CAD系统间的形状单元映射方法技术方案

本发明专利技术提供了一种CAD系统间的形状单元映射方法，应用于机械CAD系统到船舶CAD系统的转换，该形状单元映射方法中包括：导入机械CAD模型，并解析其中包括的形状单元；解析形状单元中包含的特征信息；根据形状单元及其特征信息判断在船舶CAD系统中是否存在有关联关系的体素种类；若没有，结合草图特征和导向曲线完成该形状单元实体模型的逼近，实现形状单元在船舶CAD系统中的重建。增加了两个不同种类的CAD系统间形状单元的简单互换性，避免在船舶CAD系统中重复而又冗余的建模工作，减少了相应的建模所需的时间，从而使整个产品的设计效率得到提高。

【技术实现步骤摘要】
CAD系统间的形状单元映射方法
本专利技术涉及CAD
，尤其涉及一种CAD系统间的形状单元映射方法。
技术介绍
随着世界经济全球化的到来，协同设计已经成为产品设计开发过程中不可或缺的一部分。为了提高设计效率，企业通常需要与设备供应商合作完成整个船舶的设计过程。然而，公司一般都会选择最适合自己的计算机辅助设计系统(CAD)进行产品的设计，进而会导致公司与其供应商使用的CAD系统不一样，就需要在不同类型的CAD系统间进行数据交换。例如，为了提高整体的设计效率并节约时间，造船厂通常会把一部分的设计任务外包给供应商，尤其是船舶中的设备和仪器的设计任务，在供应商完成设计任务后，在造船厂集成完整的设计任务。但是，造船厂一般使用船舶专用CAD系统，而供应商通常使用机械CAD系统设计船舶的主要设备和仪器，这样，就需要将在机械CAD系统中创建的模型导入到船舶CAD系统中，必然需要在机械CAD系统与船舶CAD系统之间进行设计数据交换。但是，由于两种CAD系统的形状建模单元不一致，如，在机械CAD系统里，基于特征(Feature)的形状单元来进行建模，而在船舶CAD系统中则是基于形状体素(ShapePrimitive)来进行建模，这导致了两种CAD系统在数据互换的过程中存在诸多问题。然而，在现有的异构CAD系统间数据交换的研究中，大多集中在机械CAD系统间或者船舶CAD系统间，针对不同种类的CAD系统间的研究并不多，是以，一种便于机械CAD系统和船舶CAD系统间进行数据交换的方法成为一种需求，尤其是从机械CAD系统到船舶CAD系统的转换。
技术实现思路
针对上述问题，本专利技术提供了一种CAD系统间的形状单元映射方法，有效解决现有技术中CAD系统间形状单元的转换问题。本专利技术提供的技术方案如下：一种CAD系统间的形状单元映射方法，应用于机械CAD系统到船舶CAD系统的转换，所述形状单元映射方法中包括：S10导入机械CAD模型，并解析其中包括的形状单元；S20解析形状单元中包含的特征信息；S30根据形状单元及其特征信息判断在船舶CAD系统中是否存在有关联关系的体素种类；若没有，跳转至步骤S40；S40结合草图特征和导向曲线完成该形状单元实体模型的逼近，实现形状单元在船舶CAD系统中的重建。进一步优选地，在步骤S40中，包括：S41根据形状单元的特征信息使用直线段和弧线段近似得到导向曲线；S42对导向曲线进行离散化；S43根据预设的片段数对导向曲线离散化后的离散点进行分割；S44利用直线段和弧线段对分割后的每一个片段中离散点的端点进行插值逼近；S45结合草图特征对每个片段生成实体模型；S46对生成的实体模块进行填充操作。进一步优选地，在步骤S30中，若判断在船舶CAD系统中存在有关联关系的体素种类，则S50进一步判断该形状单元的特征信息中是否包括预设特征；若没有，跳转至步骤S60；S60直接在船舶CAD系统中找到相应的形状体素进行转换。进一步优选地，在步骤S50中，若判断形状单元的特征信息中包括预设特征，则S70进一步判断该预设特征是否为钻孔特征；若是，跳转至步骤S80；S80基于船舶CAD系统中的圆柱体素及圆锥体素使用布尔运算构造该钻孔特征，实现该形状单元在船舶CAD系统中的重建。进一步优选地，在步骤S70中，若判断该预设特征不是钻孔特征，则S90进一步判断该预设特征是否为圆角特征，若是，跳转至步骤S100；S100根据形状单元中的圆角特征在船舶CAD系统相应的形状体素中产生圆角形状。进一步优选地，在步骤S100中，包括：S110根据形状单元在船舶CAD系统中相应的形状体素中提取圆角特征边；S120提取形状单元中与圆角特征相关的参数；S130利用提取的参数构造相应的草图特征；S140提取草图特征中的顶点序列；S150匹配顶点序列与圆角特征边的端点；S160找出形状体素中相对应的点并对其赋予圆角的半径长度，产生圆角形状。在本专利技术提供的CAD系统间的形状单元映射方法中，针对不同种类的CAD系统的设计数据互换性问题提出了映射框架，映射机制包括直接转换(直接在船舶CAD系统中找到相应的形状体素进行转换)、间接转换(根据船舶CAD系统中的形状体素得到钻孔特征和圆角特征)及强制转换(结合草图特征和导向曲线完成该形状单元实体模型的逼近)三种类型，并针对每种类型都提供相应的转换算法，且利用多个实验模型进行测试并验证所提出算法的有效性。其增加了两个不同种类的CAD系统间形状单元的简单互换性，避免在船舶CAD系统中重复而又冗余的建模工作，减少了相应的建模所需的时间，从而使整个产品的设计效率得到提高。附图说明下面将以明确易懂的方式，结合附图说明优选实施方式，对上述特性、技术特征、优点及其实现方式予以进一步说明。图1为本专利技术中形状单元映射方法一种实施方式流程示意图；图2为本专利技术中两个实例中导向曲线提取示意图；图3为本专利技术中结合草图特征和导向曲线完成该形状单元实体模型的逼近一实例流程示意图；图4为本专利技术中形状单元映射方法另一种实施方式流程示意图；图5为本专利技术中形状单元映射方法另一种实施方式流程示意图；图6为本专利技术中形状单元映射方法另一种实施方式流程示意图；图7为本专利技术中圆角形状产生过程一实例流程示意图；图8为本专利技术中圆角形状产生过程另一实例流程示意图；图9为本专利技术一实例中法兰模型、阀门模型及弹簧模型示意图。具体实施方式为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对照附图说明本专利技术的具体实施方式。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图，并获得其他的实施方式。我们知道，机械CAD系统，例如CATIA、Solidworks、Inventor等等，一般都是基于特征的参数化建模系统，即特征(Feature)就是其形状建模单元；而船舶CAD系统的建模一般可以分为船舶的外观，即船体设计，和船舶的装备及仪器等，因船舶设计工作量较为庞大，船舶CAD系统不同于机械CAD系统，其主要采用形状相对比较简单的形状体素(如，长方体体素、圆柱体素等)来进行建模，并以此来提高整体上的设计效率。由于机械CAD系统和船舶CAD系统形状建模的之间的差异，当创建一个相对比较简单的模型时，船舶CAD系统所需的步骤相对来说比较少，更有效率，这是船舶CAD系统的一个优点，但是当需要创建一个比较复杂的模型时，机械CAD系统因其能提供更多的特征而更具有优势，且机械CAD系统的特征个数远远大于船舶CAD系统的形状体素的个数，所以，从船舶CAD系统到机械CAD系统的转换相对比较容易，但是从机械CAD系统到船舶CAD系统的转换显然较为繁琐，是以本申请中提供一种CAD系统间的形状单元映射方法，解决这一技术问题。如图1所示，在一种实施方式中，该形状单元映射方法中包括：S10导入机械CAD模型，并解析其中包括的形状单元；S20解析形状单元中包含的特征信息；S30根据形状单元及其特征信息判断在船舶CAD系统中是否存在有关联关系的体素种类；若没有，S40结合草图特征和导向曲线完成该形状单元实体模型的逼近，实现形状单元在船舶CAD系统中的重建。机械CAD图中往往会存在一些在船舶CAD系统找不到对本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种CAD系统间的形状单元映射方法，其特征在于，应用于机械CAD系统到船舶CAD系统的转换，所述形状单元映射方法中包括：S10导入机械CAD模型，并解析其中包括的形状单元；S20解析形状单元中包含的特征信息；S30根据形状单元及其特征信息判断在船舶CAD系统中是否存在有关联关系的体素种类；若没有，跳转至步骤S40；S40结合草图特征和导向曲线完成该形状单元实体模型的逼近，实现形状单元在船舶CAD系统中的重建。

