测量工具的制备方法、测量工具和测量方法

技术领域

本公开涉及测量技术领域，尤其涉及一种测量工具的制备方法、一种测量工具和一种曲面结构的测量方法。

背景技术

对于动车等轨道列车，流线型结构主要出现在车体的车头部位，在车头部位除了流线型的车体主结构，还包括流线型的标志灯体、头灯体和与车体主结构配合的其它部件，因此在车体结构制造的过程中，不但需要对结构的外形尺寸进行控制，也需要对不同部件间的接口尺寸进行严格控制，以保证外形的流畅性。

为了保证尺寸精度，在产品制造完成后，需要对尺寸进行测量，但是对流线型的三维元素的空间测量目前存在操作复杂、成本高等缺陷。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种测量工具的制备方法、一种测量工具和一种曲面结构的测量方法，至少在一定程度上克服相关技术中流线型的三维元素的空间测量存在的操作复杂、成本高的问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种测量工具的制备方法，包括：获取待测车体结构的三维组件模型；基于所述三维组件模型中目标测量曲面结构的外形曲面生成多条测量基准线，每条所述测量基准线对应于一个测量元素；基于所述多条测量基准线构造与所述目标测量曲面结构对应的测量工具模型；基于所述测量工具制备所述测量工具，以由所述测量工具测量所述目标测量曲面结构。

在一个实施例中，基于所述三维组件模型中目标测量曲面结构的外形曲面生成多条测量基准线，包括：基于对所述三维组件模型的拆分操作获取所述目标测量曲面结构；提取所述目标测量曲面结构的外形曲面；生成多个平行平面，以基于所述多个平行平面对所述外形曲面进行切割，得到多条形线基于所述多条形线生成所述多条测量基准线。

在一个实施例中，基于所述多条测量基准线构造与所述目标测量曲面结构对应的测量工具模型，包括：基于所述多条测量基准线构建测量组件；基于所述目标测量曲面结构的底部外轮廓线构建定位件；将所述测量组件和所述定位件进行组装，构造所述测量工具模型。

在一个实施例中，基于所述多条测量基准线构建测量组件，包括：基于指定的第一厚度和第一宽度将所述多条测量基准线分别沿第一方向和第二方向拉伸，形成多个主体板梁；在每个所述主体板梁上形成沿所述测量基准线的方向延伸的加强筋；在每个所述主体板梁上与所述底部外轮廓线对应的一端形成定位块，以基于所述多个主体板梁，多个所述加强筋和多个所述定位块形成所述测量组件，以基于所处测量组件测量目标测量曲面结构的外形曲面尺寸。

在一个实施例中，基于所述目标测量曲面结构的底部外轮廓线构建定位件，包括：基于指定的第二厚度和第二宽度将所述底部外轮廓线分别沿所述第一方向和第三方向拉伸，形成定位梁；在所述定位梁上开设与多个所述定位块适配的多个定位槽，以形成所述定位件。

在一个实施例中，将所述测量组件和所述定位件进行组装，构造所述测量工具模型，包括：在所述测量工具模型上显示所述多条测量基准线；基于所述待测车体结构的制造精度对所述多条形线向远离所述目标测量曲面结构的方向进行批量偏移；基于所述批量偏移的结果，对所述定位梁上的所述多个定位槽以及适配的所述测量组件进行偏移，得到所述测量工具模型，以使所述测量工具和所述外形曲面之间具有理论间隙。

在一个实施例中，基于所述待测车体结构的制造精度对所述多条形线向远离所述目标测量曲面结构的方向进行批量偏移，包括：收集所述待测车体结构的焊接变形数据和组对误差数据；基于所述焊接变形数据和组对误差数据确定所述制造精度，并计算所述多条形线的偏移尺寸，所述偏移尺寸对应于所述理论间隙；基于所述偏移尺寸对所述多条形线向远离所述目标测量曲面结构的方向进行批量偏移。

在一个实施例中，将所述测量组件和所述定位件进行组装，构造所述测量工具模型，还包括：获取所述目标测量曲面结构的顶部配合面的外轮廓线；将所述顶部配合面的外轮廓线沿水平方向延伸形成顶部接口曲面；基于所述顶部接口曲面对所述测量组件的顶部进行修整，以基于修整后的所述测量组件测量所述目标测量曲面结构的顶部曲面尺寸。

