车辆nvh仿真结果数据后处理方法及系统
技术领域
1.本发明涉及数据处理技术领域，特别涉及一种车辆nvh仿真结果数据后处理方法及系统。
背景技术：
2.车辆nvh常规cae仿真分析中，需要进行原点动刚度(ipi)、振动传递函数(vtf)、噪声传递函数(ntf)、轮心噪声传递函数(pof)等分析，其分析结果为pch文件，需进行数据后处理之后，才能转化为方便查阅的曲线图及颜色映射图(colormap图)。
3.现行的后处理方法包括3类：1)借助hyperview或者meta等软件，手动输入公式以及设置格式，生成相关图表，再截取相关图表制作成ppt报告；2)先借助hyperview或者meta等软件自带功能进行后处理模板制作，再利用模板进行同类文件后处理生成相关图表，再输出相关图表制作成ppt报告；3)借助hyperview或者meta等软件自带的二次开发接口，进行二次编程开发，批量完成pch文件输入、公式计算，批量完成图像输出。
4.在上述当前三种cae结果文件后处理方法中，都不同程度的受软件9游会的版权制约及人员知识技能影响，需全手工处理，工作量大，易出错，不方便批量修改，人机交互界面较为局限，难于开展标准化、个性化、系统化工作。因此，亟需一种应车辆nvh仿真结果数据后处理方法及系统来解决上述问题。
技术实现要素：
5.本发明解决的技术问题在于，提供了一种车辆nvh仿真结果数据后处理方法及系统，能够快速处理常用cae仿真结果数据，最终得到标准化、规范化和系统化的ppt报告。
6.本发明解决其技术问题是采用以下的技术方案来实现的：
7.一种车辆nvh仿真结果数据后处理方法，包括：基于输入的仿真数据，确认所述仿真数据的处理类别；基于所述处理类别对所述仿真数据进行文件读取以及数据处理，以获取响应数据，所述文件读取包括仿真数据读取、点位表读取和ppt模板读取，所述数据处理包括文件切片、数据提取、点位表解析和计算与统计；根据所述响应数据生成曲线图、颜色映射图和统计表；基于获取的ppt模板使用所述曲线图、颜色映射图和/或统计表生成ppt报告。
8.在本发明的较佳实施例中，上述处理类别包括：原点动刚度后处理、振动传递函数后处理、噪声传递函数后处理和轮心噪声传递函数后处理。
9.在本发明的较佳实施例中，上述仿真数据读取包括：读取单个或多个仿真数据文件，并进行编码分析以及文件系统分析，以将非目标编码文件转换为目标编码文件。
10.在本发明的较佳实施例中，上述位表读取包括：基于所述处理类别获取对应的点位表，并从所述点位表中读取相应的文件内容，所述文件内容包括节点id、节点名称、xyz各方向目标值和参考值。
11.在本发明的较佳实施例中，上述文件切片包括：根据换行符将仿真数据文件切割
为单行数据并放入第一列表；对所述第一列表进行逐个元素分析，将包括目标字符串的行号单独存储至第二列表。
12.在本发明的较佳实施例中，上述数据提取包括：根据所述第一列表和所述第二列表获取所述仿真数据中的工况数据，所述工况数据包括标签文本、工况信息、激励点id、激励方向、响应点id、频率范围和各频率xyz三个方向的响应数值。
13.在本发明的较佳实施例中，上述点位表解析包括：根据所述仿真数据的处理类别从对应的点位表中获取激励点id或响应点id对应的点位名称以及对应的目标值或临界值，所述点位名称包括激励点名称和响应点名称；将获取到的点位名称以及对应的目标值或临界值添加到所述工况数据中，生成多维数组。
14.在本发明的较佳实施例中，上述计算与统计包括：根据所述多维数组和所述处理类别获取所述仿真数据的响应数据。
15.一种车辆nvh仿真结果数据后处理系统，包括：存储器、处理器，其中，所述存储器上存储有车辆nvh仿真结果数据后处理程序，所述车辆nvh仿真结果数据后处理程序被所述处理器执行时实现如上述中任一项所述的车辆nvh仿真结果数据后处理方法的步骤。
16.本发明采用上述技术方案达到的技术效果是：根据输入文件类型，自动处理车辆nvh的cae仿真结果，无需人工控制，通过对pch文件内部结构的对比分析，解析其规则，采用文本切片的方法，转换为可用数据，进行相关图表制作，并通过读取ppt模板，使用相关图表生成标准化、规范化和系统化的ppt报告文件。
17.上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其他目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举较佳实施例，并配合附图，详细说明。
附图说明
18.图1为本发明示出的一种车辆nvh仿真结果数据后处理方法的步骤流程图。