【技术特征摘要】
1.一种CAD系统间的形状单元映射方法，其特征在于，应用于机械CAD系统到船舶CAD系统的转换，所述形状单元映射方法中包括：S10导入机械CAD模型，并解析其中包括的形状单元；S20解析形状单元中包含的特征信息；S30根据形状单元及其特征信息判断在船舶CAD系统中是否存在有关联关系的体素种类；若没有，跳转至步骤S40；S40结合草图特征和导向曲线完成该形状单元实体模型的逼近，实现形状单元在船舶CAD系统中的重建。2.如权利要求1所述的形状单元映射方法，其特征在于，在步骤S40中，包括：S41根据形状单元的特征信息使用直线段和弧线段近似得到导向曲线；S42对导向曲线进行离散化；S43根据预设的片段数对导向曲线离散化后的离散点进行分割；S44利用直线段和弧线段对分割后的每一个片段中离散点的端点进行插值逼近；S45结合草图特征对每个片段生成实体模型；S46对生成的实体模块进行填充操作。3.如权利要求1或2所述的形状单元映射方法，其特征在于，在步骤S30中，若判断在船舶CAD系统中存在有关联关系的体素种类，则S50进一步判断该形状单元的特征信息中是否包括预设特征；若没有，跳转...

【专利技术属性】
技术研发人员：李京镐，朴莲花，
申请(专利权)人：江苏理工学院，
类型：发明
国别省市：江苏,32