿的点在空间的位置。
在步骤S4中，基于两个待连接管道的第一管口坐标点，确定两个待连接管道对应的连接件的方向向量、以及连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点。
作为一种可能的实施方式，基于设置的等分点数量n(n可以为8)，将参考圆进行等分，得到n个等分点，例如，设置n为4，则该4个等分点所表示的投影位置的环向角度分别为0°、90°、180°和360°。对于每个等分点，获取该等分点位置所表示的投影位置对应的第一管口坐标点。将两个待连接管道各自具有的n个第一管口坐标点进行连接，例如，获取该2n个第一管口坐标点在其对应的参考圆上的环向角度，将具有相同环向角度的两个第一管口坐标点进行连接，得到用于描述连接件的管道形状的n个连接线，基于该n个连接线即可得到连接件的方向向量、以及连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点。
可选的，在一个实施例中，上述基于两个待连接管道的第一管口坐标点，确定两个待连接管道对应的连接件的方向向量、以及连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点的实现过程包括：
对于每个待连接管道，获取待连接管道的各个第一管口坐标点之间的几何中心点；
基于两个待连接管道各自对应的几何中心点之间的坐标差值，确定连接件的方向向量；
基于连接件的方向向量、以及两个待连接管道的第一管口坐标点，确定连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点。
可选的，在一个实施例中，上述基于连接件的方向向量、以及两个待连接管道的第一管口坐标点，确定连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点的实现过程包括：
对于每个待连接管道，将待连接管道的方向向量作为直线的延伸方向，确定待连接管道的每个第一管口坐标点所在的第一目标直线；
基于连接件的方向向量、以及预先设置的连接件的管道直径，确定连接件的拟合管道；
获取拟合管道的管壁对应的多个管壁坐标点，将连接件的方向向量作为直线的延伸方向，确定拟合管道的每个管壁坐标点所在的第二目标直线；
对于每个待连接管道的第一目标直线，确定第一目标直线在预先设置的待连接管道对应的参考面上的投影位置；
对于每个第二目标直线，确定第二目标直线在预先设置的拟合管道对应的参考面上的投影位置；
对于每个第二目标直线，从两个待连接管道的第一目标直线中，获取投影位置与第二目标直线的投影位置相同的第一目标直线，得到第二目标直线对应的第三目标直线；
对于每个第二目标直线，获取第二目标直线与第三目标直线之间的交点，得到第二目标直线对应的管口坐标点；
将各个第二目标直线对应的管口坐标点确定为连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点。
可以理解的是，在参考面确定的条件下，投影位置由管壁坐标点相对于参考面的环向角度进行确定，即投影位置相同的第一目标直线可以指环向角度相同的第一目标直线，当第二目标直线与其对应的第三目标直线重合时，则可将第三目标直线对应的第一管口坐标点作为第三目标直线与第二目标直线之间的交点，即将该第三目标直线对应的第一管口坐标点作为第二目标直线对应的管口坐标点。
在步骤S5中，基于连接件的方向向量和连接件的各个第二管口坐标点、以及预先设置的连接件的管壁厚度、坡口角度和预留间隙，确定连接件的两个管口各自对应的目标管口坐标点。
可选的，在一个实施例中，对于连接件的每个目标管口坐标点，该目标管口坐标点根据以下公式确定：
Figure BDA0003680115870000141
其中，Pn2表示目标管口坐标点，Pn表示第二管口坐标点，δ表示管壁厚度，α表示坡口角度，ω表示预留间隙，
Figure BDA0003680115870000142
表示方向向量。
在步骤S6中，基于连接件的方向向量、以及连接件的各个目标管口坐标点，确定连接件的下料数据。
在该实施例中，在连接短管(连接件)的管道上假设一个基准圆，或者在连接短管的两端的管口处各设置一个基准圆(基准圆是连接短管上选取的一个参照基准，它是垂直于连接短管的中心线的平面，且与连接短管的管壁相交的圆形曲线)。
计算连接件的各个目标管口坐标点相对于其对应基准圆的轴向距离，通过将该轴向距离作为下料数据，使得将该下料数据更适用于后续的切割下料操作。
上述实施例提供的连接件的下料数据确定方法，通过采集两个待连接管道的管壁坐标点，基于空间运算的方式，快速确定两个待连接管道的方向向量和管口坐标点，并结合连接件的管壁厚度、坡口角度和预留间隙等连头组对要求，能够得到连接件的精确下料数据，基于该下料数据能够得到所需要的连接短管的精确尺寸，有利于指导后续切割下料以生成连头组对所需短管，且能够减轻对管工的技术要求，保证测量下料的精确和高效。
