本发明属于飞机装配工艺设计，具体涉及一种三维模型驱动的飞机装配工艺设计方法及系统。
背景技术：
1、随着经济全面发展，飞机的需求量也在逐渐增多，因此导致飞机装配工艺要求也越来越高。
2、传统的飞机装配工艺设计方法主要依赖于二维图纸和手工操作，这不仅效率低下，而且容易出现错误，导致装配质量难以保证。传统的飞机装配工艺里，由于设计图纸与装配语义文件都是单独存在的，因此导致在飞机装配工程中设计图纸与装配语义文件出现不配对现象。传统的飞机装配工艺设计受到上游飞机产品设计和下游工装工艺、制造和使用的制约，导致装配工装设计成为飞机快速生产准备的瓶颈环节。在飞机零部件的制造过程中存在一定误差导致仅仅依靠理论模型很容易造成装配偏差最后导致飞机组装失败。
技术实现思路
1、为解决现有技术中存在的上述问题，本发明提供了一种三维模型驱动的飞机装配工艺设计方法及系统，
2、本发明的目的可以通过以下技术方案实现：
3、s1：获取飞机装配体三维模型和装配语义文档，通过开发平台提供的接口函数对所述三维模型进行几何特征提取得到所述三维模型的几何特征数据，根据所述几何特征数据通过图像分解模型对所述装配体三维模型进行拆分得到装配体部件模型，将所述装配体部件模型进行分类得到分类部件模型，对所述分类部件模型进行编号标注得到有序分类部件模型；
4、s2：根据所述有序分类部件模型通过软件开发平台的二次开发接口函数获取离散数据集合；根据所述有序分类部件模型的编号检索所述装配语义文档得到有序分类部件模型装配信息，将所述有序分类部件模型、所述离散数据集合、所述有序分类部件模型装配信息进行构建得到装配语义模型；
5、s3：通过激光扫描仪获取装配零部件的实测点云数据，根据所述实测点云数据通过坐标转换模型得到装配坐标系下的归一化点云数据，根据所述离散数据集合通过点云分割模型对所述归一化点云数据进行分割得到点云块；
6、s4：通过整合策略将所述点云块重构为目标几何模型，将所述目标几何模型替代所述有序分类部件模型得到替代三维模型，根据所述替代三维模型通过间隙计算模型得到间隙计算结果，根据所述间隙计算结果对所述装配语义模型进行调整得到真实装配语义模型；
7、s5：根据所述真实装配语义模型通过轻量化算法得到轻量化装配模型，根据所述轻量化装配模型的编号将所述轻量化装配模型存入数据库中，前端页面通过后端接口获取所述轻量化装配模型并展示在人机交互界面。
8、作为本发明的一种优选技术方案，所述图像分解模型处理流程为首先根据几何特征数据剔除所述装配体三维模型中的点线相反性节点得到去反模型，根据所述边的凹凸性重新修正所述去反模型的混合性节点得到去混模型，再剔除所述去混模型中的所述混合性节点及所述混合性节点的邻接线得到子部件模型集，最后判断所述子部件模型集中的每个模型是否为所述装配体三维模型的诱导子图且节点数大于1得到判断结果，根据所述判断结果对所述子部件模型集中的子部件模型进行剔除得到所述装配体部件模型。
9、具体地，所述坐标转换模型基于旋转矩阵和平移向量实现坐标转换，所述坐标转换计算公式为：
10、
11、其中，x1、y1、z1为归一化点云数据坐标，a为在x轴上的平移量，b为y轴上的平移量、c为z轴上的平移量，d为尺度因子，e为z轴上的旋转参数，f为y轴上的旋转参数，g为x轴上的旋转参数。
12、具体地，所述点云分割模型通过将所述离散数据集合设为预设语义，将每个点视为所述点云的中心点，计算所述中心点与其他点之间的欧氏距离，根据所述欧氏距离通过k最近邻算法找到邻接点，根据所述中心点坐标和邻接点的坐标构成点云向量，利用根据所述预设语义通过将注意力机制的长短时记忆网络，计算所述点云向量和所述离散数据集合中的离散点法向量之间的余弦相似度完成点云分割得到点云块。
13、具体地，所述整合策略为根据所述点云块通过移动最小二乘法得到平滑表面，通过协方差矩阵对所述平滑表面进行估计得到精准法向量，根据所述精准法向量通过投影三角化方法对所述点云块进行重构得到所述目标几何模型。
14、具体地，所述间隙计算模型为从第一所述目标几何模型中选取一点作为测算点，计算与第二所述目标几何模型中任一点的豪斯多夫距离得到间隙最大值和间隙最小值，计算所述间隙最大值和所述间隙最小值的距离方差得到所述间隙计算结果，所述距离方差计算公式为
15、
16、其中，a为所述距离方差，i、j为变量参数，m为第一所述目标几何模型中点的个数，n为第二所述目标几何模型中点的个数，dmax为所述间隙最大值，dmin为所述间隙最小值，b为距离均值。
17、具体地，所述轻量化算法为通过将所述真实装配语义模型转换为obj格式文件，根据所述obj格式文件通过坐标转换、空间索引的构建及层次划分得到划分文件，将所述划分文件转换为gltf格式文件，通过编码器对所述gltf文件进行压缩得到压缩文件，最后将所述压缩文件进行封装得到所述轻量化装配模型。
18、一种三维模型驱动的飞机装配工艺设计系统，包括：数据获取模块、检索模块、实测模块、整合模块和轻量化模块；
19、所述数据采集模块用于获取飞机装配体三维模型和装配语义文档，通过开发平台提供的接口函数对所述三维模型进行几何特征提取得到所述三维模型的几何特征数据，根据所述几何特征数据通过图像分解模型对所述装配体三维模型进行拆分得到装配体部件模型，将所述装配体部件模型进行分类得到分类部件模型，对所述分类部件模型进行编号标注得到有序分类部件模型；
