一种面向三维标注的标注面自动确定方法技术

本发明专利技术公开了一种面向三维标注的标注面自动确定方法，获取当前视图下的视点变换矩阵T；由视点变换矩阵T分解出观察平面法向量N，观察向上方向的向量V、以及同时垂直于N和V的第三个向量U；将向量N、V和U进行单位化为n、v和u；分别计算观察平面法向量n与六个标准视图的法向量的夹角，确定标注面；在确定标注面的基础上，确定尺寸数字的旋转方向；进行尺寸标注。本发明专利技术设计简便，在进行尺寸标注前，无需事先定义标注面和尺寸数字的旋转方向，本发明专利技术自动根据当前视图方向确定标注面，并且能够保证标注的尺寸数字方向朝上或朝左，符合国家标准的要求。

【技术实现步骤摘要】
一种面向三维标注的标注面自动确定方法
本专利技术涉及一种三维标注技术，尤其涉及的是一种面向三维标注的标注面自动确定方法。
技术介绍
基于模型的定义(Model-BasedDefinition,MBD)技术是将产品所有相关的工艺描述、属性、管理等信息都附着在三维模型中的数字化定义方法。它使三维数模作为生产制造过程中的唯一依据，改变了传统的由三维实体模型来描述几何信息，而用二维图纸来定义尺寸、公差和工艺信息的产品数字化定义方法。当前，我国工程领域普遍采用三维模型+二维工程图来表达产品设计信息，随着基于模型定义技术的发展以及相关国家标准的发布，产品的尺寸、几何公差、表面结构等产品制造信息(ProductManufacturingInformation,PMI)均需要表达在三维模型中，包含PMI信息的三维模型将是产品制造的唯一依据。目前，主流CAD软件均提供三维标注功能，如UG的PMI模块，CATIA的FunctionalTolerancing&Annotation模块，以及Solidworks的Dimxpert模块等，但仍存在标注过程繁琐、表达效果不理想，不符合相关国家标准等问题。如《GB/T4458.4—2003机械制图尺寸注法》中4.3节规定，线性尺寸的数字一般应注写在尺寸线的上方，且文字方向一般朝上或朝左。为满足国家标准这一条规定，在进行尺寸标注之前，都需要事先定义标注面(标注所在的概念性平面。(GB/T24734.1—2009，定义3.2)，确定文字的旋转方向，定义标注面的过程繁琐且不便，直接导致三维标注软件在企业中的应用推广效果不理想。目前三维标注难以符合相关国家标准，标注过程中标注面定义繁琐。
技术实现思路
本专利技术所要解决的技术问题在于：如何自动确定尺寸标注的标注面和尺寸数字的方向，简化三维标注过程，提供了一种面向三维标注的标注面自动确定方法。本专利技术是通过以下技术方案解决上述技术问题的，本专利技术包括以下步骤：(1)获取当前视图下的视点变换矩阵T；(2)由视点变换矩阵T分解出观察平面法向量N，观察向上方向的向量V、以及同时垂直于N和V的第三个向量U；(3)将向量N、V和U进行单位化为n、v和u；(4)分别计算观察平面法向量n与六个标准视图的法向量的夹角，确定标注面；(5)在确定标注面的基础上，确定尺寸数字的旋转方向；(6)进行尺寸标注。所述步骤(2)中：假设则所述U＝(Ux,Uy,Uz)，V＝(Vx,Vy,Vz)，N＝(Nx,Ny,Nz)。所述步骤(3)中，所述u＝(ux,uy,uz)，v＝(vx,vy,vz)，n＝(nx,ny,nz)。所述步骤(4)中，标注面的确定过程如下：记六个标准视图的法向量分别为Nfront＝(0,0,1)，Nback＝(0,0,-1)，Nleft＝(-1,0,0)，Nright＝(1,0,0)，Ntop＝(0,1,0)，Nbottom＝(0,-1,0)，分别计算n与Nfront，Nback，Nleft，Nright，Ntop和Nbottom的夹角，分别记为a1，a2，a3，a4，a5，a6；求a1，a2，a3，a4，a5，a6的最小值amin；若amin＝a1，将标注面设置为Front；若amin＝a2,则将标注面设置为Back；若amin＝a3，则将标注面设置为Left；若amin＝a4，则将标注面设置为Right；若amin＝a5，则将标注面设置为Top；若amin＝a6，则将标注面设置为Bottom。