船體斷面端口線形分析、控制方法及分析系統的制作方法
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種船體斷面端口線形分析方法，其包括以下步驟：采集船體斷面端口線形上各個測量點的坐標信息；根據所述坐標信息，將各個測量點繪制到分析界面上對應的坐標位置上；在所述分析界面的設計模型上確定與各個測量點對應的理論點；計算所述分析界面中各個測量點到對應的理論點所在的模型平面的垂直距離值；控制顯示所述垂直距離值，同時控制顯示從各個測量點到對應的模型平面的垂足的方向指示標識。本發(fā)明不需要考慮端口余量或補償量的問題，即使在采集測量點時直接在端口邊緣上進行采集，最終都可得到正確的偏差量和偏差方向；而且本發(fā)明也無論采集的測量點是否屬于無結構約束處的板材線形上的點，同樣均可得到正確的偏差量和偏差方向。
【專利說明】船體斷面端口線形分析、控制方法及分析系統

【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶建造領域，具體涉及一種船體斷面端口線形分析、控制方法及分析系統。

【背景技術】
[0002]在大型船體的設計建造過程中，都是先分段建造再進行整體組裝，因此每一段都有斷面，其中，船體的縱向曲率變化較大的結構及外板處(例如球鼻艏)，其斷面的端口處往往需要加放余量(至少30_)或較大補償量。而為了監(jiān)控建造精度，建造時還需要先采集斷面的端口數據與計算機分析界面中的設計模型進行對比分析，并根據當前斷面的端口情況相對于設計模型的差距來進行修正控制。
[0003]當前船舶行業(yè)使用的數據對比分析方法，是使用三維測量儀器采集端口線形上測量點的數據(包括坐標信息)，將測量點的數據與設計模型進行虛擬比對，計算出各測量點相對于設計模型的三維坐標軸向偏差，以便對端口線形進行修正控制。由于在采集數據時，測量點常常選取在端口邊緣處，最終采集的往往是端口帶有余量或較大補償量情況下的數據，而設計模型一律是無余量的理論值狀態(tài)，這就造成了實際采集數據和設計模型不對應的情況，得出的三維坐標軸向偏差結果讓人一時無法明確判斷端口線形偏差情況(包括偏差量和偏差方向)，必須經過大量后期人工處理計算才能確定，導致效率低下。同時由于采用的是實際的測量點與設計模型理論點的點對點數據比較，因此面對需要控制無結構約束處的板材(指僅是一塊單獨的板材，而沒有對其結構進行約束的部件)線形的情況時，因為沒有結構交點，所以在分析界面上肉眼無法確定測量點的準確位置，因而也無法明確判斷端口線形偏差情況。


【發(fā)明內容】

[0004]本發(fā)明要解決的技術問題包括兩方面，一是解決現有的對比分析方法得出的三維坐標軸向偏差不能直觀指示出最終偏差結果，需要后期人工再處理，效率低下的問題；二是解決現有的對比分析方法中無法明確判斷無結構約束處的板材線形的端口線形偏差情況的問題。
[0005]本發(fā)明提出的一種船體斷面端口線形分析方法，其包括以下步驟:
[0006]采集船體斷面端口線形上各個測量點的坐標信息；
[0007]根據所述坐標信息，將各個測量點繪制到分析界面上對應的坐標位置上；
[0008]在所述分析界面的設計模型上確定與各個測量點對應的理論點；
[0009]計算所述分析界面中各個測量點到對應的理論點所在的模型平面的垂直距離值；
[0010]控制顯示所述垂直距離值，同時控制顯示從各個測量點到對應的模型平面的垂足的方向指示標識。
[0011]進一步，所述將各個測量點繪制到分析界面上對應的坐標位置上的步驟還包括:
[0012]輸出各個測量點的編號；
[0013]在所述分析界面的設計模型上確定與各個測量點對應的理論點的步驟還包括:
[0014]輸出各個理論點的編號。
[0015]具體的,所述方向指示標識具體為指示箭頭。
[0016]具體的，在所述分析界面的設計模型上確定與各個測量點對應的理論點的步驟包括:
[0017]根據用戶在所述分析界面上輸入的選擇指令，在所述設計模型上確定各個測量點對應的理論點。
[0018]同時，本發(fā)明還提出了一種船體斷面端口線形控制方法，其根據任一上述的船體斷面端口線形分析方法中控制顯示的垂直距離值和方向指示標識，沿所述方向指示標識指示的方向，按所述垂直距離值進行修正控制。