19.图2为本发明示出的一种车辆nvh仿真结果数据后处理方法的处理流程图。
20.图3为本发明示出的一种车辆nvh仿真结果数据后处理中一节点的x向ipi曲线图。
21.图4为本发明示出的一种车辆nvh仿真结果数据后处理中列表a的部分示意图。
22.图5为本发明示出的一种车辆nvh仿真结果数据后处理中ipi点位表的示意图。
23.图6为本发明示出的一种ntf仿真数据的程序处理示意图。
具体实施方式
24.为更进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段及功效，下面详细描述本发明的实施例，所述实施例的示例在附图中示出，其中自始至终相同或类似的标号表示相同或类似的元件或具有相同或类似功能的元件。下面所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明的实施例保护的范围。通过具体实施方式的说明，当可对本发明为达成预定目的所采取的技术手段及功效得以更加深入且具体的了解，而且所附图式仅是提供参考与说明之用，并非用来对本发明加以限制。
25.在车辆nvh常规cae仿真分析中，通过对原点动刚度(input point inertance，
ipi)、振动传递函数(vibration transfer function，vtf)、噪声传递函数(noise transfer function，ntf)、轮心噪声传递函数(pof)等进行分析，得到的分析结果为pch文件；再对得到的分析结果进行数据后处理之后，将分析结果转化为方便查阅的曲线图及颜色映射图(colormap图)等。
26.本发明采用python编写，基于window系统运行，因此不受hyperview和meta、office等软件9游会的版权制约，可参阅图6，图6为本发明示出的一种ntf仿真数据的程序处理示意图。
27.请参阅图1和图2。图1为本发明示出的一种车辆nvh仿真结果数据后处理方法的步骤流程图；图2为本发明示出的一种车辆nvh仿真结果数据后处理方法的处理流程图。
28.如图1所示，本实施方式的车辆nvh仿真结果数据后处理方法，包括以下步骤：
29.s11：基于输入的仿真数据，确认所述仿真数据的处理类别。
30.车辆nvh是车辆的噪声、振动与声振粗糙度(noise、vibration、harshness)的英文缩写，通过该数据可以衡量汽车制造质量。
31.其中，仿真数据是通过对车辆nvh进行cae仿真分析，得到汽车在不同工况激励下的车辆振动和噪声等信息。
32.仿真数据包括：原点动刚度(ipi)、振动传递函数(vtf)、噪声传递函数(ntf)和轮心噪声传递函数(pof)等文件。因此，在对仿真数据进行处理时，根据仿真数据的文件类型分为：ipi后处理、vtf后处理、ntf后处理和pof后处理。
33.s12：基于所述处理类别对所述仿真数据进行文件读取以及数据处理，以获取响应数据。
34.其中，所述文件读取包括仿真数据读取、点位表读取和ppt模板读取，所述数据处理包括文件切片、数据提取、点位表解析和计算与统计。
35.其中，仿真数据读取包括：原点动刚度(ipi)、振动传递函数(vtf)、噪声传递函数(ntf)、轮心噪声传递函数(pof)等仿真结果的读取。仿真数据为pch文件，其后缀名为pch。点位表，其格式为excle文件，后缀名为xls或xlsx；并且根据处理类别不同，点位表内容也不同。ppt文件，其格式为powerpoint文件，其后缀名为ppt或pptx；通过获取企业标准ppt报告母版，可以统一输出报告的格式。
36.s13：根据所述响应数据生成曲线图、颜色映射图和统计表。
37.其中，曲线图中除数据本身生成的曲线以外，还包括目标值曲线以及最大最小值标签；颜色映射图可以根据目标值，分成4组颜色区分，满足目标值为绿色，超过目标值为红色，介于合格与不合格目标之间的数据为黄色，超过最大临界值的数据为紫色；统计表主要统计汇总最大最小值以及其对应的频率，便于具体对比查看。
38.s14：基于获取的ppt模板使用所述曲线图、颜色映射图和/或统计表生成ppt报告。
39.通过上述实施方式，可以智能推断输入仿真数据的文件类型(即确认仿真数据的处理类别)可以全自动处理ipi、vtf、ntf、pof等4种cae仿真结果，通过对处理结果进行统计和图表制作，最终可以得到可视化的曲线图、颜色映射图和/或统计表，最终根据ppt模板生成标准化、规范化和系统化的ppt报告。
