DE102006026453A1

DE102006026453A1 - Image transformation process

Info

Publication number: DE102006026453A1
Application number: DE200610026453
Authority: DE
Inventors: Martin LÖSSLEIN; Dieter-Werner Dipl.-Ing. Röder
Original assignee: Siemens Corp
Current assignee: Siemens Corp
Priority date: 2006-05-31
Filing date: 2006-05-31
Publication date: 2007-12-06
Also published as: WO2007138020A1; RU2438180C2; RU2008152748A; CN101460978A; EP2024934A1

Abstract

Zur Erzeugung eines gemeinsamen transformierten Bilddatensatzes wird ein erster Bilddatensatz sowie ein zweiter Bilddatensatz, die jeweils eine Menge von Knotenpunkten aufweisen, wobei die Knotenpunkte des ersten Bilddatensatzes als Raumkoordinaten eines ersten Koordinatensystems und die Knotenpunkte des zweiten Bilddatensatzes als Raumkoordinaten eines zweiten Koordinatensystems vorliegen, genutzt. Den Bilddatensätzen ist jeweils ein korrespondierendes Datenäquivalent zugeordnet. Mehrere Datenäquivalente sind miteinander verknüpfbar, wobei die Lage der Datenäquivalente nach einer Verknüpfung miteinander innerhalb eines übergeordneten Koordinatensystem dargestellt wird. Die Raumkoordinaten der Koordinaten aus dem ersten und dem zweiten Koordinatensystem werden unter Berücksichtigung der verknüpften Datenäquivalente in das übergeordnete Koordinatensystem transformiert.To generate a common transformed image data set, a first image data set and a second image data set each having a set of nodes, wherein the nodes of the first image data set as space coordinates of a first coordinate system and the nodes of the second image data set as space coordinates of a second coordinate system used. The image data sets are each assigned a corresponding data equivalent. Several data equivalents can be linked to each other, whereby the position of the data equivalents is displayed after being linked together within a higher-level coordinate system. The spatial coordinates of the coordinates from the first and the second coordinate system are transformed taking into account the associated data equivalents in the higher-level coordinate system.

Description

Die Erfindung bezieht sich auf ein Bildtransformationsverfahren, wobei ein erster Bilddatensatz sowie ein zweiter Bilddatensatz vorliegt, welche jeweils eine Menge von Knotenpunkten aufweisen, wobei die Knotenpunkte des ersten Bilddatensatzes als Raumkoordinaten eines ersten Koordinatensystems und die Knotenpunkte des zweiten Bilddatensatzes als Raumkoordinaten eines zweiten Koordinationssystems vorliegen.The The invention relates to an image transformation method, wherein a first image data set and a second image data set are present, each having a set of nodes, wherein the Nodes of the first image data set as spatial coordinates of a first coordinate system and the nodes of the second image data set as Space coordinates of a second coordination system are present.

Es ist bekannt, räumliche Konstruktionen durch einen Bilddatensatz abzubilden, wobei die räumliche Konstruktion mittels Knotenpunkten dargestellt ist. Damit eine eindeutige Identifizierung der Knotenpunkte möglich ist, sind diese jeweils als Raumkoordinaten innerhalb eines Koordinatensystems definiert.It is known, spatial Imagine structures by an image data set, wherein the spatial Construction is represented by nodes. Thus a clear Identification of the nodes is possible, these are each defined as spatial coordinates within a coordinate system.

Das Erzeugen derartiger Bilddatensätze erfolgt in Abhängigkeit der räumlichen Ausdehnung der Konstruktion. In vielen Bereichen der Technik wird das Ziel verfolgt, räumliche Konstruktionen aus einer Vielzahl von standardisierten Modulen zusammenzusetzen. So ist es vergleichsweise kostengünstig möglich, jedes Modul für sich beispielsweise hinsichtlich seiner mechanischen Eigenschaften zu untersuchen. Bei einer Koppelung mehrerer Module zu einem räumlich ausgedehnten Körper kann es jedoch zu Wechselwirkungen zwischen den einzelnen Modulen gelangen. So ist es möglich, Konstruktionen hervorzubringen, bei denen jedes Modul für sich beispielsweise eine ausreichende mechanische oder elektrische Festigkeit aufweist, jedoch in Wechselweitung mit den weiteren Modulen eine instabile Konstruktion darstellt. Daher ist es nötig, selbst bei einer Verwendung von einzeln geprüften Modulen, das Zu sammenwirken der Module zu überprüfen. Diese Überprüfung kann beispielsweise mittels elektronischer Datenverarbeitungseinrichtungen erfolgen, indem Bilddatensätze erzeugt werden, deren Knotenpunkte in einem Koordinatensystem eindeutig im Raum positioniert sind. Das Erzeugen derartiger Bilddatensätze ist relativ aufwendig, da in Abhängigkeit der Komplexität des räumlichen Gebildes an bestimmten Stellen Vereinfachungen angenommen werden können, wohingegen an anderen Stellen, die einer erhöhten Belastung ausgesetzt sind, genauere Modellierungen des Bilddatensatzes vorzusehen sind.The Generating such image data sets takes place in dependence the spatial Extension of the construction. In many areas of technology that will Goal pursued, spatial Assemble constructions from a variety of standardized modules. So it is relatively inexpensive, each module for example with regard to its mechanical properties. at a coupling of several modules to a spatially extended body can However, it comes to interactions between the individual modules. So it is possible Constructing structures in which each module for example has sufficient mechanical or electrical strength, however, in exchange with the other modules an unstable Construction represents. Therefore, it is necessary even in use individually tested Modules to check the interaction of the modules. This check can be done for example by means of electronic data processing facilities take place by generating image data records whose nodes are unique in a coordinate system are positioned in the room. The generation of such image data sets is relatively complex, depending on the complexity of the spatial In certain places simplifications can be assumed can, whereas in other places exposed to increased stress, more accurate modeling of the image data set are provided.

Dieses Optimieren eines Bilddatensatzes erfordert einen großen Zeitaufwand, wobei auf die Erfahrungen von Sachverständigen zurückgegriffen werden muss.This Optimizing an image data set requires a great deal of time, the experience of experts must be used.

Daher ist es Aufgabe der Erfindung, ein Bildtransformationsverfahren der eingangs genannten Art anzugeben, welches eine einfache und schnelle Überprüfung von räumlich ausgedehnten Konstruktionen ermöglicht, welche aus Modulen zusammengesetzt sind.Therefore It is an object of the invention to provide an image transformation method of specify the type mentioned above, which is a simple and quick review of spatial allows extended constructions, which are composed of modules.

Erfindungsgemäß wird dies bei einem Bilddatentransformationsverfahren der eingangs genannten Art dadurch gelöst, dass den Bilddatensätzen jeweils ein korrespondierendes Datenäquivalent zugeordnet ist, wobei mehrere Datenäquivalente miteinander verknüpfbar sind, eine räumliche Ausdehnung von miteinander verknüpften Datenäquivalenten innerhalb eines übergeordneten Koordinatensystems dargestellt wird und die Raumkoordinaten der Knotenpunkte aus dem ersten und dem zweiten Koordinatensystem unter Berücksichtigung der verknüpften Datenäquivalente in das übergeordnete Koordinatensystem transformiert werden.According to the invention this is in an image data transformation method of the aforementioned Sort of solved by that the image records each associated with a corresponding data equivalent, wherein several data equivalents connectable with each other are, a spatial Expansion of interlinked data equivalents within a parent Coordinate system is shown and the spatial coordinates of the nodes from the first and the second coordinate system under consideration the linked one data equivalents in the parent Coordinate system to be transformed.

