飞机结构型材的识别方法和装置的制造方法
【技术领域】
[0001] 本发明涉及识别技术领域，特别是涉及一种飞机结构型材的识别方法和一种飞机 结构型材的识别装置。
【背景技术】
[0002] 在对飞机结构进行有限元分析计算前需要对相应有限元结构赋予属性，比如型材 的面积、惯性矩、形状特征等。而这些信息往往需要先从CAD模型中进行提取，然后再赋予 到对应的有限元单元上。由于结构设计和强度设计的分工不同，导致CAD (Computer Aided Design，计算机辅助设计）模型与有限元模型在数据上并不是简单的一一对应关系。而进 行这种映射的其中一个重要环节就是要识别出CAD模型中对应位置的型材相关类型和参 数。
[0003] 由于飞机结构比较复杂，整个模型中有成千上万个零件，目前都是工程师肉眼识 别判断其类型，并测量具体部位的特征尺寸，然后在赋予到对应的有限元模型上。这种通过 人工识别的方法来建立有限元模型的方法操作重复繁琐，需要耗费大量的时间和人力；另 外，在很多时候还会由于操作人员的错误操作或精度限制，造成识别不够精准。
【发明内容】
[0004] 本发明提供了一种飞机结构型材的识别方法和装置，以解决飞机结构型材识别效 率低的问题。
[0005] 为了解决上述问题，本发明公开了一种飞机结构型材的识别方法，包括：获取当前 型材的零件截面边界上的离散点坐标及各离散点之间的拓扑连接关系；根据所述离散点坐 标及各离散点之间的拓扑连接关系抽取当前型材的中线信息；将所述当前型材的中线信息 与型材库中的型材模板信息进行类型匹配，根据所述类型匹配结果确定当前型材的型材类 型；将所述当前型材的型材类型与型材库中的型材模板信息进行特征匹配，根据所述特征 匹配结果确定当前型材的特征参数信息；将所述当前型材的型材类型和所述当前型材的特 征参数信息作为所述当前型材的识别信息进行输出。
[0006] 可选地，所述获取当前型材的零件截面边界上的离散点坐标及各离散点之间的拓 扑连接关系之前，还包括：通过切面切取飞机CAD模型，得到飞机结构切面；将所述飞机结 构切面上线段首尾相连所形成的封闭多边形作为零件截面；从所述零件截面中选取一个或 多个作为当前型材的零件截面。
[0007] 可选地，所述获取当前型材的零件截面边界上的离散点坐标及各离散点之间的拓 扑连接关系，包括：建立坐标系，所述坐标系以所述当前型材的零件截面对应的封闭多边形 的中心为坐标原点；选取所述零件截面的几何拐点作为离散点；对照所述坐标系，获取所 述离散点的坐标，并根据所述离散点的坐标计算所述各离散点之间的拓扑连接关系。
[0008] 可选地，所述根据所述离散点坐标及各离散点之间的拓扑连接关系抽取当前型材 的中线信息，包括：在几何模型处理库中根据所述离散点坐标及各离散点之间的拓扑连接 关系获取当前型材中线上的特征点坐标；根据各特征点坐标计算各特征点之间的拓扑连接 关系；根据所述离散点坐标和所述特征点坐标，计算当前型材的特征点与离散点之间的拓 扑连接关系；将所述当前型材中线上的特征点坐标、各特征点之间的拓扑连接关系、特征点 与离散点之间的拓扑连接关系作为当前型材的中线信息。
[0009] 可选地，所述获取当前型材的零件截面边界上的离散点坐标及各离散点之间的拓 扑连接关系之前，还包括：建立型材库，所述型材库中存储有型材模板信息。
[0010] 可选地，所述型材模板信息包括：型材模板的类型信息；所述建立型材库包括：选 取具有不同型材类型的飞机结构型材作为型材模板；在所述型材模板上选取节点作为参考 点，并采集所述参考点坐标；在几何模型处理库中根据所述参考点坐标抽取所述型材模板 中线上的特征点坐标；根据各特征点坐标计算各特征点之间的拓扑连接关系，并将所述各 特征点之间的拓扑连接关系作为所述型材模板对应的型材类型判断准则；将所述型材模 板、型材模板对应的型材类型、型材模板对应的型材类型判断准则作为型材模板的类型信 息并存储在所述型材库中。
