一种发动机罩后面基准线划线方法及装置与流程

1.本发明涉及车辆工程技术领域，尤其涉及一种发动机罩后面基准线划线方法及装置。


背景技术：

2.行人保护是汽车研发安全领域需要考虑的一项重要内容。行人碰撞仿真分析中，碰撞区域的准确划分是一项关键技术。发动机罩后面基准线是法规定义基准线中的一个重要组成部分，在现有技术中实施发动机罩后面基准线的划线方法是，将整车模型导入到相应的机械设计软件中，然后根据相应的标准和法规《汽车对行人的碰撞保护》(gbt24550-2009)进行人工划线。该种划线方式需要人工根据标准确定划线位置，并且操作效率低，成本高。


技术实现要素：

3.鉴于上述问题，本发明提出了一种发动机罩后面基准线划线方法及装置，可实现自动划线，可显著的提高划线精度和划线效率。
4.第一方面，本技术通过一实施例提供如下技术方案：
5.一种发动机罩后面基准线划线方法，包括：
6.将多个xz平面与发动机罩模型相交，获得多条发动机罩交线；其中，所述xz平面平行于发动机罩模型对应的整车长度方向与整车高度方向所构成的平面；针对每条所述发动机罩交线，将所述发动机罩交线进行分解，获得多个单元节点；根据预设的球的直径、所述发动机罩模型的前挡风玻璃的法向量以及所述发动机罩交线，将所述球定位在所述前挡风玻璃上，获得所述球的定位坐标；根据所述多个单元节点和所述定位坐标，获得目标切点；所述目标切点为所述多个单元节点中与所述球的球心距离最小的点；根据所述多条发动机罩交线的目标切点，获得所述发动机罩后面基准线。
7.可选的，所述球的直径为165mm。
8.可选的，所述根据所述多个单元节点和所述定位坐标，获得目标切点，包括：
9.采用打擂法从所述多个单元节点中确定出与所述球心的距离最小的点，获得目标切点。
10.可选的，所述将多个xz平面与发动机罩模型相交，获得多条发动机罩交线，包括：
11.将所述发动机罩模型沿经过所述发动机罩模型的宽度中点的目标xz平面划分，获得相互镜像的第一子模型和第二子模型；将所述多个xz平面与所述第一子模型相交，获得多条发动机罩交线。
12.可选的，所述根据所述多条发动机罩交线的目标切点，获得所述发动机罩后面基准线，包括：
13.根据所述目标xz平面将所述目标切点进行镜像，获得所述第二子模型上的镜像切点；根据所述目标切点和所述镜像切点，获得所述发动机罩后面基准线。
14.第二方面，基于同一发明构思，本技术通过一实施例提供如下技术方案：
15.一种发动机罩后面基准线划线装置，包括：
16.第一分解模块，用于将多个xz平面与发动机罩模型相交，获得多条发动机罩交线；其中，所述xz平面平行于发动机罩模型对应的整车长度方向与整车高度方向所构成的平面；第二分解模块，用于针对每条所述发动机罩交线，将所述发动机罩交线进行分解，获得多个单元节点；定位模块，用于根据预设的球的直径、所述发动机罩模型的前挡风玻璃的法向量以及所述发动机罩交线，将所述球定位在所述前挡风玻璃上，获得所述球的定位坐标；切点获取模块，用于根据所述多个单元节点和所述定位坐标，获得目标切点；所述目标切点为所述多个单元节点中与所述球的球心距离最小的点；划线模块，用于根据所述多条发动机罩交线的目标切点，获得所述发动机罩后面基准线。
17.可选的，所述球的直径为165mm。
18.可选的，所述切点获取模块，具体用于：
19.采用打擂法从所述多个单元节点中确定出与所述球心的距离最小的点，获得目标切点。
20.可选的，所述第一分解模块，具体用于：
21.将所述发动机罩模型沿经过所述发动机罩模型的宽度中点的目标xz平面划分，获得相互镜像的第一子模型和第二子模型；将所述多个xz平面与所述第一子模型相交，获得多条发动机罩交线。
22.第三方面，基于同一发明构思，本技术通过一实施例提供如下技术方案：
23.一种电子设备，包括处理器和存储器，所述存储器耦接到所述处理器，所述存储器存储指令，当所述指令由所述处理器执行时使所述电子设备执行上述第一方面中任一项所述方法的步骤。
24.本发明实施例中提供的一种发动机罩后面基准线划线方法及装置，使得发动机罩后面基准线的整个划线过程可自动完成，并且可应用于不同车型的行人保护发动机罩后面基准线划线工作中。应用本实施例方法可大大减少发动机罩后面基准线划线时间，提高工作效率；通过xz平面以及发动机罩交线分解时的相关参数的变量定义，根据实际情况和精度要求，动态可调，从而达到发动机罩后面基准线划线的精度可调，保证高效率和高精度划线；变量如与发动机罩模型相交平面的间距等，通过相关参数的变量定义，使得本技术具有较强的自适应性和可拓展性。
25.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