Ein Einsatzbereich für das Bilddatentransformationsverfahren ist beispielsweise im Elektroapparate/Elektromaschinenbau vorgesehen. Das Verfahren kann jedoch auch bei allen anderen Konstruktionen eingesetzt werden, die eine räumliche Ausdehnung aufweisen und aus einzelnen Baugruppen/Modulen zusammengefügt werden. In Elektroenergieübertragungssystemen ist es beispielsweise bekannt, im Hochspannungsbereich gasisolierte Schaltanlagen (GIS) einzusetzen. Diese weisen ein Kapselungsgehäuse auf, welches neben der Bildung einer gasdichten Hülle auch der mechanischen Stabilität der Schaltanlage dient. Im Innern der Kapselungsgehäuse sind elektrische Leitungen, Schaltgeräte, Messeinrichtungen usw. angeordnet, wobei diese von einem unter erhöhtem Druck stehenden elektronegativen Gas umgeben sind. Durch die Erhöhung des Gasdruckes wird die Durchschlagsfestigkeit des Gases erhöht und dadurch kann gegenüber einer unter atmosphärischen Bedingungen aufgebauten Anlage auf kleinerem Raum eine höhere Konzentration elektrisch aktiver Bauteile erzeugt werden.One Application area for The image data transformation method is, for example, in the electrical / electrical engineering field intended. However, the procedure can also be applied to all other constructions be used, which is a spatial Have expansion and are assembled from individual modules / modules. In electric power transmission systems For example, it is known that gas-insulated in the high voltage range Switchgear (GIS) to use. These have an encapsulating housing, which in addition to the formation of a gas-tight envelope and the mechanical stability of the switchgear serves. Inside the encapsulating housings are electrical cables, Switchgear, Measuring devices, etc. arranged, these being under increased pressure are surrounded by stationary electronegative gas. By increasing the gas pressure the dielectric strength of the gas is increased and thereby can be compared to a under atmospheric Conditions built system in a smaller space a higher concentration electrically active components are generated.

Aus mechanischer Sicht ist das Kapselungsgehäuse ein dreidimensionales ausgedehntes System, welches im Wesentlichen aus miteinander verbundenen Druckbehältern gebildet ist. Die Druckbehälter bilden einzelne Module. Das Kapselungsgehäuse ist an mehreren Stellen gestützt. Werden temperaturbedingte Ausdehnungen im Kapselungsgehäuse unterdrückt, treten Zwangskräfte auf, die in der Regel nicht beherrschbar sind. Um diese zu vermeiden, fügt man in das System aus Druckbehältern Kompensatoren ein, welche ohne nennenswerten Widerstand eine Dehnung zulassen. Eine alternative Ausgestaltung sieht vor, durch geeignete Wahl von Punkten zur Abstützung an der gasisolierten Schaltanlage die im System vorhandene Elastizität auszunutzen. Bewusst wird bei Elastizität der Kapselungsgehäuse ausgenutzt. Dadurch werden die Gehäuse selbst bis zu ihrer mechanischen Grenzbelastbarkeit verformt. Aus Zeit- und Kostengründen wird eine Ermittlung der Belastung bisher beispielsweise mit groben Abschätzungsmethoden oder, wenn beispielsweise Erdbebenlasten zu beachten sind, mittels einer Stabwerksberechnung durchgeführt. Die Belastbarkeit der einzelnen Abschnitte des Kapselungsgehäuses wird umständlich über so genannte Flanschmomente bestimmt. Dem liegt die Überlegung zugrunde, dass die einzelnen Druckbehälter, welche das Kapselungsgehäuse bilden, an vordefinierten Stellen mittels miteinander gasdicht verbundener Flansche in Kontakt stehen. Zulässige Flanschmomente sind konservativ ausgelegt bzw. liegen nicht oder nur in unzureichender Beschreibung vor. Durch diese grobe Ermittlungsmethode kommt es häufig zu einer Überdimensionierung des Kapselungsgehäuses, um vermutete Kräfte aufnehmen zu können bzw. es werden kostenintensive Kompensatoren in einer größere Anzahl eingesetzt.From a mechanical point of view, the encapsulating housing is a three-dimensional extended system which is essentially formed of interconnected pressure vessels. The pressure vessels form individual modules. The encapsulating housing is supported in several places. If temperature-induced expansions in the encapsulating housing are suppressed, constraining forces occur, which as a rule can not be controlled. To avoid this, one inserts in the system of pressure vessels compensators, which allow stretching without appreciable resistance. An alternative embodiment provides to utilize the existing elasticity in the system by a suitable choice of points for support on the gas-insulated switchgear. Consciously, the encapsulating housing is utilized with elasticity. As a result, the housings themselves are deformed to their mechanical limit load capacity. For time and cost reasons, a He So far, for example, with coarse estimation methods or, if earthquake loads are to be considered, carried out by means of a framework calculation. The load capacity of the individual sections of the encapsulating is cumbersome determined by so-called flange moments. This is based on the consideration that the individual pressure vessels, which form the encapsulating housing, are in contact with predefined locations by means of flanges connected to one another in a gas-tight manner. Permissible flange torques are designed conservatively or are not available or only in insufficient description. By this rough investigation method it often comes to an oversizing of the encapsulating to absorb suspected forces can or costly compensators are used in a larger number.