根据本公开的另一个方面，提供一种测量工具，包括装配的测量组件和定位件，所述测量组件包括多个主体板梁、在所述主体板梁上形成沿测量基准线的方向延伸的加强筋，以及在所述主体板梁上与目标测量曲面结构的底部外轮廓线对应的一端形成的定位块，所述定位件包括定位梁以及在所述定位梁上开设的与多个所述定位块适配的多个定位槽，其中，所述测量工具基于多条所述测量基准线生成，多条所述测量基准线基于对所述目标测量曲面结构的外形曲面的切割生成。

根据本公开的再一个方面，提供一种曲面结构的测量方法，包括：基于所述测量工具中的定位件将所述测量工具与目标测量曲面结构的外形曲面进行定位；将所述测量工具中的测量组件和所述外形曲面之间的间隙作为测量元素，执行测量操作得到测量尺寸；基于所述测量尺寸和偏移尺寸之间的关系，得到外形曲面的测量结果；以及测量所述测量组件的多个顶面和所述目标测量曲面结构的顶面之间的差值，得到装配面的测量结果，其中，所述测量工具基于多条测量基准线生成，所述多条测量基准线基于对所述目标测量曲面结构的外形曲面的切割生成。

根据本公开的又一个方面，提供一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储处理器的可执行指令；所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述第一方面所述的测量工具的制备方法。

根据本公开的又一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述的曲面结构的测量方法。

本公开的实施例所提供的测量工具的制备和测量方案，通过获取三维组件模型，基于三维模型生成测量基准线，以基于测量基准线进行测量工具的模型绘制，得到成本低、易操作的测量工具模型，适用于对曲面结构的测量，基于该测量工具对待测车体结构进行测量，能够更准确地定位和测量待测车体结构的各个部位，并可以快速测量大型流线化曲面钢结构产品的指定位置的三维空间尺寸，从而提高测量的精度和准确性，并能够得到可视化和数据化的测量结果。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出本公开实施例中一种测量工具的制备方法的流程图；

图2示出本公开实施例中一种曲面结构的测量方法中待测车体结构的结构图；

图3示出本公开实施例中一种曲面结构的测量方法中外形曲面的结构图；

图4示出本公开实施例中一种测量工具的制备方法中生成形线的示意图；

图5示出本公开实施例中一种测量工具中的检测板梁的结构图；

图6示出本公开实施例中一种测量工具中的定位件的俯视结构图；

图7示出本公开实施例中一种测量工具的结构图；

图8示出本公开实施例中一种曲面结构的测量方案的示意图；

图9示出本公开实施例中一种电子设备的结构框图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

现代轨道车辆的设计，外形越来越趋向于流线化，尤其是动车、高铁、城市有轨车等轨道车辆，流线化的外形设计不仅给人赏心悦目的感觉，更是一种速度的体现。符合空气动力学的流线化车体外形更能减小空气阻力，提高行驶速度，节省能源。

轨道车辆属于大型钢结构构件，机车车辆车体既是车上各种设备的安装基础，又必须为乘客和司乘人员提供安全舒适的乘坐空间，所以对车体的强度提出了较为严格的要求，而流线型结构有利于增强车体的强度。

流线型车体包括承载部分和非承载部分，承载部分通常采用内部钢构架梁外部焊接蒙皮板，在非承载部位可以使用玻璃钢等复合材料制造，因非金属复合材料成型性较好，可以实现较为复杂的外形曲面。

流线型外形大多是三维曲面组合，主要体现在车头部位，车头部分还包括流线型的标志灯体、头灯体，以及与钢结构配合的复合材料部件。钢结构制造过程中，我们除了对其外形尺寸进行控制外，对其上的接口尺寸也必须进行严格的控制，以保证焊接完成的钢结构符合设计图纸的尺寸要求，并与其上安装的外部设备正确贴合，保证外形的流畅。

钢结构产品在制造完成后，对产品进行尺寸的测量是必备的质量控制手段。对规则元素的尺寸测量，我们可以轻松获得，而且测量工具也较为经济普及，如卷尺、卡尺，但对三维元素的空间尺寸测量，就较为困难，要用到三坐标测量仪器，如激光跟踪仪，三坐标测量机，红外线测距仪等，这些测量仪器价格昂贵，操作复杂，使用在焊接产品上并不经济。