26.为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，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。在附图中：
27.图1示出了现有法规中的发动机罩后面基准线的定义原理示意图；
28.图2示出了本发明实施例中的发动机罩后面基准线划线方法的流程图；
29.图3示出了本发明实施例中发动机罩模型的参考坐标示意图；
30.图4示出了本发明实施例中发动机罩模型的结构示意图；
31.图5示出了本发明实施例中划线方法原理示意图；
32.图6示出了本发明实施例中第一子模型和第二子模型的结构示意图；
33.图7示出了图4的a、b部分的放大结构示意图；
34.图8示出了本发明实施例中的发动机罩后面基准线划线装置的功能模块结构示意图。
具体实施方式
35.下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
36.本发明中提供的一种发动机罩后面基准线划线方法及装置，其所执行的方法步骤或实现的功能，可基于开发的程序进行承载和实现。具体的，可基于hypermesh有限元分析软件提供的tcl/tk二次开发工具，并通过tcl脚本开发，实现行人保护发动机罩包络线的自动划分。法规《汽车对行人的碰撞保护》(gbt24550-2009)对于发动机罩后面基准线的定义为当直径为165mm的球与前风窗玻璃保持接触，在车辆前部结构上横向滚动时，球与车辆前部结构的最后接触点所形成的几何轨迹，如图1所示。在此过程中，应拆除刮水器的刮片和摆臂。下面通过一具体实施例对本发明的构思进行详细阐述。
37.请参见图2，示出了本发明一实施例提供的一种发动机罩后面基准线划线方法的流程图，该方法包括：
38.步骤s10：将多个xz平面与发动机罩模型相交，获得多条发动机罩交线；其中，所述xz平面平行于发动机罩模型对应的整车长度方向与整车高度方向所构成的平面；
39.步骤s20：针对每条所述发动机罩交线，将所述发动机罩交线进行分解，获得多个单元节点；
40.步骤s30：根据预设的球的直径、所述发动机罩模型的前挡风玻璃的法向量以及所述发动机罩交线，将所述球定位在所述前挡风玻璃上，获得所述球的定位坐标；
41.步骤s40：根据所述多个单元节点和所述定位坐标，获得目标切点；所述目标切点为所述多个单元节点中与所述球的球心距离最小的点；
42.步骤s50：根据所述多条发动机罩交线的目标切点，获得所述发动机罩后面基准线。
43.在本实施例中通过步骤s10-s50，将定义的多个xz平面与发动机罩模型进行相交，得到多条发动机罩交线；然后，对发动机罩交线进行分解得到单元节点；接着，找出单元节点与预先定义的定位坐标之间的最小距离，即可确定出目标切点，这些目标切点均为发动机罩后面基准线上的点；因此，根据这些目标切点就可得到发动机罩后面基准线。整个处理过程可实现自动化完成，处理过程中并不需要真真的使用到用于参考的球，只需要对球的坐标进行定位即可；该方法对发动机罩后面基准线的划线过程无需人工参与，并且划线处
理效率高，显著的降低了生产成本，提高了生产效率。下面分别对各个步骤的具体实现进行详细阐述和说明。
44.步骤s10：将多个xz平面与发动机罩模型相交，获得多条发动机罩交线；其中，所述xz平面平行于发动机罩模型对应的整车长度方向与整车高度方向所构成的平面。
45.在步骤s10中，为了方便表述可定义一坐标系，如图3所示；其中，发动机罩模型对应的整车长度方向为坐标系的x轴，发动机罩模型对应的整车宽度方向为坐标系的y轴，发动机罩模型对应的整车高度方向为坐标系的z轴；其中，xz平面即为平行于y基准面的平面，yz平面即为平行于x基准面的平面，如图3所示。当然，在其他的一些实现方式中，还可定义其他的参考坐标系，不作限制。
46.发动机罩模型可为由cad(cad-computer aided design，计算机辅助设计)模型，然后导入到hypermesh有限元分析软件中，再经过几何清理(清理冗余的点、线、面和体等)后得到的模型；该发动机罩模型可只包含车辆的发动机罩和车辆的前挡风玻璃部分的部件信息，如图4所示，不包含网格划分、材料、属性等信息，以提高处理效率。
47.进一步的，多个xz平面可以是等间距的平面或非等间距的平面；在本实施例中，可采用等间距的平面，保证计算精度以及降低处理复杂度；等间距的间距大小为可调整的变量，在具体实现时，可根据精度要求进行调整以提高适应性和可扩展性。由于间距设置越小精度越高，但计算量和计算消耗的时间将成倍的增加；间距设置过大将导致划线精度无法保证。因此，在本实施例中可将相邻两个xz平面的间距设置为在10mm～50mm之间，例如可为10mm，20mm，50mm等等。发动机罩交线的条数＝发动机罩宽度/两个相邻xz平面间距。如果采用手工处理，最小的间距设置到100mm，工作量对于仿真人员来说，工作量已经非常巨大；但对于自动划分来说，只需对间距变量进行更改即可，消耗的时间成本远小于手工操作。