Durch die Verwendung des erfindungsgemäßen Bilddatentransformationsverfahrens kann von derartigen aufwendigen Ermittlungsmethoden abgesehen werden. Weiterhin kann das Bilddatentransformationsverfahren dazu eingesetzt werden, um in einer überschaubaren Zeit verschiedene vergleichsweise komplexe räumlich ausgedehnte Konstruktionen nacheinander zu berechnen und die Ergebnisse miteinander zu vergleichen, um die geeignetste Konstruktion auszuwählen. In einem einfachsten Falle kann ein Körper mit einer räumlichen Ausdehnung aus zwei Modulen zusammengesetzt sein. Dazu ist es nötig, dass jedes der Module in einem Bilddatensatz hinterlegt ist, wobei jeder der Bilddatensätze jeweils eine Menge von Knotenpunkten aufweist und die jeweiligen Knotenpunkte innerhalb eines jeweiligen Koordinatensystems festgelegt sind. Es ist relativ aufwendig und unübersichtlich, mit den Bilddatensätzen der Module zu operieren. Daher ist es vorteilhaft, wenn man zu jedem der Bilddatensätze ein korrespondierendes Datenäquivalent zuordnet. Dieses korrespondierende Datenäquivalent kann vollstän dig auf Belange der Konstruktion der Anlage abgestellt sein, das heißt, die Datenäquivalente können in ihrer Komplexität vereinfacht aufgebaut sein. Wesentlich ist für diese lediglich, dass bestimmte Eckdaten hinterlegt sind. Dazu ist es wichtig, bei dem Datenäquivalent beispielsweise Schnittstellen zu definieren. Derartige Schnittstellen sind vorzugsweise Flansche über welche die realen Module miteinander verbunden werden. Im Bilddatensatz muss somit hinterlegt sein, welche Flansche miteinander korrespondieren können und ob bestimmte Lagen der Flanschverbindung zugelassen werden und andere Lagen in der Flanschverbindung auszuschließen sind. Weiterhin ist es nötig die Lage der Datenäquivalente im Raum eindeutig festzuhalten. Somit ist ihre Position sowie ihre Winkellage bezüglich der Position im Raum zu bestimmen. Über die Daten bezüglich der Raumlage sowie der Schnittstellen ist es möglich, die Datenäquivalente miteinander zu verknüpfen. Dies kann vorzugsweise mittels eines Computer-Adided-Design-(CAD)Programms erfolgen. Nach Art eines Baukastensystems kann jedes der Datenäquivalente ausgewählt und an ein weiteres Datenäquivalent angeflanscht werden. Somit ist es möglich, aus einer Vielzahl von Datenäquivalenten im Mindestfalle zwei Datenäquivalenten die räumliche Ausdehnung eines Körpers darzustellen. Ist eine Verknüpfung mehrerer Datenäquivalente erfolgt, wird ihre Lage innerhalb eines übergeordneten Datensystems dargestellt. Die Information über die verwendeten Datenäquivalente sowie deren Lage und Position innerhalb des übergeordneten Koordinatensystems kann nunmehr dazu genutzt werden, dass die Bilddatensätze, die jeweils für sich in eigenen Koordinatensystemen definiert vorliegen, in das übergeordnete Datensystem transformiert werden. Dabei wird berücksichtigt, dass gegenüber der ursprünglichen Lage der Bilddatensätze in dem ersten bzw. in dem zweiten Koordinatensystem eine Verkippung bzw. Verdrehung oder Verschwenkung des korrespondierenden Datenäquivalentes innerhalb des übergeordne ten Koordinatensystems erfolgt sein kann. Anhand der Informationen der korrespondierenden Datenäquivalente über die Verkippung, Verschwenkung oder Verdrehung und die Position im Raum ist es nunmehr möglich, den korrespondierenden Bilddatensatz aus seinem ursprünglich zugeordneten Koordinatensystem mit den entsprechenden Knotenpunkten in das übergeordnete Koordinatensystem zu transformieren.By the use of the image data transformation method according to the invention can be waived by such complex investigation methods. Furthermore, the image data transformation method can be used be in order to be manageable Time different comparatively complex spatially extended constructions calculate one after the other and compare the results with each other, to select the most suitable construction. In a simplest way Trap can be a body with a spatial Expansion composed of two modules. For this it is necessary that each of the modules is stored in an image data set, each one the image data sets each having a set of nodes and the respective Nodes defined within each coordinate system are. It is relatively complex and confusing, with the image data sets of Modules to operate. Therefore, it is beneficial to look at each one the image data sets a corresponding data equivalent assigns. This corresponding data equivalent can be completed Be concerned about the construction of the plant, that is, the data equivalents can in their complexity be simplified. It is essential for these only that certain Key data are stored. For this it is important in the data equivalent for example, to define interfaces. Such interfaces are preferably flanges over which the real modules are connected to each other. In the image data set must therefore be deposited, which flanges can correspond with each other and whether certain positions of the flange connection are permitted and others Layers in the flange connection are excluded. It continues necessary the Location of the data equivalents to be clearly recorded in the room. Thus, their position as well as theirs Angular position re to determine the position in space. About the data regarding the Location and interfaces, it is possible to use the data equivalents to connect with each other. This can preferably be done by means of a computer-aided-design (CAD) program. In the manner of a modular system, each of the data equivalents can be selected and to another data equivalent be flanged. Thus, it is possible to choose from a variety of data equivalents in the minimum case two data equivalents the spatial Expansion of a body display. Is a link several data equivalents is done, its location within a parent data system shown. The information about the data equivalents used as well their location and position within the parent coordinate system can now be used to ensure that the image data sets, the each for are defined in their own coordinate systems, in the parent Data system to be transformed. It takes into account that compared to the original Location of the image records in the first and in the second coordinate system, a tilt or rotation or pivoting of the corresponding data equivalent within the superior Coordinate system can be done. Based on the information of corresponding data equivalents over the tilt, It is now pivoting or twisting and the position in space possible, the corresponding image data record from its originally assigned Coordinate system with the corresponding nodes in the parent Transform coordinate system.

Die Bilddatensätze können so in dem ursprünglichen Koordinatensystem gepflegt werden. Die Anzahl und die Lage der Knotenpunkte können dort angepasst werden. So ist es beispielsweise auch möglich, Änderungen in der Konstruktion von Modulen in dem ursprünglichen Bilddatensatz durch Änderungen von Knotenpunkten nachzubilden. Somit ist es möglich, die Bilddatensätze innerhalb des ersten bzw. des zweiten Koordinatensystems jeweils zu optimieren. Wenn der Konstruktionsprozess mit Hilfe der Datenäquivalente mehrfach erfolgt, kann jeweils auf aktualisierte und optimierte Bilddatensätze mit einer jeweiligen Menge von Knotenpunkten zurückgegriffen werden. Dadurch ist eine effektivere Überprüfung von räumlich ausgedehnten Konstruktionen möglich.The Image data sets can so in the original one Coordinate system are maintained. The number and location of the nodes can there be adjusted. For example, it is also possible to make changes in the construction of modules in the original image data set by changes to replicate from nodes. Thus, it is possible to use the image data sets within to optimize the first and the second coordinate system respectively. If the design process using the data equivalents done multiple times, each can be updated and optimized Image data sets be accessed with a respective set of nodes. Thereby is a more effective review of spatial extended constructions possible.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass Raumkoordinaten Bilddatensatz für Bilddatensatz nacheinander in das übergeordnete Koordinatensystem transformiert werden.A Further advantageous embodiment may provide that spatial coordinates Image data record for image data set one after the other into the higher-level coordinate system be transformed.

Durch eine Verarbeitung und Transformation der Bilddatensätze zeitlich nacheinander ist es möglich, begrenzte Rechenkapazitäten vorzuhalten. Die Anzahl von parallel durchzuführenden Transformationen wird dadurch vermindert. Trotz geringer Rechenkapazitäten ist ein effektives und rasches Transformieren von Bilddaten möglich.By a processing and transformation of the image data sets in time one after the other it is possible limited computing capacity reproach. The number of parallel transformations will be thereby diminished. Despite low computational capacity is an effective and rapid transformation of image data possible.

Vorteilhafterweise kann weiterhin vorgesehen sein, dass nach der Transformation aller Raumkoordinaten der Bilddatensätze in das übergeordnete Koordinationssystem diese zu einem gemeinsamen transformierten Bilddatensatz zusammengefügt werden.advantageously, can be further provided that after the transformation of all Spatial coordinates of the image datasets into the higher-level coordination system these are merged into a common transformed image data set.