[0019]此外，本發(fā)明還提出了一種船體斷面端口線形分析系統，其包括:
[0020]三維測量儀:用于采集船體斷面端口線形上各個測量點的坐標信息；
[0021]繪制顯示模塊:用于根據所述坐標信息，將各個測量點繪制到分析界面上對應的坐標位置上；
[0022]理論點確定模塊:用于在所述分析界面的設計模型上確定與各個測量點對應的理論點；
[0023]距離計算模塊:用于計算所述分析界面中各個測量點到對應的理論點所在的模型平面的垂直距離值；
[0024]所述繪制顯示模塊還用于控制顯示所述垂直距離值，同時控制顯示從各個測量點到對應的模型平面的垂足的方向指示標識。
[0025]進一步，所述繪制顯示模塊還用于輸出各個測量點的編號；所述理論點確定模塊還用于輸出各個理論點的編號。
[0026]具體的，所述三維測量儀具體為全站儀。
[0027]有益效果:本發(fā)明提出的一種船體斷面端口線形分析方法，其通過將各個測量點繪制在分析界面相應的坐標位置上，并確定各個理論點，然后計算分析界面上測量點到對應的理論點所在的模型平面的垂直距離值，并控制顯示所述垂直距離值，同時還控制顯示從各個測量點到對應的模型平面的垂足的方向指示標識，因此用戶可以根據顯示的垂直距離值很直觀地看出測量點的偏差值，并可以根據方向指示標識很直觀地看出測量點的偏差方向，因而省去了后期人工處理，提高了效率；在進行修正控制時，可以沿方向指示標識指示的方向，按所述垂直距離值進行修正控制。因此，本發(fā)明不需要考慮端口余量或補償量的問題，即使在采集測量點時直接在端口邊緣上進行采集，最終都可得到正確的偏差量和偏差方向；而且本發(fā)明也無論采集的測量點是否屬于無結構約束處的板材線形上的點，同樣均可得到正確的偏差量和偏差方向。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0028]圖1為本發(fā)明提出的一種船體斷面端口線形分析方法實施例的流程示意圖。
[0029]圖2為圖1步驟S200中涉及的將各個測量點繪制到分析界面上的示意圖。
[0030]圖3為圖1步驟S300中涉及的在分析界面上確定理論點的部分示意圖。
[0031]圖4為圖1步驟S500中涉及的顯示垂直距離值及方向指示標識的部分示意圖。
[0032]圖5為本發(fā)明提出的一種船體斷面端口線形分析系統實施例的結構框圖。

【具體實施方式】
[0033]為了便于本領域技術人員理解，下面將結合附圖以及實施例對本發(fā)明進行進一步描述。
[0034]請參閱圖1，本實施例提出的一種船體斷面端口線形分析方法，其包括以下步驟SlOO 至 S500。
[0035]S100、采集船體斷面端口線形上各個測量點的坐標信息。
[0036]S200、根據所述坐標信息，將各個實際測量點繪制到分析界面上對應的坐標位置上。
[0037]S300、在所述分析界面的設計模型上確定與各個測量點對應的理論點。
[0038]S400、計算所述分析界面中各個測量點到對應的理論點所在的模型平面的垂直距離值。
[0039]S500、控制顯示所述垂直距離值，同時控制顯示從各個測量點到對應的模型平面的垂足的方向指示標識。
[0040]步驟SlOO中具體可以采用全站儀來采集船體斷面端口線形上各個測量點的坐標信息。
[0041]步驟S200請參閱圖2，圖2可以視作一個設計分析軟件的界面，簡稱為分析界面，該分析界面中示出了球鼻艏(實施例以球鼻艏為例)的斷面端口的設計模型。步驟S200中可根據用戶在所述分析界面上輸入的操作指令，將各個實際測量點繪制到該分析界面上(除了步驟SlOO外，以下步驟提到的測量點均指分析界面上示出的實際測量點)，并以“十”示出，“十”的中心表示一個測量點，由于本實施例中以球鼻艏斷面端口有余量為例，因此可以看到大部分“十”的中心是偏離設計模型的(由于圖2中球鼻艏的設計模型僅是模型圖，其大小與實際上的球鼻艏的大小相差巨大，因而從圖2中用肉眼上看起來可能偏離得不多，但按實際比例來算，部分可能已經偏差了十幾毫米至幾十毫米)。
