[發明專利]一種裝配體的自動拆卸方法

有效

• 申請號: 201310225943.X
• 申請日: 2013-06-07
• 公開（公告）號: CN103279621A
• 公開（公告）日: 2013-09-04
• 發明（設計）人: 郭建偉;嚴冬明;孟維亮;張曉鵬;董未名
• 申請（專利權）人: 中國科學院自動化研究所
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50
• 代理公司: 中科專利商標代理有限責任公司 11021
• 代理人: 宋焰琴

1.一種裝配體自動拆卸方法，包括如下步驟：

S1、根據裝配體的實際結構和形狀生成與該裝配體相應的數字化三維模型；

S2、對所述模型進行形狀分析以將其分割成多個部件，建立各部件的有向接觸關系，并計算各部件之間的遮擋關系；

S3、利用所述各部件的幾何特征計算模型的層次結構，將模型劃分為若干子裝配體模型，并計算各子裝配體模型的分解方向；

S4、根據所述遮擋關系和模型層次結構計算模型的分解序列，該分解序列包括部件的分解次序和分解運動方向；

S5、根據所述分解序列獲得所述裝配體的各部件的拆卸次序和拆卸方向，完成對所述裝配體的物理拆卸。

2.如權利要求1所述的裝配體自動拆卸方法，其特征在于，所述步驟S1通過三維建模軟件進行幾何建模得到的三維模型。

3.如權利要求1所述的裝配體自動拆卸方法，其特征在于，所述步驟S2包括：

S2.1、利用頂點擴展的方法將三維模型分割成多個不同的部件；

S2.2、提取每個部件的尖銳邊，利用尖銳邊將每個部件分割成多個面片，然后對面片進行曲面擬合，并對面片按照其法向量進行聚類，獲得每個部件的初始可分離方向集；

S2.3、檢測各部件之間的接觸關系，得到各部件的接觸面；

S2.4、對各部件之間的接觸面進行擬合，得到三維模型的有向接觸關系；

S2.5、根據各部件之間的有向接觸關系，計算各部件之間的遮擋關系。

4.如權利要求3所述的裝配體自動拆卸方法，其特征在于，所述有向接觸關系表示為有向接觸關系圖，該有向接觸關系用節點代表一個部件，用邊代表對應的兩個部件之間存在接觸關系，每條邊由兩條有向半邊組成，所述接觸面的擬合面的法向量存儲在對應的有向半邊中。

5.如權利要求3所述的裝配體自動拆卸方法，其特征在于，在步驟S2.3中，通過計算每兩個部件之間的最小距離來判斷兩個部件是否接觸。

6.如權利要求5所述的裝配體自動拆卸方法，其特征在于，在步驟S2.3中，如果最小距離小于ε＝l_diag×10^-4，則將這兩個部件標記為接觸，l_diag代表所述三維模型的包圍盒的對角線長度。

7.如權利要求1所述的裝配體自動拆卸方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

S3.1、對各部件進行對稱性檢測和共軸關系檢測，并利用對稱關系和共軸關系對所有部件初步劃分為若干子裝配體模型；

S3.2、根據各部件之間的接觸關系，對各部件的初始劃分進行優化，得到模型的層次結構，該層次結構是指將模型劃分為若干子裝配體模型；

S3.3、計算各子裝配體模型的分解方向。

8.如權利要求1所述的裝配體自動拆卸方法，其特征在于，所述步驟S3包括：

步驟S4.1、根據所述裝配體的先驗結構，指定模型的基座部件和固定部件；

步驟S4.2、根據所述基座部件和固定部件，按照子裝配體模型自上而下的順序計算各部件的分解序列。

9.如權利要求1所述的裝配體自動拆卸方法，其特征在于，所述步驟S5通過可視化的分解圖或分解動畫來演示拆卸過程。

10.如權利要求9所述的裝配體自動拆卸方法，其特征在于，在所述步驟S5中，在模型的周圍設置多個模擬相機，對每一個部件進行分解時選擇視角采用Kullback?Leibler距離KL_v：

給定視點v，有其中，N_c是模型子裝配體的數目，a_i是子裝配體i的投影面積，A_i是子裝配體i的實際面積，是模型的總面積；

在計算投影面積a_i時，對每一個子裝配體i采用唯一的一種顏色進行渲染，然后統計幀緩存中具有該種顏色的像素的數目，以此作為a_i。