一種船舶艙室內裝工程的材料質量與重心算法
【技術領域】
[0001]本發(fā)明涉及船舶艙室內裝工程設計，尤其是一種基于“SketchUp”設計軟件和“ruby”編程的船舶艙室內裝工程的材料質量與重心算法。
【背景技術】
[0002]目前，船舶艙室內裝工程設計，其裝飾工程材料的質量和重心計算一般都采用二維CAD軟件繪制的工程圖，然后通過人工統(tǒng)計材料的體積、密度以及坐標后計算完成。計算的工作量非常大，且很難準確計算復雜空間結構的材料質量和重心。常規(guī)計算方法不但工作效率低，費時費力，勞動強度大，而且準確性無法得到保證，嚴重影響船舶的水動力性能，甚至危及航行安全。

【發(fā)明內容】

[0003]本發(fā)明的目的是針對現(xiàn)有技術的不足而設計的一種船舶艙室內裝工程的材料質量與重心算法，采用“SketchUp”設計軟件作為艙室內裝的三維設計工具，建立內裝工程不同材質的“SketchUp”模型并編寫ruby語言插件程序，自動計算船舶艙室內裝材料的質量和重心，計算過程便捷，工作效率高，確保計算結果的準確性，計算精確高，有效提高了船舶的水動力性能和航行安全。
[0004]本發(fā)明的目的是這樣實現(xiàn)的:一種船舶艙室內裝工程的材料質量與重心算法，其特點是采用“SketchUp”軟件建立內裝工程各物體的“SketchUp”模型，然后利用ruby語言插件程序計算內裝工程的質量和重心，具體計算按下述步驟進行:
(I)、利用“SketchUp”軟件建立內裝工程各物體的“SketchUp”模型。
[0005](2)、讀取各物體的材質和密度為用戶自定義輸入項，賦值給具有相同材質的物體在“ SkechUp ”中所對應模型實體的屬性項。
[0006](3)、計算內裝工程各物體的“SketchUp”模型的面片數(shù)以及每個面片的頂點數(shù)和頂點坐標。
[0007](4)、將內裝工程各物體的“SketchUp”模型體積等價變換為m個錐體底面面片與坐標原點構成錐體的體積，計算每一錐體質量并求和得到內裝工程各物體的“SketchUp”模型質量，其中m為面片數(shù)。
[0008](5 )、計算內裝工程各物體的“ SketchUp ”模型體積等價變換所得的m個錐體的重心坐標，將這些坐標值與對應的錐體體積以及材料密度相乘，其乘積求和得到關于原點的各慣性矩，將各慣性矩與其對應的“SketchUp”模型質量相除得到內裝工程各物體的重心坐標。
[0009](6)、由 “SketchUp” 的交互界面(User Interface)或 “SketchUp ”的文檔生成(File Access)輸出生成表格文件顯示內裝工程各物體質量和重心的計算結果。
[0010]本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有計算便捷，準確性好，有效提高了船舶的水動力和航行安全性能，尤其簡化了計算過程，降低了工程設計量，工作效率大大提高，尤其適用于復雜空間結構的材料質量和重心的計算，可以求解“SketchUp”中任意實體模型的質量與重心，計算方便，精度高。
【附圖說明】
[0011]圖1為本發(fā)明算法流程圖。
【具體實施方式】
[0012]參閱附圖1，本發(fā)明采用“SketchUp”軟件建立內裝工程各物體的“SketchUp”模型，然后利用ruby語言插件程序計算內裝工程的質量和重心，具體計算按下述步驟進行:
(I)、利用“SketchUp”軟件建立內裝工程各物體的“SketchUp”模型。
[0013](2)、讀取各物體的材質和密度為用戶自定義輸入項，賦值給具有相同材質的物體在“ SkechUp ”中所對應模型實體的屬性項。
[0014]所述讀取和賦值通過調用SketchUp ruby的“get_attribute”與“set_attribute”函數(shù)實現(xiàn)。
[0015](3)、計算內裝工程各物體的“SketchUp”模型的面片數(shù)以及每個面片的頂點數(shù)和頂點坐標。
[0016]所述模型的面片數(shù)通過調用SketchUp ruby的“entity, typename”來遍歷并判斷模型中的所有元素的類型是否為面片并統(tǒng)計模型的面片數(shù)。
[0017]所述每個面片的頂點數(shù)通過調用SketchUp ruby的“vertices, length”統(tǒng)計模型中的各個面片的頂點數(shù)。
[0018]所述頂點坐標通過調用SketchUp ruby的“vertices, posit1n”來獲取模型中的各個面片的頂點坐標(X，y, z)。
