基于汽車縫道設計的二次開發研究

湯艷萍

基于汽車縫道設計的二次開發研究

湯艷萍

（上汽大眾汽車有限公司，上海 201800）

對汽車縫道設計流程進行標準化定義，借助CATIA軟件進行汽車縫道設計模塊的二次開發研究工作，通過在軟件中添加汽車縫道設計模塊，提升汽車主機廠汽車縫道設計的工作效率，為汽車廠家降低人力和時間成本。

汽車縫道設計；流程標準化定義；識別；二次開發

前言

中國汽車產業作為世界汽車產業重要組成部分，已經完成了從小到大的過程，正在逐步實現由弱到強的巨大跨越。2019年中國汽車產業面臨前所未有的機遇和挑戰，各大汽車廠為了搶先贏得市場份額，不斷加快新車型的研發和生產進度。汽車縫道設計作為汽車廠家裝配汽車內外飾零件的標準，其制定不僅體現了汽車的工藝要求和產品質量，同時也是汽車公司技術水平的高度體現。汽車縫道設計的相關工作在產品研發過程中起到為汽車質量把關的重要作用。面對眾多的開發項目和驗收節點，在實際工作中，汽車縫道設計的制作消耗了大量的人力和時間成本。本文通過研究汽車縫道設計工作的具體流程，通過制定汽車縫道設計的標準化流程定義，借助工作應用軟件CATIA 平臺，在其后臺運用C++語言編程的方式進行汽車縫道設計模塊的二次開發的研究工作，通過在軟件中添加汽車縫道設計模塊，提升汽車縫道設計的工作效率，為汽車廠家大幅度的降低人力和時間成本。

1 標準化流程定義

標準化流程定義，即用規范化的方法把標準的工作流程及管理程序定義下來，使之系統化和制度化。目前，通過大量的實踐經驗，汽車縫道設計具有流程規范，工作重復頻率高的特點。鑒于汽車縫道設計的這個特點，可以在實際工作中對其相關工作進行標準化流程的定義。

1.1 標準化流程定義分類

根據汽車縫道設計的具體流程和不同制作階段，可對其標準化定義進行分類，具體可以分為如下三個方面：（1）對汽車縫道設計中每個截面的制作方法和流程進行標準定義。（2）對汽車縫道設計標準制圖模板進行標準化定義。（3）對多個縫道截面的輸出進行標準化定義。包括針對多個縫道圖紙進行一次性輸出進行標準定義。

1.2 開發研究流程

縫道截面的制作流程，其標準化定義流程如下：制作兩個零件的縫道，首先選定一個零件邊界倒角的邊界線，同時邊界線的三維空間信息自動傳遞到計算機后臺存儲到一個空集A中。在邊界線上建立一個三維空間點，同時三維空間點的三維坐標信息自動傳遞到計算機后臺存儲到空集B中。計算機后臺根據集合B中的線段信息和集合A中線上的一個點信息，通過編程算法自動生成一個以點為圓點位置，垂直于線段的平面。根據制作汽車縫道截面的經驗，平面設定為半徑為30MM的圓，并把平面的相關信息儲存到計算機后臺的集合C中。計算機計算平面和軟件空間內與其接觸的所有面相交的截面線，并把截面線的空間信息存儲在計算機后臺的集合D中。后臺調用集合A中三維點信息、集合C中的平面信息。以點為中心在平面上建立一個圓，圓的空間信息存儲在計算機后臺集合E中。計算機調用集合D中的截面線和E中圓的信息，保留圓圈中截面線的信息到集合F中，圓圈外的截面線的信息自動刪除。計算機調用集合F中的信息到制圖模式Drawing下。縫道截面的具體制作流程的標準化定義如下圖1所示。

圖1 縫道截面制作流程的標準化定義

汽車縫道設計制圖模板標準化定義如下：計算機每次調用集合F中的圖形信息時，自動在CATIA 中建立一個Drawing文件。Drawing中自帶一個自定義模板。自定義模板的二維中心坐標信息存儲在集合G中。調用集合F中輸出的圖形信息以及集合A中點的信息，其信息到二維Drawing文檔中只保留二維信息和圖形的坐標位置，根據模板中心位置進行定位，匹配信息保存在集合H中。集合F中的信息根據集合H中的匹配算法進行位置定位，定位后的信息儲存在集合I中。汽車縫道設計制圖模板標準化定義如下圖2所示。

