[發明專利]一種基于維修視覺可達性的機械設計調整方法

在審

• 申請號: 201811580959.1
• 申請日: 2018-12-24
• 公開（公告）號: CN109670249A
• 公開（公告）日: 2019-04-23
• 發明（設計）人: 周棟;周啟迪;梅順峰;郭子玥;郝愛民
• 申請（專利權）人: 北京航空航天大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q10/00;G06Q10/06;G06Q50/04
• 代理公司: 北京高沃律師事務所 11569
• 代理人: 程華

本發明公開了一種基于維修視覺可達性的機械設計調整方法。包括：在維修仿真軟件中搭建維修虛擬環境；根據維修部件和環境部件的位置數據，確定維修部件未被自身遮擋且未被環境部件遮擋的特征點；采用最佳直接視野范圍模型、最佳眼動視野范圍模型、最大直接視野范圍模型和最大眼動視野范圍模型確定未被遮擋特征點的第一視覺可達性評分；基于視距確定未被遮擋特征點的第二視覺可達性評分；基于光照強度確定未被遮擋特征點的第三視覺可達性評分；根據第一、第二和第三視覺可達性評分確定維修部件的視覺可達性綜合評分；根據維修部件的視覺可達性綜合評分確定是否對樣機設計進行調整。本發明為機械的維修性設計提供客觀、定量、全面參考依據。

技術領域

本發明涉及人機工程中人視覺可達性分析的技術領域，特別是涉及一種基于維修視覺可達性的機械設計調整方法。

背景技術

當前，隨著大型裝備的自動化水平和智能化程度越來越高，裝備的發展方向向著高度集成化發展，維修難度反而越來越大。為保證裝備具有較好的使用可靠性和較低的全壽命周期費用，維修性設計與驗證已成為裝備設計過程中必不可少的研究領域。維修性驗證是產品維修性設計的重要一環。產品維修性的定性定量設計是否滿足要求，都要通過維修性驗證來進行檢驗。目前，隨著計算機仿真技術和虛擬現實技術的飛速發展和廣泛應用，基于虛擬現實技術的虛擬維修仿真技術也成為了當前的研究熱點。虛擬現實技術在維修性領域的深入應用，使得維修性設計工作可以和裝備總體設計工作并行的開展，極大的提高了維修性設計工作的效率。虛擬維修環境下，通過建立一個包含維修人員、維修工具、裝備三維數字樣機、維修過程等一切維修要素的虛擬空間對裝備的維修過程進行仿真，提前發現裝備維修性設計方面的不足，將有關產品維修性方面的潛在問題在設計階段的早期就予以解決。目前，對于視覺可達性虛擬維修技術發展還不成熟，傳統的方法仍然具有一定的局限性，基于虛擬維修技術的維修性評價工作仍然以定性評價為主，需要維修人員進行主觀定性的判斷和專家意見的輔助等問題，無法給出客觀數據支撐評價結果。虛擬維修中的可視性缺乏客觀、定量、全面的自動化評價方法。因此本方法提的是一種虛擬環境下的視覺可達性自動化評價與分析方法。

發明內容

本發明的目的是提供一種基于維修視覺可達性的機械設計調整方法，為機械的維修性設計提供客觀、定量、全面參考依據。

為實現上述目的，本發明提供了如下方案：

一種基于維修視覺可達性的機械設計調整方法，包括：

在維修仿真軟件中搭建維修虛擬環境，所述維修虛擬環境包括虛擬人、虛擬樣機、維修部件和環境部件；

根據維修部件和環境部件的位置數據，確定所述維修部件未被自身遮擋且未被環境部件遮擋的特征點，記為未被遮擋特征點；

采用最佳直接視野范圍模型、最佳眼動視野范圍模型、最大直接視野范圍模型和最大眼動視野范圍模型確定所述未被遮擋特征點基于視錐的第一視覺可達性評分；

基于視距確定所述未被遮擋特征點的第二視覺可達性評分；

基于光照強度確定所述未被遮擋特征點的第三視覺可達性評分；

根據第一視覺可達性評分、第二視覺可達性評分和第三視覺可達性評分確定所述維修部件的視覺可達性綜合評分；

根據所述維修部件的視覺可達性綜合評分確定是否對樣機設計進行調整。

可選的，所述根據維修部件和環境部件的位置數據，確定所述維修部件未被自身遮擋且未被環境部件遮擋的特征點，具體包括：

獲取維修部件的特征點；

根據維修部件的特征點構建維修部件的AABB包圍盒；

確定視點位置；

根據所述維修部件的特征點位置和所述視點位置構建視線參數方程；