如图2所示，本发明实施例提供的一种连接件的下料数据确定装置，包括：
采集模块20，用于对两个待连接管道的管壁分别采集多个坐标点，得到每个待连接管道的多个管壁坐标点；
第一处理模块30，用于对于每个待连接管道，基于待连接管道的多个管壁坐标点，确定待连接管道的方向向量，其中，方向向量用于表征管道走向；
第二处理模块40，用于对于每个待连接管道，基于待连接管道的方向向量，从待连接管道的多个管壁坐标点中，确定待连接管道的管口对应的第一管口坐标点；
第三处理模块50，用于基于两个待连接管道的第一管口坐标点，确定两个待连接管道对应的连接件的方向向量、以及连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点；
第四处理模块60，用于基于连接件的方向向量和连接件的各个第二管口坐标点、以及预先设置的连接件的管壁厚度、坡口角度和预留间隙，确定连接件的两个管口各自对应的目标管口坐标点；
确定模块70，用于基于连接件的方向向量、以及连接件的各个目标管口坐标点，确定连接件的下料数据。
可选的，第二处理模块40，具体用于对于待连接管道的每个管壁坐标点，基于待连接管道的方向向量，确定管壁坐标点在预先建立的参考面上的投影位置；对于待连接管道的每个管壁坐标点，基于待连接管道的方向向量，确定管壁坐标点的投影位置与管壁坐标点之间的距离，得到管壁坐标点的轴向距离；对于待连接管道对应的每个投影位置，从投影位置对应的多个管壁坐标点中获取满足设定条件的管壁坐标点，；将各个投影位置对应的满足设定条件的管壁坐标点确定为待连接管道的管口对应的第一管口坐标点；其中：当参考面与待连接管道的管口所在平面重合或参考面不与待连接管道的管壁相交时，设定条件为管壁坐标点的轴向距离等于管壁坐标点的投影位置对应的多个管壁坐标点的轴向距离中最大的轴向距离；当参考面不与待连接管道的管口所在平面重合且参考面与待连接管道的管壁相交时，设定条件为管壁坐标点的轴向距离等于管壁坐标点的投影位置对应的多个管壁坐标点的轴向距离中最小的轴向距离。
可选的，第二处理模块40，还用于获取待连接管道的中心线上的任意一个坐标点，得到待连接管道的特征点，并获取待连接管道的管道直径；将待连接管道的特征点作为圆心，并将待连接管道的管道直径作为直径，建立参考圆；将参考圆确定为待连接管道的参考面。
可选的，第三处理模块50，具体用于对于每个待连接管道，获取待连接管道的各个第一管口坐标点之间的几何中心点；基于两个待连接管道各自对应的几何中心点之间的坐标差值，确定连接件的方向向量；基于连接件的方向向量、以及两个待连接管道的第一管口坐标点，确定连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点。
可选的，第三处理模块50，还用于对于每个待连接管道，将待连接管道的方向向量作为直线的延伸方向，确定待连接管道的每个第一管口坐标点所在的第一目标直线；基于连接件的方向向量、以及预先设置的连接件的管道直径，确定连接件的拟合管道；获取拟合管道的管壁对应的多个管壁坐标点，将连接件的方向向量作为直线的延伸方向，确定拟合管道的每个管壁坐标点所在的第二目标直线；对于每个待连接管道的第一目标直线，确定第一目标直线在预先设置的待连接管道对应的参考面上的投影位置；对于每个第二目标直线，确定第二目标直线在预先设置的拟合管道对应的参考面上的投影位置；对于每个第二目标直线，从两个待连接管道的第一目标直线中，获取投影位置与第二目标直线的投影位置相同的第一目标直线，得到第二目标直线对应的第三目标直线；对于每个第二目标直线，获取第二目标直线与第三目标直线之间的交点，得到第二目标直线对应的管口坐标点；将各个第二目标直线对应的管口坐标点确定为连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点。
可选的，第一处理模块30，具体用于从待连接管道的多个管壁坐标点中，确定位于待连接管道的管口所在区域的多个坐标点，得到第一采样点集；从待连接管道的多个管壁坐标点中，确定位于管壁采样区域的多个坐标点，得到第二采样点集，其中，管壁采样区域指与待连接管道的管口所在区域相距设定距离的区域；获取第一采样点集的第一几何中心点和第二采样点集的第二几何中心点；基于第一几何中心点和第二几何中心点之间的坐标差值，确定待连接管道的方向向量。
本发明实施例提供的一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质中存储有指令，当指令在终端设备上运行时，使得终端设备执行上述任一实施例的连接件的下料数据确定方法的步骤。