在以上的技术背景下，需要解决三维钢结构产品尺寸的测量问题。

在本公开中，通过获取三维组件模型，基于三维模型生成测量基准线，以基于测量基准线进行测量工具的模型绘制，得到成本低、易操作的测量工具模型，适用于对曲面结构的测量，基于该测量工具对待测车体结构进行测量，能够更准确地定位和测量待测车体结构的各个部位，并可以快速测量大型流线化曲面钢结构产品的指定位置的三维空间尺寸，从而提高测量的精度和准确性，并能够得到可视化和数据化的测量结果。

下面，将结合附图及实施例对本示例实施方式中的曲面结构的测量方法的各个步骤进行更详细的说明。

图1示出本公开实施例中一种测量工具的制备方法流程图。

如图1所示，根据本公开的一个实施例的测量工具的制备方法，包括：

步骤S102，获取待测车体结构的三维组件模型。

其中，将待测车体结构的三维组件模型导入到计算机辅助设计(CAD)软件或其他相关的模型处理软件中。这些软件具有能力读取和处理三维模型数据，并提供相应的工具和功能用于后续的操作。

步骤S104，基于三维组件模型中目标测量曲面结构的外形曲面生成多条测量基准线，每条测量基准线对应于一个测量元素。

其中，根据导入的三维组件模型，使用相应的软件工具生成多条测量基准线，这些基准线一般位于车体的外形曲面上，用于后续测量和定位的参考。

步骤S106，基于多条测量基准线构造与目标测量曲面结构对应的测量工具模型。

其中，根据多条测量基准线，使用CAD软件或其他相关的模型构建工具，构造与三维组件模型相对应的测量工具模型。这些测量工具模型通常具有与待测车体结构相匹配的形状和尺寸，用于精确测量待测车体结构的各个部位。

步骤S108，基于测量工具制备测量工具，以由测量工具测量目标测量曲面结构。

其中，根据测量工具模型，制备实际的测量工具，可以是具有特定形状和尺寸的测量夹具、测量模具或其他测量工具。这些测量工具将用于实际的测量工作，通过放置和操作测量工具来测量待测车体结构的各个参数和尺寸。

在该实施例中，通过获取三维组件模型，基于三维模型生成测量基准线，以基于测量基准线进行测量工具的模型绘制，得到成本低、易操作的测量工具模型，适用于对曲面结构的测量，基于该测量工具对待测车体结构进行测量，能够更准确地定位和测量待测车体结构的各个部位，并可以快速测量大型流线化曲面钢结构产品的指定位置的三维空间尺寸，从而提高测量的精度和准确性，并能够得到可视化和数据化的测量结果。

在一个实施例中，基于三维组件模型中目标测量曲面结构的外形曲面生成多条测量基准线，包括：

基于对三维组件模型的拆分操作获取目标测量曲面结构。

提取目标测量曲面结构的外形曲面。

生成多个平行平面，以基于多个平行平面对外形曲面进行切割，得到多条形线。

其中，基于多个平行平面对调整曲面进行切割操作，切割后得到多条形线作为测量基准线。这可以通过计算机辅助设计(CAD)软件或其他工程设计软件实现，测量基准线可以用于指导测量工具模型的生成。

基于多条形线生成多条测量基准线。

其中，测量基准线用于构建测量组件。

在该实施例中，首先，将三维组件模型进行拆分操作，将其拆分为若干个组件，获取目标测量曲面的结构信息，并提取目标测量曲面的外形曲面，即提取曲面的边界信息和关键点，通过设置不同的间距和方向来生成平行平面，使用生成的平行平面对外形曲面进行切割，得到多条形状线，即根据平行平面与外形曲面的交点得到曲线，根据多条形状线构建测量工具，通过提取目标测量曲面的外形曲面，可以获得曲面的形状和边界信息，便于后续的处理和测量，进而实现对目标测量曲面结构的测量、分析和建模，提高操作的精度和效率。

在一个实施例中，基于多条测量基准线构造与目标测量曲面结构对应的测量工具模型，包括：

基于多条测量基准线构建测量组件。

基于目标测量曲面结构的底部外轮廓线构建定位件。

将测量组件和定位件进行组装，构造测量工具模型。

在该实施例中，测量基准线是用于对目标进行测量和定位的线条，定位件是用于将测量组件定位在目标测量曲面上的零件，其形状和位置要与目标测量曲面的底部外轮廓线相适应，测量组件是指包含测量基准线和测量基准点的零件，定位件是用于固定和定位测量组件的零件。根据需要，使用机械加工或其他方法将测量组件和定位件进行组装，基于多条测量基准线的测量组件可以提供多个测量方向和测量参考，可以增加测量的准确性和可靠性，通过底部外轮廓线构建定位件，可以使测量组件能够准确地定位在目标测量曲面上，避免测量误差和不稳定性，使用基于多条测量基准线和底部外轮廓线构建的测量工具，可以进行目标测量曲面的测量、分析和建模，保证曲面测量的可靠性。