[0011] 可选地，所述将所述当前型材的中线信息与型材库中的型材模板信息进行类型匹 配，根据所述类型匹配结果确定当前型材的型材类型，包括：调取型材库中型材模板对应的 型材类型判断准则；将所述当前型材的各特征点之间的拓扑连接关系与所述型材类型判断 准则进行匹配；当所述当前型材的各特征点之间的拓扑连接关系与所述型材类型判断准则 一致时，将所述型材类型判断准则对应的型材类型确定为所述当前型材的型材类型。
[0012] 可选地，所述型材模板信息还包括：型材模板的特征信息；所述建立型材库还包 括：根据所述参考点坐标和所述特征点坐标，计算所述型材模板的特征点与参考点之间的 拓扑连接关系；根据所述型材模板的特征点与参考点之间的拓扑连接关系列出所述型材模 板的特征参数表达式，所述特征参数表达式由所述参考点和所述特征点组成；将所述参考 点坐标和所述特征点坐标代入所述特征参数表达式进行计算，所得结果作为所述型材模板 的特征参数值；将所述型材模板的特征点与参考点之间的拓扑连接关系、所述型材模板的 特征参数表达式和所述型材模板的特征参数值作为所述型材模板的特征信息，并将所述型 材模板的特征信息以所述型材模板的型材类型为索引存储在所述型材库中。
[0013] 可选地，所述将所述当前型材的型材类型与型材库中的型材模板信息进行特征匹 配，根据所述特征匹配结果确定当前型材的特征参数信息，包括：在所述型材库中调取与所 述当前型材的型材类型一致的型材模板的特征信息；从所述型材模板的特征信息中获取对 应的型材模板的特征参数表达式，作为当前型材的特征参数表达式；将所述当前型材的离 散点坐标和所述当前型材的特征点坐标代入所述当前型材的特征参数表达式中，计算所述 当前型材的特征参数值；将所述当前型材的特征参数表达式和所述当前型材的特征参数值 确定为所述当前型材的特征参数信息。
[0014] 可选地，所述从所述型材模板的特征信息中获取对应的型材模板的特征参数表达 式，作为当前型材的特征参数表达式之前，还包括：将所述当前型材的特征点与离散点之间 的拓扑连接关系与所述型材模板的特征信息中的所述型材模板的特征点与参考点之间的 拓扑连接关系进行比对；当所述当前型材的特征点与离散点之间的拓扑连接关系与所述型 材模板的特征点与参考点之间的拓扑连接关系比对一致时，将所述型材模板的特征信息作 为所述当前型材的特征参数信息；当所述当前型材的特征点与离散点之间的拓扑连接关系 与所述型材模板的特征点与参考点之间的拓扑连接关系比对不一致时，执行从所述型材模 板的特征信息中获取对应的型材模板的特征参数表达式的步骤。
[0015] 本发明还公开了一种飞机结构型材的识别装置，包括：坐标获取模块，用于获取当 前型材的零件截面边界上的离散点坐标及各离散点之间的拓扑连接关系；中线抽取模块， 用于根据所述离散点坐标及各离散点之间的拓扑连接关系抽取当前型材的中线信息；类型 匹配模块，用于将所述当前型材的中线信息与型材库中的型材模板信息进行类型匹配，根 据所述类型匹配结果确定当前型材的型材类型；特征匹配模块，用于将所述当前型材的型 材类型与型材库中的型材模板信息进行特征匹配，根据所述特征匹配结果确定当前型材的 特征参数信息；输出模块，用于将所述当前型材的型材类型和所述当前型材的特征参数信 息作为所述当前型材的识别信息进行输出。
[0016] 可选地，还包括：截面获取单元，用于所述坐标获取模块获取当前型材的零件截面 边界上的离散点坐标及各离散点之间的拓扑连接关系之前，通过切面切取飞机CAD模型， 得到飞机结构切面；将所述飞机结构切面上线段首尾相连所形成的封闭多边形作为零件截 面；从所述零件截面中选取一个或多个作为当前型材的零件截面。