[發(fā)明專利]一種維修設(shè)備的可達(dá)性自動(dòng)評(píng)估方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201811581208.1
• 申請(qǐng)日: 2018-12-24
• 公開（公告）號(hào): CN109670250B
• 公開（公告）日: 2020-09-01
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 周棟;梅順峰;周啟迪;郭子玥;郝愛民
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 程華

1.一種維修設(shè)備的可達(dá)性自動(dòng)評(píng)估方法，其特征在于，包括：

獲取虛擬手臂數(shù)據(jù)以及虛擬維修對(duì)象數(shù)據(jù)；

根據(jù)所述虛擬維修對(duì)象數(shù)據(jù)，基于鄰接點(diǎn)法矢夾角特征點(diǎn)提取算法提取第一虛擬維修對(duì)象特征點(diǎn)；

根據(jù)所述虛擬維修對(duì)象數(shù)據(jù)，基于頂點(diǎn)顯著性特征點(diǎn)提取算法提取第二虛擬維修對(duì)象特征點(diǎn)；

根據(jù)所述虛擬手臂數(shù)據(jù)構(gòu)建虛擬手臂運(yùn)動(dòng)學(xué)模型；

齊次坐標(biāo)可以有效的描述手臂各關(guān)節(jié)的平移和旋轉(zhuǎn)幾何變換；

則各關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)角的變換矩陣如下：

T(a,b,c)為平移變換矩陣，其中a、b、c分別表示關(guān)節(jié)點(diǎn)沿X軸、Y軸、Z軸的平移距離；

則肘關(guān)節(jié)相對(duì)于肩關(guān)節(jié)的總變換矩陣為:

腕關(guān)節(jié)相對(duì)于肘關(guān)節(jié)的總變換矩陣為:

手臂末端操作點(diǎn)P相對(duì)于腕關(guān)節(jié)總變換矩陣為:

可得手臂末端操作點(diǎn)P相對(duì)于肩關(guān)節(jié)的總變換矩陣，即：虛擬手臂運(yùn)動(dòng)學(xué)模型:

⁰G₃＝⁰G₁¹G₂²G₃ (8)

根據(jù)所述虛擬手臂運(yùn)動(dòng)學(xué)模型確定虛擬手臂末端或維修工具末端的可達(dá)域；

將所述可達(dá)域進(jìn)行空間剖分，確定特征點(diǎn)集合；

根據(jù)所述第一虛擬維修對(duì)象特征點(diǎn)、所述第二虛擬維修對(duì)象特征點(diǎn)以及所述特征點(diǎn)集合確定所述維修設(shè)備的可達(dá)性評(píng)估結(jié)果；所述可達(dá)性評(píng)估結(jié)果包括維修部件在維修可達(dá)范圍內(nèi)以及維修部件未在維修可達(dá)范圍內(nèi)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的維修設(shè)備的可達(dá)性自動(dòng)評(píng)估方法，其特征在于，所述根據(jù)所述虛擬維修對(duì)象數(shù)據(jù)，基于鄰接點(diǎn)法矢夾角特征點(diǎn)提取算法提取第一虛擬維修對(duì)象特征點(diǎn)，具體包括：

采用三角網(wǎng)格模型描述虛擬維修對(duì)象；

遍歷所述三角網(wǎng)絡(luò)模型的每一條邊，并判斷所述邊是否只存在一個(gè)鄰接點(diǎn)，得到第一判斷結(jié)果；

若所述第一判斷結(jié)果表示為所述邊只存在一個(gè)鄰接點(diǎn)，確定所述邊的兩個(gè)端點(diǎn)為第一虛擬維修對(duì)象特征點(diǎn)；

若所述第一判斷結(jié)果表示為所述邊不只存在一個(gè)鄰接點(diǎn)，確定鄰接點(diǎn)之間的法矢夾角；

判斷所述法矢夾角的權(quán)重是否小于權(quán)重閾值，得到第二判斷結(jié)果；

若所述第二判斷結(jié)果表示為所述法矢夾角的權(quán)重小于權(quán)重閾值，確定所述邊的兩個(gè)端點(diǎn)為第一虛擬維修對(duì)象特征點(diǎn)。

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的維修設(shè)備的可達(dá)性自動(dòng)評(píng)估方法，其特征在于，所述根據(jù)所述虛擬維修對(duì)象數(shù)據(jù)，基于頂點(diǎn)顯著性特征點(diǎn)提取算法提取第二虛擬維修對(duì)象特征點(diǎn)，具體包括：

計(jì)算所述三角網(wǎng)格模型內(nèi)相鄰頂點(diǎn)之間的高度差；

根據(jù)所述高度差確定各個(gè)頂點(diǎn)的平均高度差；

根據(jù)所述平均高度差提取第二虛擬維修對(duì)象特征點(diǎn)。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的維修設(shè)備的可達(dá)性自動(dòng)評(píng)估方法，其特征在于，所述根據(jù)所述虛擬手臂數(shù)據(jù)構(gòu)建虛擬手臂運(yùn)動(dòng)學(xué)模型，具體包括：

根據(jù)所述虛擬手臂數(shù)據(jù)確定虛擬手臂的轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；所述轉(zhuǎn)動(dòng)自由度包括肩關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度、肘關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度以及腕關(guān)節(jié)轉(zhuǎn)動(dòng)自由度；

根據(jù)所述轉(zhuǎn)動(dòng)自由度確定各個(gè)關(guān)節(jié)之間的相對(duì)變換矩陣；所述相對(duì)變換矩陣包括肘關(guān)節(jié)相對(duì)于肩關(guān)節(jié)的變換矩陣、腕關(guān)節(jié)相對(duì)肘關(guān)節(jié)的變換矩陣以及手臂末端操作點(diǎn)相對(duì)于腕關(guān)節(jié)的變換矩陣；

根據(jù)所述相對(duì)變換矩陣構(gòu)建虛擬手臂運(yùn)動(dòng)學(xué)模型。