Nach einer Transformation aller Bilddatensätze in das übergeordnete Koordinatensystem liegen die Bilddatensätze zwar räumlich unmittelbar aneinander liegend an definierten Schnittstellen wie Flanschen von Modulen der räumlich ausgedehnten Konstruktion vor, jedoch ist eine Wechselwirkung zwischen den Knotenpunkten in dieser Form nur bedingt möglich. Daher ist es vorteilhaft aus den mehreren transformierten Bilddatensätzen einen gemeinsamen transformierten Bilddatensatz zu erzeugen. Dabei werden alle Knotenpunkte, die vorher einen bestimmten Bilddatensatz zugeordnet waren und in das übergeordnete System transformiert wurden, zu einem gemeinsamen Bilddatensatz verschmolzen. Das kann beispielsweise passieren, indem einzelne Knoten miteinander verschmolzen werden, und/oder zwischen einzelnen Knoten, die bisher verschiedenen Bilddatensätzen zugeordnet waren, bestimmte Mittlungsfunktionen definiert werden. Da bereits jeder der ursprünglich vorliegenden Bilddatensätze hinsichtlich seiner Lage von Knotenpunkten optimiert wurde, liegt nach einem Zusammenfügen mehrerer jeweils für sich optimierter Bilddatensätze ein gemeinsamer transformierter Bilddatensatz vor, welcher in Gänze optimiert ist. Da jeder der Bilddatensätze für sich optimiert wird, kann bei einer Konstruktion mit den Datenäquivalenten und einem Verknüpfen der Datenäquivalente miteinander immer auf vorteilhafte Bilddatensätze zurückgegriffen werden. Gegenüber dem den bisher bekannten Verfahren, wobei ausgehend von einer Konstruktion ein für diese Konstruktion spezieller Bilddatensatz mit einer Vielzahl von Knotenpunkten in einem Koordinatensystem erzeugt und optimiert wird, hat das erfin dungsgemäße Bildtransformationsverfahren den Vorteil, dass eine Optimierung der Knotenpunkte und des gemeinsamen transformierten Bilddatensatzes nicht mehr erforderlich ist. Weiterhin wird die Genauigkeit der Überprüfung einer räumlichen Anordnung hinsichtlich ihrer mechanischen Festigkeit verbessert, da parallel eine Vielzahl von Konstruktionen überprüft werden können und bei der Feststellung einer Optimierungsnotwendigkeit jeweils in dem ursprünglichen ersten oder zweiten Bilddatensatz die Optimierung erfolgen kann. Weitere Berechnungen können dann, ausgehend von den optimierten Bilddatensätzen erfolgen. Dadurch wird ein iterativer Prozess gepflegt, welcher zu immer genaueren Bilddatensätze innerhalb des übergeordneten Koordinatensystems führt.To a transformation of all image data records into the higher-level coordinate system are the image data sets although spatially immediately adjacent to each other at defined interfaces such as flanges of modules of spatial extended construction, however, is an interaction between the nodes in this form only partially possible. Therefore, it is advantageous from the plurality of transformed image data sets a common transformed Create image data set. In doing so, all nodes that are previously were assigned to a specific image record and into the parent System were transformed to a common image data set merged. This can happen, for example, by single nodes fused together, and / or between individual nodes, the previously different image data sets were assigned, certain averaging functions To be defined. Since already each of the original image data sets in terms its location has been optimized by junctions, is after a Put together several each for optimized image data sets a common transformed image data set which optimizes in its entirety is. Because each of the image records for themselves can be optimized in a design with the data equivalents and linking the data equivalents always be used with each other on advantageous image data sets. Compared to the the previously known method, starting from a construction one for this construction special image data set with a variety of Nodes are generated and optimized in a coordinate system, has the inven tion proper image transformation method the advantage of optimizing the nodes and the common transformed image data set is no longer required. Farther will check the accuracy of a spatial Improved arrangement in terms of mechanical strength, since a variety of constructions can be checked in parallel and in the determination an optimization need respectively in the original first one or second image data set the optimization can be done. Further Calculations can then, starting from the optimized image data sets. This will maintained an iterative process, which leads to ever more accurate image data sets within of the parent Coordinate system leads.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass jedes Datenäquivalent zumindest eine Koppelstelle zum verbinden mit einem weiteren Datenäquivalent aufweist.A Another advantageous embodiment may provide that each data equivalent at least one coupling point to connect to another data equivalent having.

Eine Koppelstelle kann beispielsweise eine Flanschverbindung an einem Gehäuse sein. Über derartig definierte Koppelstellen ist es möglich, die Datenäquivalente miteinander nur in bestimmten definierten Positionen zu verknüpfen. Dies können zum einen konstruktionsbedingte Vorgaben sein, zum anderen können es auch bewusst Einschränkungen gewählt sein. So kann beispielsweise vorgesehen sein, dass nur Flansche mit miteinander korrespondierenden Abmaßen als Koppelstelle fungieren und die Datenäquivalente nur bei einem Übereinstimmen der Flanschdaten miteinander verbunden werden können. Darüber hinaus kann weiterhin eine Einschränkung hinsichtlich der Lage der Datenäquivalente zueinander über die Koppelstelle einer bestimmten Einschränkung unterworfen sein. Beispielsweise kann bei der Ausgestaltung eines kreisrunden Flansches vorgesehen sein, dass nur bestimmte Verdrehungen um den Kreisumfang der zu verbindenden Flansche zugelassen sind. So kann es beispielsweise vorgesehen sein, dass Drehungen um eine Achse des Flansches beispielsweise nur um 90 Grad, 20 Grad usw. zugelassen werden. Neben dem vorstehenden Vorsehen von Flanschen als Koppelstelle können auch andere Verbindungsarten vorgesehen sein. Beispielsweise können auch entsprechende Steckverbindungen, Schweißverbindungen, Klebeverbindungen, Schrumpfverbindungen usw. in den Datenäquivalenten hinterlegt sein. Dabei ist durch die Datenäquivalente sichergestellt, dass nur miteinander korrespondierende Verbindungspartner eine Verknüpfung der Datenäquivalente miteinander zulassen.A Coupling point, for example, a flange on a casing be. About such defined coupling points, it is possible the data equivalents to link together only in certain defined positions. This can on the one hand there are design-related specifications, on the other hand it can also aware of limitations chosen be. For example, it may be provided that only flanges with mutually corresponding dimensions act as a coupling point and the data equivalents only if they match the flange data can be interconnected. In addition, a continue restriction regarding the location of the data equivalents over each other be subjected to the coupling point of a certain restriction. For example can be provided in the design of a circular flange be that only certain twists around the circumference of the connecting flanges are allowed. For example, it can be provided that rotations about an axis of the flange, for example only be allowed by 90 degrees, 20 degrees and so on. In addition to the above Providing flanges as a coupling point can also be other types of connection be provided. For example, corresponding plug connections, Welds, Adhesive joints, shrink joints, etc. in the data equivalents be deposited. It is ensured by the data equivalents, that only mutually corresponding connection partners a link of the data equivalents allow each other.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass ein Datenäquivalent ein Volumen eines Raumkörpers abbildet.A Further advantageous embodiment may provide that a data equivalent a volume of a space body maps.