48.多个xz平面与发动机罩模型相交之后，在发动机罩模型的上表面形成的交线即为发动机罩交线。当多个xz平面为等间距的平面时，交线数量为发动机罩模型被相交的宽度除以多个xz平面的间距，通过间距调整可改变发动机罩交线的数量。
49.步骤s20：针对每条所述发动机罩交线，将所述发动机罩交线进行分解，获得多个单元节点。
50.在步骤s20中，可针对每条所述发动机罩交线执行如下过程以确定单元节点：对发动机罩交线进行一元的线性网格划分，获得多个单元节点，如图4所示。进行线性网格划分时，网格单元大小可为动态可调的参数，可根据实际情况和精度要求设定，例如，在一些实现方式中可设置为0.5mm，可使发动机交线离散为多个等间距的单元节点。
51.步骤s30：根据预设的球的直径、所述发动机罩模型的前挡风玻璃的法向量以及所述发动机罩交线，将所述球定位在所述前挡风玻璃上，获得所述球的定位坐标。
52.在步骤s30中，根据目前相应的法规要求，该球的直径可确定为165mm，即半径为82.5mm。当然可以理解的是，当法规要求作出变化后，本实施例中球的直径也可做出相应的调整变化，不做限制。
53.当确定出前挡风玻璃上的法向量后，取沿法向量方向取长度为82.5mm的距离即为球的球心可能存在的位置，接着将球心限制在发动机罩交线对应的xz平面上；从而将球定位在前挡风玻璃上，球心可能所在的位置即为球的定位坐标，如图5所示。通过该种方式，避免了人工操作和采用实际的球体在发动机罩模型上滚动。
54.步骤s40：根据所述多个单元节点和所述定位坐标，获得目标切点；所述目标切点为所述多个单元节点中与所述球的球心距离最小的点。
55.在步骤s40中，由于在发动机罩模型中各个单元节点的坐标可以得到，可表示为(x,y,z)，并且该发动机罩交线所对应的球的定位坐标也可得到，可表示为(x0,y0,z0)。因此，单元节点到球心的距离可表示为：
[0056][0057]
接着，采用打擂法从多个单元节点中确定出与球心的距离最小的点，该最小点也即目标切点。若在对发动机罩交线进行分解时，每个分解单元足够小，则多个单元节点中与球心的最小距离为82.5mm。当然除此之外，还可采用其他算法找到距离球心最小的节点，例如将球定位在一个距离发动机罩较远的位置，设置迭代步长，将球按照迭代步长沿着挡风玻璃表面向x轴负方向移动，当球与发动机罩模型产生交点或切点时，将位于两个交点之间的单元节点作为目标切点；或将产生的切点作为目标切点；或将距离两个交点最近的单元节点作为目标切点。该目标切点即为发动机罩后面基准线上的点。
[0058]
步骤s50：根据所述多条发动机罩交线的目标切点，获得所述发动机罩后面基准线。
[0059]
在步骤s50中，通过目标切点获取发动机罩后面基准线时，可有至少两种实现方式：
[0060]
其一是，当目标切点为整个发动机罩模型宽度方向上的点时，可将目标切点进行连接或拟合就可得到发动机罩后面基准线。
[0061]
其二是，当目标切点为半个发动机罩模型宽度方向上的点时，也即在执行步骤s10时，首先是将发动机罩模型沿经过发动机罩模型的宽度中点的目标xz平面划分，获得相互镜像的第一子模型和第二子模型，如图6所示，其中一侧为第一子模型m1，另一侧为第二子模型m2。然后，将多个xz平面与第一子模型相交，获得多条发动机罩交线。也就是说，一般车辆的发动机罩后面为关于过宽度中点位置的xz平面对称结构，因此在该种实现手段中仅仅只需要对发动机罩模型的一部分(1/2)进行处理，可极大的降低计算资源消耗。
[0062]
进一步的，当执行步骤s50时，可根据目标xz平面将目标切点进行镜像，获得第二子模型上的镜像切点；根据目标切点和镜像切点，获得发动机罩后面基准线；如，依次连接或拟合目标切点和镜像切点，就可得到发动机罩后面基准线。
[0063]
作为一对比例请参阅图7，在图7中分别示出了a、b两处的手工划线和采用本实施例方法自动划线的区别。从a、b两处的放大示意图可以看出，采用手工划线时发动机罩后面基准线在转折处会出现悬空，脱离模型的情况，划线的精确度较差；而采用本实施例方法进行的自动划线，发动机罩后面基准线在转折处依然能够保持在发动机罩模型上，精度高。
[0064]
综上所述，本实施例中提供的一种发动机罩后面基准线划线方法，通过将多个xz平面与发动机罩模型相交，获得多条发动机罩交线；xz平面平行于发动机罩模型对应的整车长度方向与整车高度方向所构成的平面；然后，针对每条发动机罩交线，将发动机罩交线进行分解，获得多个单元节点；接着，根据预设的球的直径、发动机罩模型的前挡风玻璃的法向量以及发动机罩交线，将球定位在前挡风玻璃上，获得球的定位坐标；再根据多个单元节点和定位坐标，获得目标切点；目标切点为多个单元节点中与球的球心距离最小的点；最