40.可选地，处理类别包括：原点动刚度后处理、振动传递函数后处理、噪声传递函数后处理和轮心噪声传递函数后处理。
41.在接收到仿真数据时，根据仿真数据的类别调用对应模块独立处理。在确认接收到ipi仿真结果时，进行ipi后处理读取ipi仿真结果；在确认接收到ipi仿真结果和vtf仿真结果时，分别进行ipi后处理和vtf后处理，以读取对应的ipi仿真结果和vtf仿真结果，两者直接相互独立并不影响，同时接收到三种或四种仿真结果也是如此。
42.可选地，仿真数据读取包括：读取仿真数据文件，并进行编码分析以及文件系统分析，以将非目标编码文件转换为目标编码文件。
43.可选地，点位表读取包括：基于所述处理类别获取对应的点位表，并从所述点位表中读取相应的文件内容，所述文件内容包括节点id、节点名称、xyz三个方向目标值和参考值。
44.其中，仿真数据的类型不同其对应的节点id(即节点编号，例如11、12等)、节点名称、xyz三个方向目标值和参考值等信息也可以是不同的。
45.示例性地，ipi仿真数据包括：节点编号、节点名称、平均目标值-x、平均目标值-y、平均目标值-z、最小目标值-x、最小目标值-y和最小目标值-z等信息。vtf仿真数据包括：节点编号、节点名称、主驾座椅导轨左后安装点目标值、方向盘12点目标值、主驾座椅导轨左后安装点目标值-黄色临界区、方向盘12点目标值-黄色临界区。ntf仿真数据包括：节点编号、节点名称、dle(db)和rrr(db)等信息。pof仿真数据包括：节点编号和节点名称。
46.本实施方式中共有三种文件读取功能：1、读取pch文件，其后缀名为pch，并进行编码分析，如有非utf-8编码文件则转换为utf-8编码。2、读取点位表，其格式为excle文件，后缀名为xls或xlsx。点位表文件内容包括：节点id、节点名称、xyz各方向目标值、参考值等，根据处理类别不同，点位表内容也不同。3、读取ppt文件，其格式为powerpoint文件，其后缀名为ppt或pptx，ppt文件主要用来获取企业标准ppt报告母版，以统一输出报告的格式。
47.其中，节点包括但不限于车身关键接附点，也可以是其他用户想要分析的点，整车上任意点均可，如钣金件上的点等等。xyz是以整车坐标系为基准的方向。目标值为选择的节点的计算结果目标(非实际值)，如车身关键接附点的动刚度ipi，目标要求z向动刚度是15000n/mm，如ntf目标要求55db等等。参考值也是属于目标值的一种，如某竞品车型同一个点的分析值，可用作参考值。
48.可选地，文件切片包括：根据换行符将仿真数据文件切割为单行数据并放入第一列表；对所述第一列表进行逐个元素分析，将包括目标字符串的行号单独存储至第二列表。
49.可选地，数据提取包括：根据所述第一列表和所述第二列表获取所述仿真数据中的工况数据，所述工况数据包括标签文本、工况信息、激励点id、激励方向、响应点id、频率范围和各频率xyz三个方向的响应数值。
50.可选地，点位表解析包括：根据所述仿真数据的处理类别从对应的点位表中获取激励点id或响应点id对应的点位名称以及对应的目标值或临界值，所述点位名称包括激励点名称和响应点名称；将获取到的点位名称以及对应的目标值或临界值添加到所述工况数据中，生成多维数组。
51.可选地，计算与统计包括：根据所述多维数组和所述处理类别获取所述仿真数据的响应数据。
52.文件切片：首先将pch文件按换行符切割为单个行并放入列表a，然后进行对列表a进行逐个元素分析，以字符串“$point id”为标志，将包含“$point id”字符串的行号单独
存入新的列表，记为行n1、n2、n3
……
以此类推，可参阅图4。
53.图4本发明示出的一种车辆nvh仿真结果数据后处理的部分pch文件切片示意图。如图4所示，数据提取：以n1行为例，第n1行“＝”后字符串去除空格后即为响应点id，n1-1行文本中，“＝”后字符串去除空格后即“subcase id”为工况id号；n1-4行文本中，“＝”后字符串去除空格后即“label”为标签文本，根据设置规范，以“:”为标志，切分标签文本即可得到激励点id和激励方向。其中，n1 1行到n2-7行即为频率与对应响应数据文本段(以此类推n2 1到n3-7，n3 1到n4-7
……