Wie gasisolierte Schaltanlagen sind auch eine Vielzahl von anderen Konstruktionen modulartig aufgebaut. An einer gasisolierten Schaltanlage wird ein Modul beispielsweise durch einen Druckbehälter des Kapselungsgehäuses definiert. Dieser Druckbehälter ist ein Raumkörper, welcher bestimmte Koppelstellen, beispielsweise Flanschverbindungen, aufweist. Das Datenäquivalent bildet das Volumen des Raumkörpers ab. Dabei kann die Abbildung des Volumens jedoch hinsichtlich der Art und Weise des Verknüpfens mehrerer Datenäquivalente miteinander optimiert sein. So kann das Datenäquivalent lediglich beispielsweise einen Hüllkörper darstellen, oder lediglich mögliche Koppelstellen aufweisen, deren Lage im Raum definiert ist. Dadurch ist es möglich, dass mehrere Datenäquivalente miteinander verknüpfbar sind. Die Datenäquivalente können dabei im Raum geschwenkt, gedreht, verkippt und auch innerhalb des Raumes verschoben werden. Ein weiteres an ein in bestimmter Weise im Raum positioniertes Datenäquivalent anzukoppelndes Datenäquivalent ist in entsprechend gleichartiger Weise zu verkippen und über die Koppelstellen, welche zuläs sig sind, an das ursprünglich im Raum positionierte Datenäquivalent in seiner Lage anzupassen.Like gas-insulated switchgear, a multitude of other constructions are modular in design. At a gas-insulated switchgear a module is defined for example by a pressure vessel of the encapsulating. This pressure vessel is a space body, which has certain coupling points, such as flange connections. The data equivalent represents the volume of the space body. However, the mapping of the volume may be optimized with respect to the way in which multiple data equivalents are linked together. Thus, the data equivalent can only represent, for example, an enveloping body, or merely have possible coupling points whose position is defined in space. This makes it possible for multiple data equivalents to be linked together. The data equivalents can be swiveled in space, rotated, tilted and also moved within the room. Another data equivalent to be coupled to a data equivalent positioned in space in a particular manner Lent is to be tilted in accordance with similar manner and adapt via the coupling points, which are permiss sig, to the originally positioned in space data equivalent in its position.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Knotenpunkte eines Bilddatensatzes jeweils innerhalb des Volumens des zugehörigen, durch ein Datenäquivalent abgebildeten Raumkörpers angeordnet sind.A Further advantageous embodiment may provide that the nodes an image data set, respectively within the volume of the associated, by a data equivalent illustrated spatial body are arranged.

Die Knotenpunkte eines Bilddatensatzes sind in ihrer Lage derart gewählt, dass sie einen durch ein zugeordnetes Datenäquivalent abgebildeten Raumkörper in seinem Volumen annähernd wiedergeben. Dazu können die Knotenpunkte auf der Oberfläche des Raumkörpers angeordnet sein aber auch im Innern des Volumens des Raumkörpers liegen. Je nach Form, verwendeten Materialien usw. für die später real auszuführende Konstruktion kann die Lage und die Anzahl der Knotenpunkte variieren.The Nodes of an image data set are selected in their position such that they represent a spatial body imaged by an associated data equivalent approaching its volume play. Can do this the nodes on the surface of the room body be arranged but also lie in the interior of the volume of the space body. Depending on the shape, materials used, etc. for the later real construction to be carried out The location and the number of nodes can vary.

Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass zwischen zumindest zwei Knotenpunkten ein Element angeordnet ist, welches Mittlungsfunktionen von physikalischen Größen zwischen den zwei Knotenpunkten abbildet.Farther can be advantageously provided that between at least two nodes an element is arranged which has averaging functions of physical Sizes between the two nodes represents.

Als Elemente zwischen Knotenpunkten kommen im einfachsten Falle bei der Verbindung zweier Knotenpunkte linienförmige Elemente zum Einsatz. Darüber hinaus können auch Membranen, also flächige Elemente oder auch räumlich ausgedehnte Elemente, wie Tetraeder, Oktaeder usw. Verwendung finden. Jedes dieser Elemente weist zumindest eine Mittlungsfunktion auf, um physikalische Größen zwischen zumindest zwei Knoten zu übertragen. Die Mittlungsfunktionen können beispielsweise die Übertragung von Kräften, mechanischen Spannungen, Momenten usw. definieren. Durch den Einsatz derartiger Elemente werden die Knotenpunkte miteinander vernetzt. Diese Vernetzung er möglicht es, beispielsweise ein aufgrund einer äußeren Kraftwirkung an einem Knotenpunkt angreifende Kraft in einen Bilddatensatz einzuleiten und die Wechselwirkung mit weiteren Knotenpunkten zu verfolgen.When Elements between nodes come in the simplest case the connection of two nodes linear elements used. Furthermore can also membranes, so flat Elements or even spatially extensive elements such as tetrahedrons, octahedra, etc. find use. Each of these elements has at least one averaging function, to physical sizes between to transfer at least two nodes. The averaging functions can for example, the transmission of forces, Define mechanical stresses, moments, etc. Because of the engagement such elements, the nodes are networked together. This networking makes it possible it, for example, due to an external force on a Node attacking force in an image data set to initiate and to track the interaction with other nodes.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass die Raumkoordinaten der Knotenpunkte jedes Bilddatensatzes in einer Knotendatei und die zugehörigen Elemente in einer Elementedatei gespeichert sind, wobei Elemente und Knotenpunkte einander eindeutig zugeordnet sind.A Further advantageous embodiment can provide that the spatial coordinates the nodes of each image record in a node file and the associated Elements are stored in an element file, with elements and nodes are uniquely associated with each other.

Eine separate Speicherung von Knotenpunkten je Bilddatensatz und der zugehörigen Elemente in einer Elementedatei ermöglicht zum einen eine eindeutige Definition von Eigenschaften des Bilddatensatzes. Zum anderen gestattet diese Art der Speicherung die Bearbeitung von Knoten und Elementen in separater Form.A separate storage of nodes per image data set and the associated Elements in an element file allow for a unique Definition of properties of the image data set. On the other hand allowed this way of storing the editing of nodes and elements in a separate form.

Eine derartige Knotendatei und Elementedatei kann dabei sowohl für jeden der Bilddatensätze vorliegen und ausgehend von diesen Dateien kann nach einer Transformation der Knotenpunkt in ein übergeordnetes Koordinatensystem eine Erzeugung einer entsprechenden Knotendatei und zugehörigen Elementedatei vorgesehen sein. Wobei in diese übergeordnete Knoten- und zugehörigen Elementedatei die Informationen aus den vor der Transformation in einer Vielzahl von Knoten- und Elementedateien, die den jeweiligen untransformierten Bilddatensätzen zugeordnet sind, einfließen.A such node file and element file can be for each the image data sets are present and starting from these files can after a transformation the node in a parent Coordinate system a generation of a corresponding node file and associated element file be provided. Being in this parent Node and associated Elementfile the information from the before the transformation in a variety of node and element files that correspond to each untransformed image data sets are included.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung der Erfindung sieht vor, dass der gemeinsame transformierte Bilddatensatz mit physikalischen Größen beaufschlagbar ist und eine Berechnung von Lageänderungen der Knotenpunkte nach der Finite-Elemente-Methode erfolgt.A Further advantageous embodiment of the invention provides that the common transformed image data set can be acted upon by physical variables is and a calculation of changes in position the nodes according to the finite element method is done.

Mit der Erzeugung eines gemeinsamen transformierten Bilddatensatzes ist es möglich, für komplexe Raumkörper eine Berechnung von Lageänderungen der Knotenpunkte nach der Finite-Elemente-Methode vorzunehmen. Bei der Finiten-Elemente-Methode wird der transformierte Bilddatensatz mit physikalischen Größen beaufschlagt; beispielsweise von außen einwirkende Kräfte, die von einem Erdbeben oder durch die Gewichtskraft der Gesamtkonstruktion oder aufgrund von thermischer Beanspruchung bewirkt sind. Durch die Finite-Elemente-Methode ist es möglich, an einem bestimmten Knotenpunkt bzw. bestimmten Knotenpunkten bzw. Elementen Kräfte angreifen zu lassen und die Reaktion des transformierten Bilddatensatzes zu ermitteln.With the generation of a common transformed image data set Is it possible, for complex space bodies a calculation of changes in position the nodes according to the finite element method make. The finite element method becomes the transformed image dataset subjected to physical quantities; for example from the outside acting forces, that of an earthquake or the weight of the overall structure or caused by thermal stress. By The finite element method makes it possible to connect to a specific node or certain nodes or elements forces to attack and to determine the response of the transformed image data set.