在一个实施例中，基于多条测量基准线构建测量组件，包括：

基于指定的第一厚度和第一宽度将多条测量基准线分别沿第一方向和第二方向拉伸，形成多个主体板梁。

其中，将每条测量基准线沿第一方向和第二方向拉伸，形成多个主体板梁。主体板梁的长度与目标测量曲面上对应的测量基准线的长度相等，宽度为第一宽度，厚度为第一厚度。

在每个主体板梁上形成沿测量基准线的方向延伸的加强筋。

其中，在每个主体板梁上沿测量基准线的方向延伸形成加强筋，加强筋的作用是增强主体板梁的刚性和稳定性。

在每个主体板梁上与底部外轮廓线对应的一端形成定位块。

在每个主体板梁的一端，形成定位块，定位块的作用是将测量组件准确定位在定位件上，将具有加强筋和定位块的主体板梁称为检测板梁。

基于多个主体板梁，多个加强筋和多个定位块形成测量组件，以基于所处测量组件测量目标测量曲面结构的外形曲面尺寸。

在该实施例中，通过将测量基准线沿第一方向和第二方向拉伸形成主体板梁，保证了测量的准确性，加强筋的设计和加工可以增加主体板梁的刚性和稳定性，减少形变和误差，定位块的设置可以保证测量组件的准确定位和稳定性，提高测量精度。

在一个实施例中，基于目标测量曲面结构的底部外轮廓线构建定位件，包括：

基于指定的第二厚度和第二宽度将底部外轮廓线分别沿第一方向和第三方向拉伸，形成定位梁。

其中，将底部外轮廓线沿第一方向和第三方向拉伸，形成定位梁。定位梁的长度与底部外轮廓线的长度相等，宽度为第二宽度，厚度为第二厚度。

在定位梁上开设与多个定位块适配的多个定位槽，以形成定位件。

其中，在定位梁上开设多个定位槽，每个定位槽与一个定位块相适配。定位槽的尺寸和形状应与定位块相匹配，以确保定位的准确性和稳定性。

在该实施例中，定位梁的设计和制造能够在保持稳定性的同时提供足够的强度和刚度，以保证定位件的稳定性和重复使用性，定位槽的开设可以确保定位块与定位梁的精确对位，从而提高测量的准确性和重现性。

在一个实施例中，将测量组件和定位件进行组装，构造测量工具模型，包括：

在测量工具模型上显示多条测量基准线。

基于待测车体结构的制造精度对多条形线向远离目标测量曲面结构的方向进行批量偏移。

其中，根据待测车体结构的制造精度，对多条形线向远离目标测量曲面结构的方向进行批量偏移，通过计算和分析车体结构制造误差的数据，确定需要进行偏移的量，并将这些偏移量应用于测量工具模型中形线的偏移。

基于批量偏移的结果，对定位梁上的多个定位槽以及适配的测量组件进行偏移，得到测量工具模型，以使测量工具和外形曲面之间具有理论间隙。

其中，将批量偏移的结果应用于定位槽适配和测量组件上，根据偏移的量和方向，在定位槽和测量组件中进行相应的调整和偏移，使其与测量工具模型中的形线对应。

在该实施例中，在实际制作检测的主体板梁时，把检测形线向远离外形曲面的方向偏移一定数值，具体数值根据被测量物的制造精度确定，这样可以避免因被测量物的制造误差，检测板梁无法贴合被测量物，无法进行准确测量，通过显示测量基准线，可以确定偏移参照对象，基于待测车体结构的制造精度对测量曲面结构进行批量偏移，可以校正车体制造误差对测量结果的影响，通过批量偏移，可以提高测量的准确性和一致性，具体地，根据批量偏移的结果对定位梁上的多个定位槽以及适配的测量组件进行偏移，可以防止由于被测量物的变形导致的与测量工具无法贴合，通过偏移使测量工具和外形曲面之间具有理论间隙，以在测量时，基于实际间隙和理论间隙之间的一致性，得到测量结果。