[0042]步驟S200中還可輸出各個測量點的編號，如圖2所示，圖2中以“□”里面加數字的方式輸出了各個測量點的編號以便區(qū)分，由圖2可以看出一共有41個測量點，然而這些測量點的編號并不一定需要按順序排列，只需要能夠區(qū)分各個測量點即可。
[0043]步驟S300請參閱圖3，圖3中在球鼻艏的設計模型上確定出與各個測量點對應的理論點(圖3中理論點以實心黑點示出)。
[0044]同理，步驟S300還可輸出各個理論點的編號，圖3中未加“□”的數字為理論點的編號，這些理論點的編號同樣不一定需要按順序排列，基至可以跟對應的測量點的編號不對應(例如圖3中數字編號為31的測量點對應的理論點的編號為9而不是31)。
[0045]步驟S300具體包括:根據用戶在所述分析界面上輸入的選擇指令，在所述設計模型上確定各個測量點對應的理論點。在具體實現上，當確定一個測量點的理論點時，可以由用戶通過鼠標光標在設計模型上距離該測量點較近的地方選定一個點作為理論點，理論點的位置不需要與測量點的位置完全相同，只要與測量點的偏差不過要大即可，這是完全可控的。例如圖3中在用戶選定一個理論點時，會顯示該理論點的坐標以及該理論點至與其對應(最近)的測量點的偏差，例如假設用戶為測量點31選定的理論點是理論點9，圖3中示出了理論點 9 的三維坐標為 X = 66703, Y = 2111，Z = 698，即(66703，2111，698)，(注意圖2中顯示理論點9的三維坐標值的方框右下角有一個數字“9”，該數字“9”用來表示該三維坐標值屬于理論點9的三維坐標值，)其與測量點11的軸向偏差為(-34，19，-4)，根據顯示出的軸向偏差完全可以確定一個離測量點較近的理論點，以提高精確度。
[0046]步驟S400中計算所述分析界面中各個測量點到對應的理論點所在的模型平面的垂直距離值，具體的，如果設計模型上可選的各個理論點都在一個平面上，那么相對于一個測量點而言，無論用戶將理論點選在哪個位置，從該測量點到理論點所在的平面都是相等的(實際也即同一平面)。但由于設計模型上各個理論點通常都不可能在同一平面上，而是在曲面上，而設計模型上的曲面實際上是由許多個小的模型平面構成的，因此每個理論點都可找到自己所處的那個模型平面，因此在步驟S400中可以計算各個測量點到對應的理論點所在的模型平面的垂直距離值。
[0047]步驟S500請參閱圖4，在圖4中，以計算測量點31到理論點9所在的模型平面的垂直距離值為例，計算得到的垂直距離值為XYZ = 5，該垂直距離值顯示在測量點31和理論點9附近。同時還顯示了測量點31至理論點9所處的模型平面的垂足的方向指示標識，圖4中該方向指示標識具體為指示箭頭，以指示箭頭進行指示是比較直觀的一種方案，這樣用戶在對端口線形進行修正控制時可以根據指示箭頭的方向進行修正，具體的修正值為所述垂直距離值(以垂直距離值為XYZ = 5mm為例，即按箭頭方向修正5mm即可)。步驟S500中還可更進一步的控制顯示垂直距離值投影到各個三維坐標平面或三維坐標軸上的投影值的功能，并同時控制顯示投影值的方向指示標識(例如XOY = 12，YOZ = 8,DY = 15等表達方式)，使得該功能可以更好地與實際施工條件相結合。
[0048]本實施例提出的一種船體斷面端口線形分析方法，其通過將各個測量點繪制在分析界面相應的坐標位置上，并確定各個理論點，然后計算分析界面上測量點到對應的理論點所在的模型平面的垂直距離值，并控制顯示所述垂直距離值，同時還控制顯示從各個測量點到對應的模型平面的垂足的方向指示標識，因此用戶可以根據顯示的垂直距離值很直觀地看出測量點的偏差值，并可以根據方向指示標識很直觀地看出測量點的偏差方向，因而省去了后期人工處理，提高了效率；在進行修正控制時，可以沿方向指示標識指示的方向，按所述垂直距離值進行修正控制。因此，本實施例不需要考慮端口余量或補償量的問題，即使在采集測量點時直接在端口邊緣上進行采集，最終都可得到正確的偏差量和偏差方向；而且本實施例也無論采集的測量點是否屬于無結構約束處的板材線形上的點，同樣均可得到正確的偏差量和偏差方向。
[0049]同時，本發(fā)明還提出了一種船體斷面端口線形控制方法實施例，其根據以上船體斷面端口線形分析方法實施例中控制顯示的垂直距離值和方向指示標識，沿所述方向指示標識指示的方向，按所述垂直距離值進行修正控制。本實施例的船體斷面端口線形控制方法無論是在端口有余量或補償量的情況下，還是在采集的測量點屬于無結構約束處的板材線形上的點的情況下均可實現相對準確的修正控制。