Eine vorteilhafte Ausgestaltung kann weiter vorsehen, dass die Datenäquivalente in einem Computer-Aided-Design-(CAD-) Programm hinterlegt sind und mit dem CAD-Programm mehrere Datenäquivalente verknüpft werden.A advantageous embodiment may further provide that the data equivalents are stored in a computer-aided design (CAD) program and be associated with the CAD program several data equivalents.

Ein Zusammenführen von räumlich ausgedehnten Körpern, die vorzugsweise modulartig ausgebildet sind, kann in einfacher Weise mittels Computer-Aided-Design (CAD) Programmen erfolgen. Dabei ist es vorteilhaft, wenn die Datenäquivalente mit dem CAD-Programm verknüpft sind. Nach einem Konstruieren mittels des CAD-Programms und einer damit erfolgten Verknüpfung der Datenäquivalente innerhalb des übergeordneten Koordinatensystems können diese Informationen genutzt werden, um die vorliegenden Bilddatensätze (erster, zweiter Bilddatensatz) in das übergeordnete Koordinatensystem zu transformieren und daraus folgend innerhalb dieses übergeordneten Koordinatensystems einen gemeinsamen transformierten Bilddatensatz zu erzeugen. Die Operationen mit den Bilddatensätzen und die Transformation kann dabei innerhalb eines Programms zur Be rechnung nach der Finite-Elemente-Methode erfolgen. Durch die Trennung von Konstruktionen (Verknüpfung der Datenäquivalente) und der Erzeugung eines gemeinsamen transformierten Bilddatensatzes in dem übergeordneten Koordinatensystem kann ein arbeitsteiliges Verfahren durchgeführt werden. Die Verbindung der Bilddatensätze und der korrespondierenden Datenäquivalente erfolgt dabei zu großen Teilen über die Koordinatensysteme, wobei das CAD-Programm das übergeordnete Koordinatensystem definiert und das FEM-Programm die Bilddatensätze vorhält und die Transformation in das von dem CAD-Programm ausgeleitete übergeordnete Koordinatensystem mit der dort festgelegten Lage der Datenäquivalente organisiert. Die Organisation kann jedoch auch von dem CAD-Programm vorgenommen werden.A merging of spatially extended bodies, which are preferably designed in a modular manner, can be carried out in a simple manner by means of computer-aided design (CAD) programs. It is advantageous if the data equivalents are linked to the CAD program. After being constructed using the CAD program and thus linking the data equivalents within the parent coordinate system, this information can be used to transform the existing image data sets (first, second image data set) into the higher-level coordinate system and, consequently, within this parent coordinate system to generate transformed image data set. The operations with the image data sets and the Transformation can take place within a program for the calculation according to the finite element method. By separating constructions (linking of the data equivalents) and generating a common transformed image data set in the superordinate coordinate system, a work-sharing method can be carried out. The connection of the image data sets and the corresponding data equivalents takes place to a large extent on the coordinate systems, the CAD program defines the parent coordinate system and the FEM program holds the image data records and the transformation into the superordinate coordinate system derived from the CAD program with the there fixed position of the data equivalents. However, the organization can also be carried out by the CAD program.

Eine weitere vorteilhafte Ausgestaltung kann vorsehen, dass eine Vorrichtung zur Durchführung des Verfahrens mit zumindest einem Teil der vorstehend beschriebenen Verfahrensschritte erfolgt. Eine derartige Vorrichtung ist beispielsweise ein elektronischer Rechner (Computer).A Another advantageous embodiment may provide that a device to carry out the Method with at least part of the above-described Process steps takes place. Such a device is for example an electronic computer (computer).

Weiterhin kann vorteilhaft vorgesehen sein, dass ein Computerprogrammprodukt ein computerlesbares Medium mit Programmanweisungen umfasst, die durch einen Computer ausführbar sind und gemäß einem Verfahren nach zumindest einigen der Schritte des vorstehenden Verfahrens zur Bilddatentransformation ermöglicht.Farther can be advantageously provided that a computer program product includes a computer readable medium having program instructions that executable by a computer are and according to one Method according to at least some of the steps of the above method allows for image data transformation.

Durch ein entsprechendes Computerprogrammprodukt können eine große Anzahl von komplexen Berechnungen in kurzen Zeiträumen vorgenommen werden.By a corresponding computer program product can be a large number be made of complex calculations in short periods of time.

Im Folgenden wird ein Ausführungsbeispiel der Erfindung schematisch in Figuren gezeigt und nachfolgend näher beschrieben.in the Below is an embodiment of the Invention shown schematically in figures and described in more detail below.

Dabei zeigt diethere show the

1 eine Konstruktionszeichnung eines räumlich ausgedehnten Körpers, der aus verschiedenen Einzelmodulen zusammengesetzt ist, die 1 a construction drawing of a spatially extended body, which is composed of various individual modules, the

2 ein Datenäquivalent eines ersten Bilddatensatzes, die 2 a data equivalent of a first image data set, the

3 einen ersten Bilddatensatz zu dem Datenäquivalent und die 3 a first image data set to the data equivalent and the

4 die Ansicht eines gemeinsamen transformierten Bilddatensatzes. 4 the view of a common transformed image data set.

Die 1 zeigt eine Seitenansicht einer gasisolierten Schaltanlage, deren Kapselungsgehäuse aus einer Vielzahl von modulartigen Druckbehältern gebildet ist. Beispielhaft ist aus der 1 ein so genannter Kreuzbaustein herausgezogen, dessen Datenäquivalent in der 2 dargestellt ist. Das Datenäquivalent zeichnet sich dadurch aus, dass mehrere Koppelstellen definiert sind, welche innerhalb eines übergeordneten Koordinatensystems eindeutig in ihrer Lage festlegbar sind. Da der Kreuzbaustein jeweils bezüglich des Druckbehälters gleichartig ausgeführt ist, kann jeweils auf dasselbe Datenäquivalent zurückgegriffen werden. Dieses Datenäquivalent kann mehrfach genutzt werden und mit anderen Datenäquivalenten verknüpft werden. Die Lage und die Position der Datenäquivalente werden durch die in der 1 gezeigte Konstruktion festgelegt. In der 2 ist ein Datenäquivalent modellhaft dargestellt, wobei Koppelstellen durch kreisförmige Scheiben dargestellt sind. Mehrere von diesen Datenäquivalenten sind nunmehr in Abhängigkeit der in der 1 gezeigten Konstruktionszeichnungen innerhalb eines übergeordne ten Koordinatensystems positioniert, so dass mittels entsprechender Datenäquivalente die Konstruktionszeichnung aus der 1 nachgebildet ist, wobei jedes der Datenäquivalente an einer bestimmten Position in bestimmter Lage innerhalb des übergeordneten Koordinatensystems angeordnet ist. Bei der Anordnung der Datenäquivalente wird geprüft, ob die einander zugeordneten Koppelstellen zwischen benachbarten Datenäquivalenten in dieser Form und Lage zulässig sind.The 1 shows a side view of a gas-insulated switchgear whose encapsulating is formed from a plurality of modular pressure vessels. Exemplary is from the 1 pulled out a so-called cross-block, whose data equivalent in the 2 is shown. The data equivalent is characterized in that a plurality of coupling points are defined, which are clearly defined in their position within a higher-level coordinate system. Since the cross-block is executed in each case similar to the pressure vessel, can be used in each case to the same data equivalent. This data equivalent can be used multiple times and linked to other data equivalents. The location and position of the data equivalents are determined by the in the 1 shown construction determined. In the 2 a data equivalent is modeled, where coupling points are represented by circular discs. Several of these data equivalents are now dependent on in the 1 Positioned design drawings within a superior coordinate system, so that by means of corresponding data equivalents, the design drawing from the 1 is modeled, wherein each of the data equivalents is arranged at a certain position in a specific position within the parent coordinate system. In the arrangement of the data equivalents, it is checked whether the mutually associated coupling points between adjacent data equivalents in this form and position are allowed.