所述步骤(5)中，若标注面为Front，分别计算观察向上方向向量v与Vup＝(0,1,0)，Vdown＝(0,-1,0)，Vleft＝(-1,0,0)，Vright＝(1,0,0)之间的夹角，分别记为b1，b2，b3，b4，求b1，b2，b3，b4的最小值bmin，若bmin＝b1，则尺寸数字的旋转方向为0°，若bmin＝b2，则尺寸数字的旋转方向为180°，若bmin＝b3，则尺寸数字的旋转方向为90°，若bmin＝b4，则尺寸数字的旋转方向为270°。所述步骤(5)中，若标注面为Back，分别计算观察向上方向向量v与Vup＝(0,1,0)，Vdown＝(0,-1,0)，Vleft＝(1,0,0)，Vright＝(-1,0,0)之间的夹角，分别记为c1，c2，c3，c4，求c1，c2，c3，c4的最小值cmin，若cmin＝c1，则尺寸数字的旋转方向为0°，若cmin＝c2，则尺寸数字的旋转方向为180°，若cmin＝c3，则尺寸数字的旋转方向为90°，若cmin＝c4，则尺寸数字的旋转方向为270°。所述步骤(5)中，若标注面为Left，分别计算观察向上方向向量v与Vup＝(0,1,0)，Vdown＝(0,-1,0)，Vleft＝(0,0,-1)，Vright＝(0,0,1)之间的夹角，分别记为d1，d2，d3，d4，求d1，d2，d3，d4的最小值dmin，若dmin＝d1，则尺寸数字的旋转方向为0°，若dmin＝d2，则尺寸数字的旋转方向为180°，若dmin＝d3，则尺寸数字的旋转方向为90°，若dmin＝d4，则尺寸数字的旋转方向为270°。所述步骤(5)中，若标注面为Right，分别计算观察向上方向向量v与Vup＝(0,1,0)，Vdown＝(0,-1,0)，Vleft＝(0,0,1)，Vright＝(0,0,-1)之间的夹角，分别记为e1，e2，e3，e4，求e1，e2，e3，e4的最小值emin，若emin＝e1，则尺寸数字的旋转方向为0°，若emin＝e2，则尺寸数字的旋转方向为180°，若emin＝e3，则尺寸数字的旋转方向为90°，若emin＝e4，则尺寸数字的旋转方向为270°。所述步骤(5)中，若标注面为Top，分别计算观察向上方向向量v与Vup＝(0,0,-1)，Vdown＝(0,0,1)，Vleft＝(-1,0,0)，Vright＝(1,0,0)之间的夹角，分别记为f1，f2，f3，f4，求f1，f2，f3，f4的最小值fmin，若fmin＝f1，则尺寸数字的旋转方向为0°，若fmin＝f2，则尺寸数字的旋转方向为180°，若fmin＝f3，则尺寸数字的旋转方向为90°，若fmin＝f4，则尺寸数字的旋转方向为270°。所述步骤(5)中，若标注面为Bottom，分别计算观察向上方向向量v与Vup＝(0,0,-1)，Vdown＝(0,0,1)，Vleft＝(1,0,0)，Vright＝(-1,0,0)之间的夹角，分别记为f1，f2，f3，f4，求f1，f2，f3，f4的最小值fmin，若fmin＝f1，则尺寸数字的旋转方向为0°，若fmin＝f2，则尺寸数字的旋转方向为180°，若fmin＝f3，则尺寸数字的旋转方向为90°，若fmin＝f4，则尺寸数字的旋转方向为270°。本专利技术相比现有技术具有以下优点：本专利技术设计简便，在进行尺寸标注前，无需事先定义标注尺寸的标注面和尺寸数字的方向，本专利技术自动根据当前视图方向确定标注面，并且能够保证标注的尺寸数字方向朝上或朝左，符合国家标准的要求。