[0050]此外，本發(fā)明還相應提出一種船體斷面端口線形分析系統實施例，請參閱圖5，其包括:
[0051]三維測量儀10:用于采集船體斷面端口線形上各個測量點的坐標信息；
[0052]繪制顯示模塊20:用于根據所述坐標信息，將各個測量點繪制到分析界面上對應的坐標位置上；
[0053]理論點確定模塊30:用于在所述分析界面的設計模型上確定與各個測量點對應的理論點；
[0054]距離計算模塊40:用于計算所述分析界面中各個測量點到對應的理論點所在的模型平面的垂直距離值；
[0055]繪制顯示模塊20還用于控制顯示所述垂直距離值，同時控制顯示從各個測量點到對應的模型平面的垂足的方向指示標識。
[0056]本實施例中與上述船體斷面端口線形分析方法中步驟SlOO至S500對應，因此其同樣具備上述船體斷面端口線形分析方法中步驟SlOO至S500所能實現的有益效果。
[0057]本實施例中，所述繪制顯示模塊20還用于輸出各個測量點的編號；所述理論點確定模塊30還用于輸出各個理論點的編號。所述三維測量儀10具體為全站儀、經緯儀或三維掃描儀。
[0058]以上所述實施例僅表達了本發(fā)明的幾種實施方式，其描述較為具體和詳細，但并不能因此而理解為對本發(fā)明專利范圍的限制。應當指出的是，對于本領域的普通技術人員來說，在不脫離本發(fā)明構思的前提下，還可以做出若干變形和改進，如船體結構偏差、端口長短尺的控制與分析。這些都屬于本發(fā)明的保護范圍。因此，本發(fā)明專利的保護范圍應以所附權利要求為準。
【權利要求】
1.一種船體斷面端口線形分析方法，其特征在于，包括以下步驟: 采集船體斷面端口線形上各個測量點的坐標信息； 根據所述坐標信息，將各個測量點繪制到分析界面上對應的坐標位置上； 在所述分析界面的設計模型上確定與各個測量點對應的理論點； 計算所述分析界面中各個測量點到對應的理論點所在的模型平面的垂直距離值； 控制顯示所述垂直距離值，同時控制顯示從各個測量點到對應的模型平面的垂足的方向指示標識。
2.根據權利要求1所述的船體斷面端口線形分析方法，其特征在于，所述將各個測量點繪制到分析界面上對應的坐標位置上的步驟還包括: 輸出各個測量點的編號； 在所述分析界面的設計模型上確定與各個測量點對應的理論點的步驟還包括: 輸出各個理論點的編號。
3.根據權利要求1所述的船體斷面端口線形分析方法，其特征在于，所述方向指示標識具體為指示箭頭。
4.根據權利要求1所述的船體斷面端口線形分析方法，其特征在于，在所述分析界面的設計模型上確定與各個測量點對應的理論點的步驟包括: 根據用戶在所述分析界面上輸入的選擇指令，在所述設計模型上確定各個測量點對應的理論點。
5.一種船體斷面端口線形控制方法，其特征在于，根據權利要求1至4任一項所述的船體斷面端口線形分析方法中控制顯示的垂直距離值和方向指示標識，沿所述方向指示標識指示的方向，按所述垂直距離值進行修正控制。
6.一種船體斷面端口線形分析系統，其特征在于，包括: 三維測量儀:用于采集船體斷面端口線形上各個測量點的坐標信息； 繪制顯示模塊:用于根據所述坐標信息，將各個測量點繪制到分析界面上對應的坐標位置上； 理論點確定模塊:用于在所述分析界面的設計模型上確定與各個測量點對應的理論占.距離計算模塊:用于計算所述分析界面中各個測量點到對應的理論點所在的模型平面的垂直距離值； 所述繪制顯示模塊還用于控制顯示所述垂直距離值，同時控制顯示從各個測量點到對應的模型平面的垂足的方向指示標識。
7.如權利要求6所述的船體斷面端口線形分析系統，其特征在于，所述繪制顯示模塊還用于輸出各個測量點的編號；所述理論點確定模塊還用于輸出各個理論點的編號。
8.如權利要求7所述的船體斷面端口線形分析系統，其特征在于，所述三維測量儀具體為全站儀。
【文檔編號】B63B9/06GK104443261SQ201410677089
【公開日】2015年3月25日 申請日期:2014年11月21日 優(yōu)先權日:2014年11月21日
【發(fā)明者】沈惠星, 韋林毅, 韋超, 羅玖強 申請人:中船黃埔文沖船舶有限公司