[0019](4)、將內裝工程各物體的“SketchUp”模型體積等價變換為m個錐體底面面片與坐標原點構成錐體的體積(體積數(shù)值的正負符號，由原點是否位于錐體底面面片的法線方向的正向進行判斷)，計算每一錐體質量并求和得到內裝工程各物體的“SketchUp”模型質量，其中m為面片數(shù)。所述計算每一錐體質量并求和按下述步驟進行:
a.根據錐體的頂點坐標(x，y，z)，將錐體底面面片所構成的η邊形按頂點劃分成(η-2 )個三角形，分別計算這(η-2 )三角形面積并求和，計算出錐體底面面積。
[0020]b.通過調用SketchUp ruby的“face, normal”來計算錐體底面的法線向量，將錐體η條棱邊中的任意一條，投影至錐體底面的法線方向，所得線段的長度即錐體到底面的尚O
[0021]c.通過錐體底面法線向量與錐體棱邊向量的內積計算，判斷原點是否位于該錐體底面法線方向的正向，并據此確定該錐體體積數(shù)值的正負符號，根據錐體的體積計算公式，分別計算各個錐體的體積，由不同材料的密度計算每一錐體質量并求和得到得到內裝工程各物體的“SketchUp”模型質量。
[0022](5)、計算內裝工程各物體的“SketchUp”模型體積等價變換所得的m個錐體的重心坐標(X，y, z)，將這些坐標值與對應的錐體體積以及材料密度相乘，其乘積求和得到關于原點的各慣性矩，將各慣性矩與其對應的“SketchUp”模型質量相除，得到內裝工程各物體的重心坐標(X，y, z)，其具體計算按下述步驟進行: a.根據(4)步驟得到的η-2個三角形面積，分別計算這η_2個三角形各自的形心坐標(X，y, z)和錐體底面面片η邊形的形心坐標(X，y, z)以及錐體的重心坐標(x, y, z)。
[0023]b.根據每一錐體質量和重心坐標(x，y，z)，計算出每一錐體的關于原點的慣性矩。
[0024]c.將m個錐體關于原點的慣性矩求和得到內裝工程各物體關于原點的慣性矩。
[0025]d.將各慣性矩與其對應的“SketchUp”模型質量相除，得到內裝工程各物體的重心坐標(X，y, z)。
[0026](6)、由 “SketchUp” 的交互界面(User Interface)或 “SketchUp ”的文檔生成(File Access)輸出生成表格文件顯示內裝工程各物體質量和重心的計算結果。
[0027]以上只是對本發(fā)明作進一步的說明，并非用以限制本專利，凡為本發(fā)明等效實施，均應包含于本專利的權利要求范圍之內。
【主權項】
1.一種船舶艙室內裝工程的材料質量與重心算法，其特征在于采用“SketchUp”軟件建立內裝工程各物體的“SketchUp”模型，然后利用ruby語言插件程序計算內裝工程的質量和重心，具體計算按下述步驟進行: (1)、利用“SketchUp”軟件建立內裝工程各物體的“SketchUp”模型； (2)、讀取各物體的材質和密度為用戶自定義輸入項，賦值給具有相同材質的物體在“SkechUp”中所對應模型實體的屬性項； (3)、計算內裝工程各物體的“SketchUp”模型的面片數(shù)以及每個面片的頂點數(shù)和頂點坐標； (4)、將內裝工程各物體的“SketchUp”模型體積等價變換所得的m個錐體底面面片與坐標原點構成錐體的體積，計算每一錐體質量并求和得到內裝工程各物體的“SketchUp”模型質量，其中m為面片數(shù)； (5)、計算內裝工程各物體的“SketchUp”模型體積等價變換為m個錐體的重心坐標，將這些坐標值與對應的錐體體積以及材料密度相乘，其乘積求和得到關于原點的各慣性矩，將各慣性矩與其對應的“SketchUp”模型質量相除得到內裝工程各物體的重心坐標； (6)、由“SketchUp” 的交互界面(User Interface)或 “SketchUp ”的文檔生成(FileAccess)輸出生成表格文件顯示內裝工程各物體質量和重心的計算結果。
【專利摘要】本發(fā)明公開了一種船舶艙室內裝工程的質量與重心算法，其特點是采用“SketchUp”軟件建立內裝工程各物體的“SketchUp”模型，然后利用ruby語言插件程序計算內裝工程各物體的質量和重心，然后由“SketchUp”的交互界面（User Interface）或 “SketchUp ”的文檔生成（File Access）輸出生成表格文件顯示內裝工程各物體質量和重心的計算結果。本發(fā)明與現(xiàn)有技術相比具有計算便捷，準確性好，有效提高了船舶的水動力和航行安全性能，尤其簡化了計算過程，降低了工程設計量，工作效率大大提高，尤其適用于復雜空間結構的材料質量和重心的計算，可以求解“SketchUp”中任意實體模型的質量與重心，計算方便，精度高。
【IPC分類】G06F17-50
【公開號】CN104809318
【申請?zhí)枴緾N201510265227
【發(fā)明人】丁煒杰, 胡世南, 王真
【申請人】中船第九設計研究院工程有限公司
【公開日】2015年7月29日
【申請日】2015年5月22日