20、所述检索模块用于根据所述有序分类部件模型通过软件开发平台的二次开发接口函数获取离散数据集合；根据所述有序分类部件模型的编号检索所述装配语义文档得到有序分类部件模型装配信息，将所述有序分类部件模型、所述离散数据集合、所述有序分类部件模型装配信息进行构建得到装配语义模型；
21、所述实测模块用于通过激光扫描仪获取装配零部件的实测点云数据，根据所述实测点云数据通过坐标转换模型得到装配坐标系下的归一化点云数据，根据所述离散数据集合通过点云分割模型对所述归一化点云数据进行分割得到点云块；
22、所述整合模块用于通过整合策略将所述点云块重构为目标几何模型，将所述目标几何模型替代所述有序分类部件模型得到替代三维模型，根据所述替代三维模型通过间隙计算模型得到间隙计算结果，根据所述间隙计算结果对所述装配语义模型进行调整得到真实装配语义模型；
23、所述轻量化模块用于根据所述真实装配语义模型通过轻量化算法得到轻量化装配模型，根据所述轻量化装配模型的编号将所述轻量化装配模型存入数据库中，前端页面通过后端接口获取所述轻量化装配模型并展示在人机交互界面。
24、一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现上述所述的三维模型驱动的飞机装配工艺设计方法。
25、一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现上述所述的三维模型驱动的飞机装配工艺设计方法。
26、本发明的有益效果为：
27、1.获取飞机装配体三维模型和装配语义文档，通过开发平台的接口函数获取三维模型的几何特征数据，根据几何特征数据对三维模型进行分解得到装配体部件模型，对装配体部件模型进行分类及编号，根据编号检索装配语义文件形成装配语义模型，实现了装配语义文件和三维模型的整合。
28、2.通过激光扫描仪获取装配零部件的实测点云数据，将实测点云数据进行坐标转换得到归一化点云数据，将归一化点云数据进行分割和整合目标几何特征，将目标几何特征替代三维模型，通过计算三维模型的间隙大小对三维模型进行修正，实现实测数据对理论模型的修正，避免了实际制作的零部件误差对飞机装配的影响。
29、3.将修正好的模型进行轻量化得到轻量化模型，将轻量化的模型按编号存入数据库中，通过前端调用后端接口获取数据中的轻量化模型，实现了模型的轻量化，通过web端实现模型的展示。
1.一种三维模型驱动的飞机装配工艺设计方法，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的三维模型驱动的飞机装配工艺设计方法，其特征在于，所述图像分解模型处理流程为首先根据几何特征数据剔除所述装配体三维模型中的点线相反性节点得到去反模型，根据所述边的凹凸性重新修正所述去反模型的混合性节点得到去混模型，再剔除所述去混模型中的所述混合性节点及所述混合性节点的邻接线得到子部件模型集，最后判断所述子部件模型集中的每个模型是否为所述装配体三维模型的诱导子图且节点数大于1得到判断结果，根据所述判断结果对所述子部件模型集中的子部件模型进行剔除得到所述装配体部件模型。
3.根据权利要求1所述的三维模型驱动的飞机装配工艺设计方法，其特征在于，所述坐标转换模型基于旋转矩阵和平移向量实现坐标转换，所述坐标转换计算公式为：
4.根据权利要求1所述的三维模型驱动的飞机装配工艺设计方法，其特征在于，所述点云分割模型通过将所述离散数据集合设为预设语义，将每个点视为所述点云的中心点，计算所述中心点与其他点之间的欧氏距离，根据所述欧氏距离通过k最近邻算法找到邻接点，根据所述中心点坐标和邻接点的坐标构成点云向量，利用根据所述预设语义通过将注意力机制的长短时记忆网络，计算所述点云向量和所述离散数据集合中的离散点法向量之间的余弦相似度完成点云分割得到点云块。
5.根据权利要求1所述的三维模型驱动的飞机装配工艺设计方法，其特征在于，所述整合策略为根据所述点云块通过移动最小二乘法得到平滑表面，通过协方差矩阵对所述平滑表面进行估计得到精准法向量，根据所述精准法向量通过投影三角化方法对所述点云块进行重构得到所述目标几何模型。
6.根据权利要求1所述的三维模型驱动的飞机装配工艺设计方法，其特征在于，所述间隙计算模型为从第一所述目标几何模型中选取一点作为测算点，计算与第二所述目标几何模型中任一点的豪斯多夫距离得到间隙最大值和间隙最小值，计算所述间隙最大值和所述间隙最小值的距离方差得到所述间隙计算结果，所述距离方差计算公式为
7.根据权利要求1所述的三维模型驱动的飞机装配工艺设计方法，其特征在于，所述轻量化算法为通过将所述真实装配语义模型转换为obj格式文件，根据所述obj格式文件通过坐标转换、空间索引的构建及层次划分得到划分文件，将所述划分文件转换为gltf格式文件，通过编码器对所述gltf文件进行压缩得到压缩文件，最后将所述压缩文件进行封装得到所述轻量化装配模型。
8.一种三维模型驱动的飞机装配工艺设计系统，用于执行如权利要求1-7中任一项所述的三维模型驱动的飞机装配工艺设计方法，其特征在于，包括：数据获取模块、检索模块、实测模块、整合模块和轻量化模块；
9.一种电子设备，包括存储器、处理器以及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1-8中任一项所述的三维模型驱动的飞机装配工艺设计方法。
10.一种存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1-8中任一项所述的三维模型驱动的飞机装配工艺设计方法。