在一个实施例中，基于待测车体结构的制造精度对多条形线向远离目标测量曲面结构的方向进行批量偏移，包括：

收集待测车体结构的焊接变形数据和组对误差数据。

其中，收集待测车体结构的焊接变形数据和组对误差数据。焊接过程中会导致车体结构发生变形，而组对误差是指组装过程中不同零部件之间的误差。通过测量和记录这些数据，可以了解车体结构的制造误差情况。

基于焊接变形数据和组对误差数据确定制造精度，并计算多条形线的偏移尺寸，偏移尺寸对应于理论间隙。

其中，基于焊接变形数据和组对误差数据进行分析和计算，以确定车体结构的制造精度。通过统计和分析不同部位的焊接变形和组对误差，可以得出车体结构的整体制造精度水平。

通过计算理论间隙和实际间隙之间的差异，可以确定需要对测量工具模型中的形线进行的偏移尺寸。这些偏移尺寸是根据车体结构制造精度的调整量。

另外，还可以通过对三维组件模型进行焊接仿真，确定偏移尺寸。

基于偏移尺寸对多条形线向远离目标测量曲面结构的方向进行批量偏移。

其中，基于偏移尺寸进行批量偏移。将计算得出的偏移尺寸应用于测量工具模型中的多条形线，使它们远离目标测量曲面结构。可以使用计算机辅助设计和制造软件来实现形线的偏移操作。

在该实施例中，批量偏移多条形线使其远离目标测量曲面结构，可以避免测量间与目标结构产生干涉。同时，偏移后的形线可以得到与外形曲面之间的理论间隙，通过检测实际测量间隙和理论间隙是否一致，提供更准确和可靠的测量结果。

在一个实施例中，将测量组件和定位件进行组装，构造测量工具模型，还包括：

获取目标测量曲面结构的顶部配合面的外轮廓线。

将顶部配合面的外轮廓线沿水平方向延伸形成顶部接口曲面。

基于顶部接口曲面对测量组件的顶部进行修整，以基于修整后的测量组件测量目标测量曲面结构的顶部曲面尺寸。

在该实施例中，由于目标测量曲面结构的顶部曲面也是测量对象，通过对测量组件的顶部进行修整，可以保证对顶部接口曲面的测量精度，从而提高测量的准确性。

在一个实施例中，基于检测板梁和定位梁模型制备测量工具，还包括：获取检测板梁和定位梁模型的尺寸参数；基于尺寸参数和制备设备的类型生成制备文件，以基于制备文件制备测量工具。

其中，获取检测板梁和定位梁模型的尺寸参数的实现方案：

使用计算机辅助设计软件或CAD工具打开或导入检测板梁和定位梁的模型文件，在软件中选择合适的测量工具，例如测量工具，尺寸工具或尺度工具，使用测量工具在模型中选择需要获取尺寸的边缘、面或特征点，并读取测量结果，重复上述步骤，获取所有所需尺寸参数。基于尺寸参数和制备设备的类型生成制备文件的实现方案：

根据测量得到的尺寸参数，使用制备软件或制备设备提供的功能，生成制备文件，制备文件可以包括检测板梁和定位梁的3D模型文件，以及相关的加工信息，如刀具路径、刀具尺寸、铣削深度等，根据实际情况和制备设备的要求，可以对制备文件进行定制化的调整和优化。

基于制备文件制备测量工具的实现方案：

使用制备文件中的3D模型文件，在制备设备中加载模型文件并进行加工，遵循制备文件中的加工信息，使用相应的刀具和设备进行雕刻、铣削或其他加工操作，制备出测量工具的实体。

示例性地，可以使用数控激光切割机可以进行数控编程，切割加工平面曲线板材。把检测板梁和定位梁的外形参数输入数控激光切割机，切割制作平面曲梁和定位梁。

另外，还可以采用3D打印的方式，将模型文件导入到3D打印软件中，进行处理和准备，在3D打印软件中选择适当的打印参数，如材料类型、打印分辨率、填充密度等，将打印机与计算机连接，并将打印材料装载到打印机中，根据打印软件的指引，将打印任务发送至打印机，开始3D打印过程，等待打印完成后，取出打印好的测量工具模型。