圖2 汽車縫道設計制圖模板標準化定義

多個縫道的Drawing文件同時輸出的流程如下：對每個Drawing文件按照自定義模板邊界信息進行提取。提取的自定義模板邊界信息存儲在集合J中。根據集合J中的邊界信息對Drawing文件進行輸出。多個縫道的Drawing文件同時輸出流程如圖3所示。

圖3 Drawing文件同時輸出的標準化定義

2 關鍵算法研究

隨著計算機技術的迅猛發展，借助于計算機的圖形顯示技術、圖像處理技術和模式識別技術均取得了重大進展。在計算機視覺領域中，如何從當前的圖像中提取出所需要的特征信息是圖像識別的關鍵所在。在許多應用場合中需要快速準確地識別出圖像中的幾何圖形(如圓、矩形、三角形等)，從而進行更深一步的操作。本文通過研究區域識別算法，解決汽車縫道設計在后臺進行區域判斷的關鍵技術。

2.1 區域識別算法

計算機區圖形識別算法有很多，并廣泛應用于手勢識別中。由于本文涉及的區域識別只需要判定所需要的點的集合，不需要對點進行排列，所以采用線段判定的方法進行識別。區域識別算法具體如下：集合E中包括圓的基本信息，即圓心坐標和半徑信息，其中圓心為手動輸入后并存儲在集合A中的三維坐標信息，后期被調用到集合E中只保留平面坐標信息，半徑為工作經驗設定值，R=30mm。根據圓的方程為：

(x-a)2+(y-b)2=R2

其中（a，b）表示圓心坐標，R=30mm，則滿足此方程的所有（x，y）的坐標信息存儲到一個集合中。調用集合D中表示截面信息的所有點的集合，用（X，Y）表示。計算點的集合（X，Y）到圓心（a，b）的距離d：

d2= (X-a)2+(Y-b)2

判斷d與R之間的關系，當d〈 R時，說明此點在圓內；當d〉R時，說明此點在圓外。把所有滿足d〈 R的點的集合存儲在集合F中，不滿足的點則清除。最終集合F為識別后的有效信息。識別效果如圖4所示。

圖4 區域識別圖示

2.2 位置匹配算法

汽車縫道設計制圖模板標準化定義過程需要運用位置匹配算法對集合F中的信息進行位置匹配，匹配后的信息調用到集合I中，以保證集合I中的信息處于標準制圖模板的中心位置。位置匹配算法具體如下：標準制圖模板為二維模板，其中心位置在計算機后臺設定為（e，f）。調用集合F中把集合A中三維點的信息轉化后的二維信息（g，h），則集合H中的匹配算法即為方向向量（g-e，h-f）。集合F中所有的點的信息都按照方向向量（g-e，h-f）進行位置定位。

3 結論

通過對汽車縫道設計進行標準化流程定義，使汽車縫道設計中每個縫道的制作過程由原來需要手動至少進行6步操作的工作變成現在只需要1步操作。縫道制圖所需時間大幅度縮短，制圖速度提高至少500%以上，并且準確率高，不存在由于操作者失誤的原因導致的錯誤。對于多個縫道出圖工作，原來是每個縫道進行單獨出圖后進行整合，工作量巨大，進行標準化定義后，只需要一步操作就可以完成之前大量的出圖工作，很大幅度提高了工作效率及工作成本，經濟性成效顯著。

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[6] Owen Astrachan, “Bubble Sort: An Archaeological Algorithmic Analysis”, SIGCSE 2003.

Research on Secondary Development Based on Automobile Gap Design

Tang Yanping

（SAIC Volkswagen, Shanghai 201800）

The design process of automobile gap is defined in a standardized way. CATIA software is used to carry out the secondary development and research of the design module of automobile gap in its background. By adding the design module of automobile gap in the software, the work efficiency of automobile gap design is improved, and the labor and time costs are reduced for automobile manufacturers.

Design of Automobile Gap; Standardized Definition of Process; Identification; Secondary Development

U462

A

1671-7988(2019)18-51-03

U462

A

1671-7988(2019)18-51-03

湯艷萍（1986-），女，設計師，就職于上汽大眾汽車有限公司產品研發與管理前期研發，從事汽車前期研發工作。

10.16638/j.cnki.1671-7988.2019.18.018