)，以下以n1 1行到n2-7行为例说明，按照pch文件格式，提取n1 1行前16个字符并去除空格为频率，第25至第40之间字符串去除空格后为x向响应数值，第41至第56之间的字符串去除空格后为y向响应数值，第57至第72之间的字符串去除空格后为z向响应数值，间隔跳跃3行到n1 5行，重复上述字符串提取步骤，以此类推，直到整个n1 1行到n2-7文本段提取完成，则可提取一个完整的工况数据。该工况数据包括：标签文本、激励点id、激励方向、响应点id、工况id、频率范围和各频率xyz三个方向的响应数值。如上述所说，pch文件中包括多个工况，按此方法提取以整个pch文件中全部工况数据。如果有多个pch文件进行对比，则重复上述操作，以提取多个pch文件的多组全部工况数据。
54.其中，响应为用户关注的点在受到其他点或自身的激励之后，产生的噪声或者振动。如车辆在路上行驶，驾驶员耳朵能够听到传来的声音，将其量化后便可得到响应数值，而驾驶员耳朵所处位置即响应点位置。例如在ntf(噪声传递函数)仿真数据中，响应点可以固定为驾驶员左耳和后排右乘客右耳；例如在ipi仿真数据中，响应点与激励点一致，车身与底盘的接附点这些关键点既是激励点也是响应点；例如在vtf仿真数据中，响应点可以为方向盘12点钟方向的点，以及驾驶员座椅左后安装点。在不同仿真数据中不同的企业设置的响应点可能略有差异。响应数值指响应的量化即pch文件中计算出来的结果数据。
55.工况，是一个特定的计算边界条件，包括：计算的激励点、响应点、计算的方向、求解的参数、求解的类型、计算要输出的物理量等参数。简单来说，就是指定的计算输入参数。每个工况设有一个编号，即工况id，也就是subcaseid。
56.请参阅图5，图5为本发明示出的一种车辆nvh仿真结果数据后处理的ipi点位表。点位表解析：读取点位表，根据处理类别以及点位表的工作表(sheet)名称(工作表根据处理类别又分为ipi、vtf、ntf和pof等)，搜索出对应的工作表(即根据ipi仿真数据可以从点位表中查找对应的ipi工作表，vtf仿真数据则查找对应vtf工作表等。)例如，确认pch文件的类型后，在pch文件中查找点位/节点，若查到点位/节点id为131，则通过在点位表对应的工作表中查找131，以获取该点位/节点对应的名称、目标值、参考值等信息；若点位表中各工作表不存重复id，则可以在不确认pch文件类型的情况下直接从点位表查找。然后提取工作表内容放入数组，再根据上述步骤中提取的激励点id(节点包括激励点)，在数组中搜索该id，该id对应的激励点名称预先赋初始值为id文本，对应的目标值全部赋初始值为0，直到在数组中搜索到并获取对应的中文名称以及对应的xyz三个方向的目标值或临界值后，再将设置的初始值修改为获取的真实值。根据分析规范，在ipi类别中响应点名称等同于激励点名称；在vtf、ntf、pof三者类别中响应点名称可以固化为规定名称，故可以直接根据响应点id进行大小判断即可得知响应点名称。在对激励点、响应点进行相关处理后，将获取到激励点和响应点的中文名称以及对应点的三向目标值添加到上述步骤中对应的工况数据(激励点/响应点不同对应的目标值不同)中，构成一个包含有标签文本、工况信息、激励点
id、激励点名称、激励方向、响应点id、响应点名称、频率范围、各频率xyz三向的响应数值和三向响应目标值等信息的多维数组(列表)b。
57.计算与统计模块：根据多维数组b中的信息，结合列表信息，对数据进行对应计算，其中ipi、vtf两类的响应需统计出数组b中每个工况曲线的最大值以及最大值对应的频率，ntf的响应数据为声压pe，需要将声压根据公式转换为声压级(spl)，然后，统计出每个工况曲线的声压级最大值以及最大值对应的频率。pof的响应数据需要将12条声压曲线转换为能量求和方根，再转换为声压级，再对声压级进行a计权，然后对主驾外耳响应点及后排右乘客外耳响应点分别统计出前轴贡献及后轴贡献。
58.其中，主驾外耳响应点及后排右乘客外耳响应点即主驾左耳和后排右乘客右耳，因为位置都是靠外，简称外耳。前轴贡献，指车辆前轮的两个轮子轮心，其每个轮心三个方向的激励(2*3＝6条曲线)在主驾外耳的响应，6条曲线为声压曲线，需要先将声压换算成声音能量，再把能量相加，再将能量值重新换算成声压，再计算成声压级，最后再计算成a计权声压级。后轴贡献计算可参考前轴贡献。
59.最终，利用上述步骤中计算出的数据，分别生成曲线图、颜色映射图、统计表，从而根据曲线图、颜色映射图和/或统计表生成用户所要求的ppt报告。
60.其中，计算出的数据指：四种类型仿真数据各自被程序处理过的数据，例如，ipi输出的如果是加速度，程序则要处理成加速度的对数；如果是位移，则处理成位移的倒数；ntf计算输出的原始数据是声压，则需要将声压处理成声压级；pof原始数据是声压，则需要将声压处理成计权声压级。