后，根据多条发动机罩交线的目标切点，获得发动机罩后面基准线。本实施例方法的整个划线过程可自动完成，并且可应用于不同车型的行人保护发动机罩后面基准线划线工作中。应用本实施例方法可大大减少发动机罩后面基准线划线时间，提高工作效率；通过相关参数的变量定义，根据实际情况和精度要求，动态可调，从而达到发动机罩后面基准线划线的精度可调；变量如与发动机罩模型相交平面的间距等，通过相关参数的变量定义，使得本技术具有较强的自适应性和可拓展性。
[0065]
请参阅图8，基于同一发明构思，在本发明的又一实施例中还提供了一种发动机罩后面基准线划线装置300，该发动机罩后面基准线划线装置300，包括：
[0066]
第一分解模块301，用于将多个xz平面与发动机罩模型相交，获得多条发动机罩交线；其中，所述xz平面平行于发动机罩模型对应的整车长度方向与整车高度方向所构成的平面；第二分解模块302，用于针对每条所述发动机罩交线，将所述发动机罩交线进行分解，获得多个单元节点；定位模块303，用于根据预设的球的直径、所述发动机罩模型的前挡风玻璃的法向量以及所述发动机罩交线，将所述球定位在所述前挡风玻璃上，获得所述球的定位坐标；切点获取模块304，用于根据所述多个单元节点和所述定位坐标，获得目标切点；所述目标切点为所述多个单元节点中与所述球的球心距离最小的点；划线模块305，用于根据所述多条发动机罩交线的目标切点，获得所述发动机罩后面基准线。
[0067]
作为一种可选的实施方式，所述球的直径为165mm。
[0068]
作为一种可选的实施方式，所述切点获取模块304，具体用于：
[0069]
采用打擂法从所述多个单元节点中确定出与所述球心的距离最小的点，获得目标切点。
[0070]
作为一种可选的实施方式，所述第一分解模块301，具体用于：
[0071]
将所述发动机罩模型沿经过所述发动机罩模型的宽度中点的目标xz平面划分，获得相互镜像的第一子模型和第二子模型；将所述多个xz平面与所述第一子模型相交，获得多条发动机罩交线。
[0072]
作为一种可选的实施方式，所述划线模块305，具体用于：
[0073]
根据所述目标xz平面将所述目标切点进行镜像，获得所述第二子模型上的镜像切点；根据所述目标切点和所述镜像切点，获得所述发动机罩后面基准线。
[0074]
需要说明的是，本发明实施例所提供的发动机罩后面基准线划线装置300，其具体实现及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
[0075]
基于同一发明构思，在本发明的又一实施例中还提供了一种电子设备，包括处理器和存储器，存储器耦接到处理器，存储器存储指令，当指令由处理器执行时使电子设备执行前述实施例中任一项所述方法的步骤。
[0076]
需要说明的是，本发明实施例所提供的电子设备中，当指令由处理器执行时，每个步骤的具体实现及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，本实施例未提及之处可参考前述方法实施例中相应内容。
[0077]
本文中出现的术语“和/或”，仅仅是一种描述关联对象的关联关系，表示可以存在三种关系，例如，a和/或b，可以表示：单独存在a，同时存在a和b，单独存在b这三种情况。另外，本文中字符“/”，一般表示前后关联对象是一种“或”的关系；单词“包含”不排除存在未
列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
[0078]
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、cd-rom、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。
[0079]
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
[0080]
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
[0081]
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
[0082]
尽管已描述了本发明的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本发明范围的所有变更和修改。
[0083]
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。