Jedem der Datenäquivalente ist ein Bilddatensatz zugeordnet, welcher aus einer Vielzahl von Knotenpunkten gebildet ist (siehe 3). Zwischen den Knotenpunkten sind Elemente angeordnet, welche eine Mittlungsfunktion von physikalischen Größen zwischen zumindest zwei Knoten darstellen. Wie in der 1 zu erkennen ist, sind an der dort dargestellten Schaltanlage drei so genannte Kreuzbausteine verwendet. Jeder dieser drei Kreuzbausteine weist ein und dasselbe Datenäquivalent auf. Wobei dieses Datenäquivalent einmal in einer Datenbank eindeutig definiert hinterlegt ist. Bei einer Konstruktion zur Erzielung der in der 1 dargestellten Schaltanlage ist dasselbe Datenäquivalent dreimal zu verwenden, wobei jeweils unterschiedliche Positionen im Raum eingenommen werden und diese Positionen mit unterschiedlichen Lagen des Datenäquivalentes verbunden sind. Ausgehend von dem Datenäquivalent mit seiner bestimmten Lage und Position wird nunmehr auf den Bilddatensatz zurückgegriffen und die dort definierten Knotenpunkte des dortigen Koordinatensystems werden auf das übergeordnete Koordinatensystem umgerechnet. Dadurch ist es möglich, dass jeder der drei in der gasisolierten Schaltanlage verwendeten Kreuzbausteine auf denselben optimierten Bilddatensatz zurückgreift. Dieser Bilddatensatz muss demzufolge nur einmal erzeugt und gepflegt werden. Der Bilddatensatz wird über die Datenäquivalente bezüglich der Positionen der Knotenpunkte sowie der Elemente umgerechnet.Each of the data equivalents is associated with an image data set, which is formed from a plurality of nodes (see 3 ). Between the nodes are arranged elements which represent an averaging function of physical quantities between at least two nodes. Like in the 1 can be seen, three so-called cross-blocks are used on the switchgear shown there. Each of these three cross building blocks has one and the same data equivalent. Whereby this data equivalent is once clearly defined in a database. In a construction for achieving in the 1 The switchgear shown is to use the same data equivalent three times, each with different positions in space occupied and these positions are connected to different layers of the data equivalent. Starting from the data equivalent with its specific position and position, the image data record is now used and the nodes of the coordinate system defined there are converted to the higher-level coordinate system. This makes it possible that each of the three cross-blocks used in the gas-insulated switchgear relies on the same optimized image data set. Consequently, this image data record must only be created and maintained once. The image data set is about the data equivalents with respect to the positions of Kno points and the elements.

Beispielhaft ist in den 1 bis 4 das Erzeugen eines gemeinsamen transformierten Bilddatensatzes in dem übergeordneten Koordinatensystem dargestellt. Diese Transformation erfolgt vorzugsweise Bilddatensatz für Bilddatensatz nacheinander. Neben den in den 1 bis 4 dargestellten Kreuzbaustein werden auch die weiteren Module, die in der 1 erkennbar sind, über deren jeweilige Datenäquivalente mit ihren Positionen und Lagen im Raum im übergeordneten Koordinatensystem definiert. Die jeweilig zugeordneten Bilddatensätze werden in das übergeordnete Koordinatensystem transformiert. Nachdem alle Bilddatensätze, die ein entsprechendes Datenäquivalent aufweisen, in das übergeordnete Koordinatensystem transformiert worden sind, können die entsprechenden Knotendateien und Elementedateien der verwendeten Bilddatensätze zu einer gemeinsamen Knoten- bzw. Elementedatei zusammengefügt werden. Dabei sind die an den Schnittstellen liegenden Kostenpunkte benachbarter, nunmehr transformierter Bilddatensätze miteinander zu verschmelzen oder durch geeignete Mittlungsfunktionen miteinander zu verknüpfen. Mit dem Erzeugen einer gemeinsamen Knoten- sowie einer gemeinsamen Elementedatei ist ein gemeinsamer transformierter Bilddatensatz erzeugt. Anhand dieses gemeinsamen transformierten Bilddatensatzes, der in dem übergeordneten Koordinatensystem definiert ist, kann nunmehr die Anwendung der Finiten-Elemente-Methode erfolgen, um ein mechanisches Verhalten der räumlich ausgedehnten Konstruktion zu ermitteln.Is exemplary in the 1 to 4 the generation of a common transformed image data set in the parent coordinate system shown. This transformation preferably takes place image data record for image data set one after the other. In addition to those in the 1 to 4 shown cross block are also the other modules in the 1 are identifiable via their respective data equivalents with their positions and positions in space defined in the parent coordinate system. The respective assigned image data sets are transformed into the higher-level coordinate system. After all image data records which have a corresponding data equivalent have been transformed into the higher-level coordinate system, the corresponding node files and element files of the image data records used can be combined to form a common node or element file. In this case, the cost points of neighboring, now transformed image data sets lying at the interfaces are to be merged with each other or linked together by suitable averaging functions. With the creation of a common node and a common element file, a common transformed image data set is generated. Based on this common transformed image data set, which is defined in the parent coordinate system, the application of the finite element method can now be carried out in order to determine a mechanical behavior of the spatially extended construction.

Um das Verfahren effektiv durchführen zu können, ist es vorteilhaft, ein CAD-Programm sowie ein Programm zur Berechnung der Finiten-Elemente-Methode einzusetzen. Der Vorteil des Verfahrens besteht darin, dass vom CAD-Modell eines oder mehrerer Schaltanlagen leicht ein FEM-Modell generiert werden kann. Das FEM-Modell bedarf nur noch der zusätzlichen Eingabe der anzusetzenden Lasten und der Randbedingungen, um die mechanischen Verhältnisse berechnen zu können.Around to perform the procedure effectively to be able to It is beneficial to have a CAD program as well as a program for calculation to use the finite element method. The advantage of the method exists in that of the CAD model of one or more switchgear easily a FEM model can be generated. The FEM model only needs still the extra Input of the applied loads and the boundary conditions to the mechanical conditions to be able to calculate.