如图3所示，本发明实施例提供的一种电子设备500，包括存储器510、处理器520及存储在存储器510上并在处理器520上运行的程序530，处理器520执行程序530时实现上述任一实施例的连接件的下料数据确定方法的步骤。
其中，电子设备500可以选用电脑、手机等，相对应地，其程序530为电脑软件或手机App等，且上述关于本发明的一种电子设备500中的各参数和步骤，可参考上文中连接件的下料数据确定方法的实施例中的各参数和步骤，在此不做赘述。
所属技术领域的技术人员知道，本发明可以实现为系统、方法或计算机程序产品。因此，本公开可以具体实现为以下形式，即：可以是完全的硬件、也可以是完全的软件(包括固件、驻留软件、微代码等)，还可以是硬件和软件结合的形式，本文一般称为“电路”、“模块”或“系统”。此外，在一些实施例中，本发明还可以实现为在一个或多个计算机可读介质中的计算机程序产品的形式，该计算机可读介质中包含计算机可读的程序代码。
在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、“示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不必须针对的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。此外，在不相互矛盾的情况下，本领域的技术人员可以将本说明书中描述的不同实施例或示例以及不同实施例或示例的特征进行结合和组合。
尽管上面已经示出和描述了本发明的实施例，可以理解的是，上述实施例是示例性的，不能理解为对本发明的限制，本领域的普通技术人员在本发明的范围内可以对上述实施例进行变化、修改、替换和变型。

Claims (10)

1.一种连接件的下料数据确定方法，其特征在于，包括：
对两个待连接管道的管壁分别采集多个坐标点，得到每个所述待连接管道的多个管壁坐标点；
对于每个所述待连接管道，基于所述待连接管道的多个管壁坐标点，确定所述待连接管道的方向向量，其中，所述方向向量用于表征管道走向；
对于每个所述待连接管道，基于所述待连接管道的方向向量，从所述待连接管道的多个管壁坐标点中，确定所述待连接管道的管口对应的第一管口坐标点；
基于两个所述待连接管道的第一管口坐标点，确定两个所述待连接管道对应的连接件的方向向量、以及所述连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点；
基于所述连接件的方向向量和所述连接件的各个第二管口坐标点、以及预先设置的所述连接件的管壁厚度、坡口角度和预留间隙，确定所述连接件的两个管口各自对应的目标管口坐标点；
基于所述连接件的方向向量、以及所述连接件的各个目标管口坐标点，确定所述连接件的下料数据。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对于每个所述待连接管道，基于所述待连接管道的方向向量，从所述待连接管道的多个管壁坐标点中，确定所述待连接管道的管口对应的第一管口坐标点，包括：
对于所述待连接管道的每个管壁坐标点，基于所述待连接管道的方向向量，确定所述管壁坐标点在预先建立的参考面上的投影位置；
对于所述待连接管道的每个管壁坐标点，基于所述待连接管道的方向向量，确定所述管壁坐标点的投影位置与所述管壁坐标点之间的距离，得到所述管壁坐标点的轴向距离；
对于所述待连接管道对应的每个投影位置，从所述投影位置对应的多个管壁坐标点中获取满足设定条件的管壁坐标点；
将各个所述投影位置对应的满足设定条件的管壁坐标点确定为所述待连接管道的管口对应的第一管口坐标点；
其中：
当所述参考面与所述待连接管道的管口所在平面重合或所述参考面不与所述待连接管道的管壁相交时，所述设定条件为管壁坐标点的轴向距离等于所述管壁坐标点的投影位置对应的多个管壁坐标点的轴向距离中最大的轴向距离；
当所述参考面不与所述待连接管道的管口所在平面重合且所述参考面与所述待连接管道的管壁相交时，所述设定条件为管壁坐标点的轴向距离等于所述管壁坐标点的投影位置对应的多个管壁坐标点的轴向距离中最小的轴向距离。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述参考面通过以下方式建立：
获取所述待连接管道的中心线上的任意一个坐标点，得到所述待连接管道的特征点，并获取所述待连接管道的管道直径；
将所述待连接管道的特征点作为圆心，并将所述待连接管道的管道直径作为直径，建立参考圆；
将所述参考圆确定为所述待连接管道的参考面。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于两个所述待连接管道的第一管口坐标点，确定两个所述待连接管道对应的连接件的方向向量、以及所述连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点，包括：