61.请参阅图3，曲线图中除数据本身生成的曲线以外(如图，前控制臂右前(231)：x，分别表示激励点名称、id和激励方向)，还包含目标值曲线(如图avg-tatget：7000，即目标值曲线，目标值为7000)以及最大和/或最小值标签(如图avg：73995.4为算数平均值，min：34397.5@73hz，表示在73hz处有最小值为34397.5)；颜色映射图根据目标值，分成4组颜色区分，满足目标值时为绿色，超过目标值时为红色，介于合格与不合格目标之间的数据为黄色，超过最大临界值的数据为紫色；统计表主要统计汇总最大最小值以及其对应的频率，便于具体对比查看。
62.本发明的车辆nvh仿真结果数据后处理方法，根据企业标准及规范，采用python语言编写程序，基于window系统运行，不受hyperview或者meta以及office9游会的版权制约，可以自动识别输入的文件类型，可对任意输入文件名进行增加标识名，从而自动处理车辆nvh的cae仿真结果；通过对pch文件内部结构的对比分析，解析其规则，采用文本切片的方法，转换为可用数据，进行相关图表制作，并通过读取ppt模板，使用相关图表生成标准化、规范化和系统化的ppt报告文件。
63.本发明还提供一种车辆nvh仿真结果数据后处理系统，包括：存储器、处理器，其中，所述存储器上存储有车辆nvh仿真结果数据后处理程序，所述车辆nvh仿真结果数据后处理程序被所述处理器执行时实现如上述实施方式中任一项所述的车辆nvh仿真结果数据后处理方法的步骤，具体步骤可参阅上述实施方式。
64.如图2所示，车辆nvh仿真结果数据后处理系统还包括：类别选择、文件读取、数据处理和图表输出等四个模块。
65.类别选择模块：用于选择后处理类别，并调用文件读取模块及数据处理模块。
66.文件读取模块：共有三种文件读取功能，1、读取pch文件，其后缀名为pch，并进行编码分析以及文件系统分析，如有非utf-8编码文件则转换为utf-8编码，如有linux系统求解出的pch文件，则统一处理成windows系统系统pch文件格式。2、读取点位表，其格式为excle文件，后缀名为xls或xlsx。文件内容包括：节点id、节点名称、xyz各方向目标值、参考值等，根据处理类别不同，点位表内容也不同。3、读取ppt文件，其格式为powerpoint文件，其后缀名为ppt或pptx。文件主要用来获取企业标准ppt报告母版，以统一输出报告的格式。
67.数据处理模块，主要分为四个功能：pch文件切片功能、数据提取功能、点位表解析功能以及计算与统计功能，其具体描述可参阅上述实施方式。
68.图表输出模块，用于利用数据处理模块中计算出的数据，分别生成曲线图、颜色映射图、统计表。
69.通过上述实施方式，可以判断输入仿真数据的文件类型(即确认仿真数据的处理类别)可以全自动处理ipi、vtf、ntf、pof等4种cae仿真结果，通过对处理结果进行统计和图表制作，最终可以得到可视化的曲线图、颜色映射图和/或统计表，最终根据ppt模板生成标准化、规范化和系统化的ppt报告。
70.应该理解的是，虽然附图的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，其可以以其他的顺序执行。而且，附图中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，其执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其他步骤或者其他步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。
71.通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到本发明实施例可以通过硬件实现，也可以借助软件加必要的通用硬件平台的方式来实现。基于这样的理解，本发明实施例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，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或网络设备等)执行本发明实施例各个实施场景所述的方法。
72.以上结合附图详细描述了本发明的优选实施方式，但是本发明并不限于上述实施方式中的具体细节，上述实施例及附图是示例性的，附图中的模块或流程并不一定是实施本发明实施例所必须的，不能理解为对本发明的限制，在本发明的技术构思范围内，可以对本发明的技术方案进行多种简单变型和组合，这些简单变型和组合均属于本发明的保护范围。