Übergabestellen bzw. Ableitungen zwischen CAD und FEM sind bekannt. Sie geschehen üblicherweise über standardisierte Formate (z. B. IGES oder DXF). Je nach Anwendung wird vom CAD-Modell direkt abgeleitet oder die abzuleitenden Daten werden im CAD-Programm entsprechend vorbereitet und dann an das FEM-Programm übergeben. Mechanisch gute Berechnungsergebnisse können mit bekannten Methoden nur erreicht werden, wenn aus den Flächen und Linien des CAD im FEM so genannte Volumenelemente erzeugt werden. Dabei arbeitet man in Schleifen bis ein optimales Ergebnis erreicht ist. Verfahrensbedingt wird hierbei das CAD-Modell ständig verändert, das heißt, bei jeder Schleife muss die Erzeugung der Volumenelemente neu vonstatten gehen. Die im Programm einzustellende Feinheit der Modellierung geht in die Qualität der Ergebnisse ein und muss situationsgerecht beeinflusst sein – zum Beispiel wenn der gewählte Feinheitsgrad nicht zum abgeleiteten Modell passt oder die Berechnungsergebnisse zu ungenau sind. Eine hohe Ergebnisqualität bei der Berechnung des Kapselungsgehäuses bedarf meist eines entsprechenden Aufwands bei der Modellierung. Mit steigender Größe und Komplexität steigt dieser Aufwand.Transfer points or derivatives between CAD and FEM are known. They usually happen via standardized Formats (eg IGES or DXF). Depending on the application, the CAD model is used derived directly or the data to be derived are in the CAD program prepared accordingly and then handed over to the FEM program. Mechanically good calculation results can be done using known methods can only be achieved if out of the areas and lines of CAD in FEM so-called volume elements are generated. You work here in loops until an optimal result is achieved. Due process this is the CAD model constantly changed this means, in each loop, the generation of the volume elements must be redone. The fineness of the modeling to be set in the program goes into the quality the results and must be influenced by the situation - for example if the chosen one Fineness does not match the derived model or the calculation results too inaccurate. A high quality result in the calculation of the encapsulating needs usually a corresponding effort in the modeling. With rising Size and complexity is increasing this effort.

Der erfindungsgemäße Ansatz einer Kopplung orientiert sich daher an dem Vorgehen beim Aufbau einer Schaltanlage mittels CAD. Dort werden in der Datei der Anordnungszeichnung nur Positionen, Lage und Name der CAD-Module gespeichert. Das Aussehen der einzelnen CAD-Module selbst wird bei jedem Programmstart aus einer Datenbank (Datenäquivalente) abgerufen. In ähnlicher Weise wird nun das FEM-Modell erzeugt. Die Information von Position, Lage und der Name der Datenäquivalente werden aus der CAD-Datei abgerufen. In einer Datenbank liegen spiegelbildlich zu den CAD-Modulen die Daten der FEM-Module (Bilddatensätze). Die Daten der FEM-Module liegen in Form von Knoten- und dazugehörigen Element-Dateien vor. Für jeden Druckbehälter gibt es ein zugehöriges FEM-Modul. Innerhalb einer Knotendatei wird jeder Knotenpunkt mit einer Nummer und den 3D-Raumkoordinaten des FEM-Moduls beschrieben. Eine Elementdatei besteht aus wiederum nummerierten Elementen, welche durch mehrere Knotenpunktenummern beschrieben sind. Um ein FEM-Gesamtmodell zu erzeugen, wird zuerst jede Koordinate eines Knotenpunktes über die Lage des Datenäquivalentes im CAD auf die neuen Koordinaten transformiert. Die Knotenpunktnummern werden auf innerhalb der Gesamtanlage eindeutige Indexnummern verändert. Danach werden innerhalb der Elementdatei die ursprünglichen Knotenpunktnummern durch die neuen Indexnummern ersetzt. Dies geschieht für jedes vorhandene Gehäuse in der Gesamtanlage. Als letzter Schritt werden alle nun neu erzeugten Knotenpunkte und Elementdateien zusammengefügt. Hierzu werden alle Knotenpunkte der einzelnen Dateien in eine Gesamt-Knotendatei und alle nun vorhandenen Elemente in eine Gesamt-Elementdatei geschrieben. Diese neu erzeugten FEM-Dateien beinhalten nun die gesamte Schaltanlage mit der durch die einzelnen FEM-Module vorgegebenen Vernetzung. Nach dem Import dieser Datei in das eigentliche FEM-Programm werden die noch nicht verbundenen Koppelstellen mechanisch zusammengefügt, das heißt, es steht am Ende ein komplett und stabil vernetztes gasisolierte Schaltanlage zur Verfügung, welche nach Eingabe von Lasten und Randbedingungen berechnet werden kann. Vernetzungsprobleme entstehen nicht, da diese bereits beim Erstellen der Bilddatensätze bereinigt worden sind. Die Bilddatensätze wurden vor der Transformation nach Qualitätskriterien optimiert.The inventive approach of a coupling is therefore based on the procedure when building a switchgear using CAD. There, only the positions, position and name of the CAD modules are saved in the file of the layout drawing. The appearance of the individual CAD modules themselves is retrieved from a database (data equivalents) each time the program is started. Similarly, the FEM model is now generated. The information of position, location and the name of the data equivalents are retrieved from the CAD file. In a database, the data of the FEM modules (image datasets) are in mirror image to the CAD modules. The data of the FEM modules are in the form of node and associated element files. There is an associated FEM module for each pressure vessel. Within a node file, each node is described with a number and the 3D space coordinates of the FEM module. An element file consists of numbered elements, which are described by several node numbers. To create an overall FEM model, first, each coordinate of a node is transformed to the new coordinates via the location of the data equivalent in CAD. The node numbers are changed to unique index numbers within the overall plant. Thereafter, within the element file, the original node numbers are replaced with the new index numbers. This happens for every existing housing in the overall system. The last step is to merge all newly created nodes and element files. For this purpose, all nodes of the individual files are written into an overall node file and all the elements now present in a whole element file. These newly created FEM files now contain the entire switchgear with the networking specified by the individual FEM modules. After importing this file into the actual FEM program, the not yet connected coupling points are mechanically joined together, which means that at the end there is a completely and stably networked gas-insulated switchgear available, which can be calculated after input of loads and boundary conditions. Networking problems do not arise because they have already been cleaned up when creating the image data sets. The image records were wur optimized before the transformation according to quality criteria.

Claims

Image data transformation method, wherein a first image data set and a second image data set is present, each having a set of nodes, wherein the nodes of the first image data set as spatial coordinates of a first coordinate system and the nodes of the second image data set as spatial coordinates of a second coordination system, characterized in that the image data sets in each case a corresponding data equivalent is assigned, wherein a plurality of data equivalents can be linked together, a spatial extent of interlinked data equivalents within a parent coordinate system is represented and the spatial coordinates of the nodes of the first and the second coordinate system are transformed taking into account the associated data equivalents in the higher-level coordinate system ,

Method according to claim 1, characterized in that that spatial coordinates image data set for image data set one after the other into the higher-level coordinate system be transformed.

Method according to claim 1 or 2, characterized that after the transformation of all spatial coordinates of the image data records into the parent Coordination system this to a common transformed image data set together become.

Method according to one of claims 1 to 3, characterized that every data equivalent at least one coupling point to connect to another data equivalent having.

Method according to one of claims 1 to 4, characterized that one data equivalent one Volume of a space body maps.

Method according to claim 5, characterized in that that the nodes of an image data set within the Volume of the associated, by a data equivalent illustrated spatial body are arranged.

Method according to one of claims 1 to 6, characterized that arranged between at least two nodes, an element is which averaging functions of physical quantities between the two nodes represents.

Method according to one of the claims 7, characterized in that that the spatial coordinates of the nodes of each image data set in a node file and the associated elements in an element file are stored, with elements and nodes unique to each other assigned.

Method according to one of claims 3 to 8, characterized that the common transformed image data set with physical Sizes acted upon is and a calculation of changes in position the nodes according to the finite element method is done.

Method according to one of claims 1 to 9, characterized that the data equivalents in a CAD (computer-aided design) program are deposited and with the CAD program several data equivalents connected become.

Apparatus for carrying out the method according to one the claims 1 to 10.

Computer program product, characterized that the computer program product is a computer readable medium Includes program instructions that are executable by a computer and according to one Method according to one of the claims 1 to 10 are formed.