附图说明图1是本专利技术的方法流程图；图2是实施例1中的零件示意图；图3是实施例1中将零件旋转到视图1的示意图；图4是实施例1中零件在视图1下的尺寸标本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种面向三维标注的标注面自动确定方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取当前视图下的视点变换矩阵T；(2)由视点变换矩阵T分解出观察平面法向量N，观察向上方向的向量V、以及同时垂直于N和V的第三个向量U；(3)将向量N、V和U进行单位化为n、v和u；(4)分别计算观察平面法向量n与六个标准视图的法向量的夹角，确定标注面；(5)在确定标注面的基础上，确定尺寸数字的旋转方向；(6)进行尺寸标注。

【技术特征摘要】
1.一种面向三维标注的标注面自动确定方法，其特征在于，包括以下步骤：(1)获取当前视图下的视点变换矩阵T；(2)由视点变换矩阵T分解出观察平面法向量N，观察向上方向的向量V、以及同时垂直于N和V的第三个向量U；(3)将向量N、V和U进行单位化为n、v和u；(4)分别计算观察平面法向量n与六个标准视图的法向量的夹角，确定标注面；(5)在确定标注面的基础上，确定尺寸数字的旋转方向；(6)进行尺寸标注。2.根据权利要求1所述的一种面向三维标注的标注面自动确定方法，其特征在于，所述步骤(2)中：假设则U＝(Ux,Uy,Uz)，V＝(Vx,Vy,Vz)，N＝(Nx,Ny,Nz)。3.根据权利要求1所述的一种面向三维标注的标注面自动确定方法，其特征在于，所述步骤(3)中，所述u＝(ux,uy,uz)，v＝(vx,vy,vz)，n＝(nx,ny,nz)。4.根据权利要求1所述的一种面向三维标注的标注面自动确定方法，其特征在于，所述步骤(4)中，标注面的确定过程如下：记六个标准视图的法向量分别为Nfront＝(0,0,1)，Nback＝(0,0,-1)，Nleft＝(-1,0,0)，Nright＝(1,0,0)，Ntop＝(0,1,0)，Nbottom＝(0,-1,0)，分别计算n与Nfront，Nback，Nleft，Nright，Ntop和Nbottom的夹角，分别记为a1，a2，a3，a4，a5，a6；求a1，a2，a3，a4，a5，a6的最小值amin；若amin＝a1，将标注面设置为Front；若amin＝a2,则将标注面设置为Back；若amin＝a3，则将标注面设置为Left；若amin＝a4，则将标注面设置为Right；若amin＝a5，则将标注面设置为Top；若amin＝a6，则将标注面设置为Bottom。5.根据权利要求4所述的一种面向三维标注的标注面自动确定方法，其特征在于，所述步骤(5)中，若标注面为Front，分别计算观察向上方向向量v与Vup＝(0,1,0)，Vdown＝(0,-1,0)，Vleft＝(-1,0,0)，Vright＝(1,0,0)之间的夹角，分别记为b1，b2，b3，b4，求b1，b2，b3，b4的最小值bmin，若bmin＝b1，则尺寸数字的旋转方向为0°，若bmin＝b2，则尺寸数字的旋转方向为180°，若bmin＝b3，则尺寸数字的旋转方向为90°，若bmin＝b4，则尺寸数字的旋转方向为270°。6.根据权利要求4所述的一种面向三维标注的标注面自动确定方法，其特征在于，所述步骤(5)中，若标注面为Back，分别计算观察向上方向向量v与Vup＝(0,1,0)，Vdown＝(0,-1,0)，Vleft＝(1,0,0)，Vright＝(-1,0,0)之间的夹角，分别记为c1，c2，c3，c4，求...

【专利技术属性】
技术研发人员：田富君，张红旗，程五四，陈亮希，周红桥，魏一雄，郭磊，陈兴玉，周金文，苏建军，
申请(专利权)人：中国电子科技集团公司第三十八研究所，
类型：发明
国别省市：安徽,34