在该实施例中，通过获取检测板梁和定位梁模型的尺寸参数，可以准确地了解和记录他们的尺寸特征，为后续制备工作提供基础数据，基于尺寸参数和制备设备的类型生成制备文件，可以使制备过程更加自动化和标准化，减少人为错误和误差，基于制备文件制备测量工具，可以保证制备出来的测量工具与模型的尺寸一致，为后续的测量和定位工作提供可靠的工具，整个实施方案有效地提高了检测板梁和定位梁的制备效率和准确性。

根据本公开的另一个实施例的测量工具的制备和应用方法，具体实施包括：

目前对大型曲面外形钢结构产品的设计，使用CATIA等三维绘图软件绘制，先设计绘制出钢结构产品外形模型，再进行结构梁的设计。

在产品焊接生产完成后，需对钢结构曲面外形和设备接口曲线进行图纸尺寸符合度检查。

如图2所示的曲面外形钢结构中包括目标测量曲面结构202和目标测量曲面结构的顶部配合面的外轮廓线，即接口曲线204。

其中，测量要求包括：(1)检测钢结构曲面外形的尺寸；(2)检测待测车体结构和其它组件之间的接口曲线的尺寸。

示例性地，利用三维绘图软件，如CATIA，从三维模型上提取钢结构即目标测量曲面结构的外形曲面30，如图3所示。

进一步地，从钢结构的外形曲面的三维模型上提取一组形线，具体包括：

用一组平行平面402切割外形曲面30，得到一组交线，即产品的一组形线404，如图4所示，形线就是外形曲面在某一平面上的拟合线。

进一步地，生成一组检测板梁，具体包括：

以形线作为外形基准线，赋予厚度和宽度生成检测板梁，作为主体板梁，结合连接加强筋和定位块，就形成一组检测板梁，作为测量组件。

如图5所示，检测板梁50中的形线就是检测基准线50A，检测板梁包括主体板梁502、加强筋504、定位块506和用于减重的圆孔508。

如图6所示进一步地，设计定位件60，通常把水平底面作为定位件平面，用水平底面切割模型，得到此平面内模型的外部轮廓线，把外部轮廓线作为定位件的基准线画出定位件主体602，定位槽604与检测板梁上的定位块对应，生成定位件60。

另外，图6还示出了基于多个平行平面得到的相邻两个定位槽604的同一侧面之间的距离，如500、493和472等，单位可以为mm。

进一步地，形成检测单元，具体包括：

如图7所示，测量工具中检测板梁与定位件组对，就形成一组测量单元，多个检测板梁50与定位件60组对，就形成整个曲面外形钢结构的多组测量单元，检测基准线一侧面向被测量物。

另外，对测量工具模型还需要进行应用修正。

在实际检测应用中，由于大型钢结构的焊接变形和组对误差，3000mm的公差大概为3mm，所以在制作检测板梁时，我们要把检测形线向外偏拷5-15mm，具体数值根据被测量物的制造精度而定。

如图8所示，基于测量工具测量目标测量曲面结构202和待测车体结构的接口曲线204，其中，测量工具包括测量板梁50和定位件60，将定位件60的底面和车体结构的底面齐平，待测车体结构与检测板梁50之间设计有理论间隙，在本公开的一个实施例中，理论间隙取10mm，测量两者之间的实际间隙与理论间隙相比较，就得到曲面外形钢结构的实际焊后尺寸。

其中，理论间隙的设计可以避免因被测量物的制造误差，检测板梁无法紧贴被测量物，无法进行准确测量。

在本公开中，把空间点的测量转化为平面测量问题的方法，即利用两个关联的平面曲线定位了空间点的位置，并且检测板梁与定位件组对，形成一组测量元素。

另外，定位件上定位槽和检测板梁上的定位块的设计，使检测板梁与定位件的组对简单易操作。

在实际制作检测板梁时，把检测形线向外偏移一定数值，具体数值根据被测量物的制造精度确定，这样可以避免因被测量物的制造误差，检测板梁无法贴合被测量物，无法进行准确测量。

根据本公开的一个实施例的测量工具，包括装配的测量组件和定位件，测量组件包括多个主体板梁、在主体板梁上形成沿测量基准线的方向延伸的加强筋，以及在主体板梁上与目标测量曲面结构的底部外轮廓线对应的一端形成的定位块，定位件包括定位梁以及在定位梁上开设的与多个定位块适配的多个定位槽，其中，测量工具基于多条测量基准线生成，多条测量基准线基于对目标测量曲面结构的外形曲面的切割生成。

