[发明专利]一种有限元节点坐标快速提取方法

权利要求书

1.一种有限元节点坐标快速提取方法，包括如下步骤：

在CAD图形软件下，对二维几何模型划分网格，原模型和网格线为不同颜色，截取划分好网格的模型的图片，通过图像处理识别原模型线条，再次识别网格线线条，最后将两个图像叠加，通过识别像素点值的变化来确定各节点之间的相对位置，然后通过坐标变换，获得节点的真正坐标；

上述步骤具体包括：

第一步：获得划分好网格的模型几何图像，在CAD软件中，将原始模型图像的线条设置为黑色，对模型进行网格划分，新绘制的网格线使用红色的线条，截取划分好网格的模型的图像，保存为图像文件；

第二步：对图像进行灰度处理，获得图像像素矩阵数据，读取第一步中获得的图片，并读取灰度值，获得图像上数据点的矩阵维数为M×N，并且获得矩阵中各个点的数值；

第三步：对图像数据进行二值化处理；

第四步：提取图像中线段的交点；

第五步：提取图像的边界点，找到图像最高点T(a,b)、图像最低点B(c,d)、图像最右点R(e,f)和图像最左点L(g,h)，记录下其所处的矩阵的位置；

第六步：进行坐标变换，确定交点的实际位置；

所述第六步具体为：通过第四步得到交点的相对位置，利用L点与R点所处的矩阵位置可得这两点的列坐标差值ΔN，利用T点与B点所处的矩阵位置可得T点和B点之间的行坐标差值ΔM；从CAD原始模型上测得L点与R点之间的实际横向距离为Δx，T点和B点之间的实际纵向距离为Δy，则由此可以得到每个像素占据的实际横向长度m和纵向长度n分别为：

m＝Δx/ΔN,n＝Δy/ΔM；

同时，再输入L点的实际横坐标值Lx和B点的实际纵坐标值Ly，则提取出的交点E(i,j)的实际位置为：

X＝Lx+m×(i-g),Y＝X＝Ly+m×(j-c)。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，还包括第七步：去除重复的交点。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述第一步中，将模型划分为三角形单元或四边形单元。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述第一步中，将截取划分好网格的模型的图像，保存为.jpg、.bmp或.tiff格式的图像文件。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述第一步中，图像像素不低于96dpi。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述第三步中，对图像数据进行二值化处理：将图像转化为具有两个值的黑白图像，1代表颜色为白色，0代表黑色；从图像中识别出黑色的原模型线条，此时图像矩阵为A；使黑色和红色颜色反转，识别出同时包含红色线条的图像矩阵，此矩阵为B；此时矩阵A和矩阵B有相同的维数。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，上述第四步中提取图像中线段的交点为：使用A矩阵与B矩阵相加，获得新的矩阵C，检测矩阵C中数值为0的元素，其所处位置即为交点。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，述第七步中去除重复的交点为比较检测出的交点的矩阵相对位置，如果相邻两个交点的横向或纵向位置相差±1个像素值之内，则只保留行数和列数最小的一个；如果有连续的多个交点，则取其靠近局部中心的像素点为交点。