对于每个所述待连接管道，获取所述待连接管道的各个第一管口坐标点之间的几何中心点；
基于两个所述待连接管道各自对应的几何中心点之间的坐标差值，确定所述连接件的方向向量；
基于所述连接件的方向向量、以及两个所述待连接管道的第一管口坐标点，确定所述连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述基于所述连接件的方向向量、以及两个所述待连接管道的第一管口坐标点，确定所述连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点，包括：
对于每个所述待连接管道，将所述待连接管道的方向向量作为直线的延伸方向，确定所述待连接管道的每个第一管口坐标点所在的第一目标直线；
基于所述连接件的方向向量、以及预先设置的所述连接件的管道直径，确定所述连接件的拟合管道；
获取所述拟合管道的管壁对应的多个管壁坐标点，将所述连接件的方向向量作为直线的延伸方向，确定所述拟合管道的每个管壁坐标点所在的第二目标直线；
对于每个所述待连接管道的第一目标直线，确定所述第一目标直线在预先设置的所述待连接管道对应的参考面上的投影位置；
对于每个所述第二目标直线，确定所述第二目标直线在预先设置的所述拟合管道对应的参考面上的投影位置；
对于每个所述第二目标直线，从两个所述待连接管道的第一目标直线中，获取投影位置与所述第二目标直线的投影位置相同的第一目标直线，得到所述第二目标直线对应的第三目标直线；
对于每个所述第二目标直线，获取所述第二目标直线与所述第三目标直线之间的交点，得到所述第二目标直线对应的管口坐标点；
将各个所述第二目标直线对应的管口坐标点确定为所述连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，对于所述连接件的每个目标管口坐标点，所述目标管口坐标点根据以下公式确定：
Figure FDA0003680115860000041
其中，Pn2表示目标管口坐标点，Pn表示第二管口坐标点，δ表示管壁厚度，α表示坡口角度，ω表示预留间隙，
Figure FDA0003680115860000042
表示方向向量。
7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述对于每个所述待连接管道，基于所述待连接管道的多个管壁坐标点，确定所述待连接管道的方向向量，包括：
从所述待连接管道的多个管壁坐标点中，确定位于所述待连接管道的管口所在区域的多个坐标点，得到第一采样点集；
从所述待连接管道的多个管壁坐标点中，确定位于管壁采样区域的多个坐标点，得到第二采样点集，其中，所述管壁采样区域指与所述待连接管道的管口所在区域相距设定距离的区域；
获取所述第一采样点集的第一几何中心点和所述第二采样点集的第二几何中心点；
基于所述第一几何中心点和所述第二几何中心点之间的坐标差值，确定所述待连接管道的方向向量。
8.一种连接件的下料数据确定装置，其特征在于，包括：
采集模块，用于对两个待连接管道的管壁分别采集多个坐标点，得到每个所述待连接管道的多个管壁坐标点；
第一处理模块，用于对于每个所述待连接管道，基于所述待连接管道的多个管壁坐标点，确定所述待连接管道的方向向量，其中，所述方向向量用于表征管道走向；
第二处理模块，用于对于每个所述待连接管道，基于所述待连接管道的方向向量，从所述待连接管道的多个管壁坐标点中，确定所述待连接管道的管口对应的第一管口坐标点；
第三处理模块，用于基于两个所述待连接管道的第一管口坐标点，确定两个所述待连接管道对应的连接件的方向向量、以及所述连接件的两个管口各自对应的第二管口坐标点；
第四处理模块，用于基于所述连接件的方向向量和所述连接件的各个第二管口坐标点、以及预先设置的所述连接件的管壁厚度、坡口角度和预留间隙，确定所述连接件的两个管口各自对应的目标管口坐标点；
确定模块，用于基于所述连接件的方向向量、以及所述连接件的各个目标管口坐标点，确定所述连接件的下料数据。
9.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质中存储有指令，当所述指令在终端设备上运行时，使得所述终端设备执行如权利要求1至7中任一项所述的连接件的下料数据确定方法的步骤。
10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并在所述处理器上运行的程序，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7中任一项所述的连接件的下料数据确定方法的步骤。
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