在该实施例中，测量工具包括多条检测板梁与定位件，其中，板梁主体上沿测量基准线方向设置加强筋，另外，板梁主体上还开设有多个用于减重的圆孔，板梁主体的一端设置有定位块。

定位梁上开设多个定位槽，定位槽和定位块配合，将测量组件安装到定位件中，得到测量工具。

根据本公开的一个实施例的曲面结构的测量方法，包括：

基于测量工具中的定位件将测量工具与目标测量曲面结构的外形曲面进行定位。

将测量工具中的测量组件和外形曲面之间的间隙作为测量元素，执行测量操作得到测量尺寸。

基于测量尺寸和偏移尺寸之间的关系，得到外形曲面的测量结果；以及

测量测量组件的多个顶面和目标测量曲面结构的顶面之间的差值，得到装配面的测量结果。

其中，测量工具基于多条测量基准线生成，多条测量基准线基于对目标测量曲面结构的外形曲面的切割生成。

示例性地，获取待测车体结构的外形曲面的模型文件，并根据模型文件设计制备带有定位梁和检测板梁的测量工具。

将测量工具与待测车体结构共面设置，根据定位梁与外形曲面的设计位置和形状，确保测量工具的定位梁完全接触到外形曲面，并与之匹配。

通过调整测量工具的姿态、位置和压力，保证检测板梁与外形曲面之间的间隙尽可能小，并保持平行。

执行测量操作：使用测量工具上的传感器、探针、摄像头或其他测量工具，依据测量工具的设计和工作原理，测量检测板梁和外形曲面之间的间隙。

根据测量工具的传感器或装置输出的数据，记录测量结果，并通过数据分析和处理，得到需要的测量参数或特征。

根据测量结果进行必要的分析和比较，以验证外形曲面的符合性、定位精度或其他要求。

通过使用测量工具中的定位梁，可以在制造和装配过程中实现对待测车体结构外形曲面的定位和对齐。

将测量工具中的检测板梁与外形曲面之间的间隙作为测量元素，可以实现对外形曲面尺寸、平面度、垂直度等特征进行测量和评估。

基于测量结果，可以判断外形曲面与设计要求之间的差异，并提供反馈信息，以便进行调整和改进。

在该实施例中，测量工具的设计和制备，可以根据具体的测量要求和工作环境，灵活选择和适配传感器、装置和测量技术，以实现高精度、高效率的测量操作，通过执行测量操作和分析测量数据，可以及时获得外形曲面的精确尺寸，从而为各种工业应用提供准确的数据支持。

需要注意的是，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

测量工具的制备装置以硬件模块的形式表现。测量工具的制备装置的组件可以包括但不限于：导入模块，用于导入待测车体结构的三维组件模型；生成模块，用于基于三维组件模型的外形曲面生成多条测量基准线，每条测量基准线对应于一个测量元素；构造模块，用于基于多条测量基准线构造与目标测量曲面结构对应的测量工具模型；制备模块，用于基于测量工具制备测量工具，以由测量工具测量待测车体结构。

所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为系统、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“系统”。

下面参照图9来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备900。图9显示的电子设备900仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图9所示，电子设备900以通用计算设备的形式表现。电子设备900的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元910、上述至少一个存储单元920、连接不同系统组件(包括存储单元920和处理单元910)的总线930。

其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元910执行，使得所述处理单元910执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，所述处理单元910可以执行如图1中所示的步骤S102至步骤S108所描述的方案。

存储单元920可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)9201和/或高速缓存存储单元9202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)9203。

存储单元920还可以包括具有一组(至少一个)程序模块9205的程序/实用工具9204，这样的程序模块9205包括但不限于：操作系统、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

总线930可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、外围总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

电子设备900也可以与一个或多个外部设备970(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备900交互的设备通信，和/或与使得该电子设备900能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口950进行。并且，电子设备900还可以通过网络适配器960与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器960通过总线930与电子设备900的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备900使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID系统、磁带驱动器以及数据备份存储系统等。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者电子设备等)执行根据本公开实施方式的方法。

在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在电子设备上运行时，所述程序代码用于使所述电子设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。

根据本发明的实施方式的用于实现上述方法的程序产品，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在电子设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。

所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

计算机可读信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了可读程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于无线、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者电子设备等)执行根据本公开实施方式的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。