[發(fā)明專利]一種基于數(shù)字樣機的彈箭運動包絡(luò)精細化預(yù)測方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811457894.1
• 申請日: 2018-11-30
• 公開（公告）號: CN109376482B
• 公開（公告）日: 2023-02-03
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 李澍;郭逸婧;王哲;李莉;陳建偉;皮贊;賈瑞林;顧黎;周培;劉敏
• 申請（專利權(quán)）人: 北京宇航系統(tǒng)工程研究所;中國運載火箭技術(shù)研究院
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15
• 代理公司: 中國航天科技專利中心 11009
• 代理人: 陳鵬

1.一種基于數(shù)字樣機的彈箭運動包絡(luò)精細化預(yù)測方法，其特征在于，包括如下步驟：

S1，構(gòu)建預(yù)測運動對象的數(shù)字樣機，將所述數(shù)字樣機中需要進行預(yù)測的對象和所述需要進行預(yù)測的對象的參照結(jié)構(gòu)分別定義為預(yù)測對象和參照對象；

S2，建立所述數(shù)字樣機的數(shù)字樣機運動坐標系，所述數(shù)字樣機運動坐標系的原點為數(shù)字樣機的旋轉(zhuǎn)中心位置，坐標軸根據(jù)所述預(yù)測運動對象的轉(zhuǎn)動慣量確定；

S3，獲取預(yù)測運動對象的運動坐標系及預(yù)測運動對象的運動過程在所述運動坐標系下的數(shù)據(jù)，并輸入所述數(shù)字樣機，然后將所述數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換至數(shù)字樣機運動坐標系下，生成所述數(shù)字樣機的運動軌跡；所述數(shù)據(jù)包括運動過程中的時間點信息以及各個時刻預(yù)測對象相對于參照對象的位置和姿態(tài)信息；

S4，根據(jù)所述運動軌跡，通過數(shù)字樣機模擬預(yù)測運動對象的運動過程；在模擬過程中，計算所述預(yù)測對象和參照對象之間的間隙，按運動過程生成間隙變化曲線，預(yù)測運動對象的運動包絡(luò)；

所述建立所述數(shù)字樣機運動坐標系的方法為：

S21，用包圍盒方法獲取所述預(yù)測運動對象的外包絡(luò)，根據(jù)所述預(yù)測運動對象的質(zhì)心位置和外包絡(luò)，獲得所述預(yù)測運動對象的運動中心坐標系A(chǔ)，所述運動中心坐標系A(chǔ)的原點為質(zhì)心位置，三坐標軸分別與包圍盒長方體外形上交于一點的三條邊平行；

S22，在預(yù)測運動對象上以參照位置建立坐標系B，并將其映射到數(shù)字樣機上對應(yīng)的坐標系B’；所述參照位置為所述預(yù)測運動對象和數(shù)字樣機上具有確定映射關(guān)系的位置；

S23，由構(gòu)建的數(shù)字樣機獲取所述數(shù)字樣機的建模坐標系C，由運動中心坐標系A(chǔ)、坐標系B、坐標系B’和建模坐標系C計算所述運動中心坐標系相對于建模坐標系的位姿變換矩陣；

S24，用所述位姿變換矩陣對所述建模坐標系C進行坐標系位姿變換，得到所述數(shù)字樣機運動坐標系。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字樣機的彈箭運動包絡(luò)精細化預(yù)測方法，其特征在于：所述預(yù)測對象為所述數(shù)字樣機上的運動部件，所述參照對象為所述數(shù)字樣機上的固定部件，所述運動部件相對于固定部件發(fā)生運動。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字樣機的彈箭運動包絡(luò)精細化預(yù)測方法，其特征在于：所述預(yù)測對象為數(shù)字樣機上與所述預(yù)測運動對象上預(yù)先設(shè)定好的碰撞危險點對應(yīng)的危險點特征，所述參照對象為數(shù)字樣機上另一個危險點特征或所述數(shù)字樣機上的固定部件，所述固定部件為數(shù)字樣機上不與所述危險點特征發(fā)生相對運動的結(jié)構(gòu)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1~3任一項所述的一種基于數(shù)字樣機的彈箭運動包絡(luò)精細化預(yù)測方法，其特征在于：所述計算所述預(yù)測對象和參照對象之間的間隙的方法為幾何體動態(tài)間隙計算方法。

5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字樣機的彈箭運動包絡(luò)精細化預(yù)測方法，其特征在于：所述位姿變換矩陣為T₃=T₁T₂，其中，T₁=AB^-1；T₂=B’C^-1。

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的一種基于數(shù)字樣機的彈箭運動包絡(luò)精細化預(yù)測方法，其特征在于：所述數(shù)字樣機運動坐標系為D=T₃C。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字樣機的彈箭運動包絡(luò)精細化預(yù)測方法，其特征在于：所述包圍盒方法為OBB包圍盒方法。

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種基于數(shù)字樣機的彈箭運動包絡(luò)精細化預(yù)測方法，其特征在于，所述生成所述數(shù)字樣機的運動軌跡的方法為：按所述時間點信息依次讀取并解析位置和姿態(tài)信息，生成所述數(shù)字樣機的路徑點，將所述路徑點依次連接生成數(shù)字樣機的運動軌跡。