[發(fā)明專利]一種物理行為仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法及運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的控制方法

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201910514906.8
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號(hào): CN110222450B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 陳亮希;陳興玉;魏一雄;田富君;郭磊
• 申請（專利權(quán)）人: 中國電子科技集團(tuán)公司第三十八研究所
• 主分類號(hào): G06F30/20
• 分類號(hào): G06F30/20;G06T17/00
• 代理公司: 合肥市浩智運(yùn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

1.一種物理行為仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟一：利用Unity 3D平臺(tái)構(gòu)建產(chǎn)線制造資源和在制品的三維模型，并建立Unity 3D平臺(tái)與Tingworx平臺(tái)的實(shí)時(shí)通訊；

步驟二：按物理產(chǎn)線運(yùn)動(dòng)規(guī)則劃分三維模型中運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型的父子級(jí)關(guān)系和運(yùn)動(dòng)約束，建立模型運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊；

步驟三：在三維模型上設(shè)置碰撞觸發(fā)器和光線投射觸發(fā)器，并建立虛擬觸發(fā)信號(hào)管理單元，虛擬觸發(fā)管理單元用于管理碰撞觸發(fā)器和/或光線投射觸發(fā)器發(fā)出的虛擬觸發(fā)信號(hào)，建立觸發(fā)器與虛擬觸發(fā)信號(hào)之間的聯(lián)系；

步驟四：建立物理動(dòng)作驅(qū)動(dòng)模塊，物理動(dòng)作驅(qū)動(dòng)模塊根據(jù)Tingworx平臺(tái)發(fā)送的實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)以及三維模型上發(fā)送的虛擬觸發(fā)信號(hào)控制三維模型模擬真實(shí)物體間碰撞、拾取、放置以及推拉的動(dòng)作。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物理行為仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟一中，所述利用Unity 3D平臺(tái)構(gòu)建產(chǎn)線制造資源和在制品的三維模型包括：將產(chǎn)線制造資源和在制品的CAD模型導(dǎo)入PIXYZ軟件進(jìn)行模型輕量化處理并導(dǎo)出FBX格式的第一文件；將第一文件導(dǎo)入3D Max對CAD模型進(jìn)行局部光順化處理和貼圖處理，并導(dǎo)出FBX格式的第二文件；將第二文件導(dǎo)入U(xiǎn)nity 3D中，利用虛實(shí)環(huán)境標(biāo)定注冊完成虛擬運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)與實(shí)際環(huán)境的運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)的坐標(biāo)方位準(zhǔn)確匹配。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物理行為仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟一中，所述建立Unity 3D平臺(tái)與Tingworx平臺(tái)的實(shí)時(shí)通訊包括：對Thingworx平臺(tái)與Unity 3D平臺(tái)中關(guān)于同一變量數(shù)據(jù)格式的比對，建立映射關(guān)系，然后通過Restful API協(xié)議，建立Unity3D平臺(tái)與Thingworx平臺(tái)的實(shí)時(shí)通訊。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物理行為仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟二中，按物理產(chǎn)線運(yùn)動(dòng)規(guī)則劃分三維模型中運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型的父子級(jí)關(guān)系包括：按照真實(shí)世界中運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)遵循的運(yùn)動(dòng)規(guī)范和主隨動(dòng)關(guān)系劃分三維模型中運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型的父子級(jí)關(guān)系。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種物理行為仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟二中，所述運(yùn)動(dòng)約束包括：在運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型中添加運(yùn)動(dòng)約束腳本，運(yùn)動(dòng)約束腳本根據(jù)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型的父子級(jí)關(guān)系建立運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型的運(yùn)動(dòng)約束。

6.根據(jù)權(quán)利要求4所述的一種物理行為仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟二中，所述模型運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊驅(qū)動(dòng)運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型的動(dòng)作，所述模型運(yùn)動(dòng)驅(qū)動(dòng)模塊包括數(shù)據(jù)解析腳本、變量匹配腳本和實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)腳本，數(shù)據(jù)解析腳本解析由輪詢的方式獲得Thingworx平臺(tái)發(fā)送的Json格式的數(shù)據(jù)流，并對數(shù)據(jù)流中與運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)的變量實(shí)時(shí)賦值；變量匹配腳本通過名稱尋找運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型并與對應(yīng)的運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)的變量做匹配；實(shí)時(shí)驅(qū)動(dòng)腳本根據(jù)運(yùn)動(dòng)控制相關(guān)的變量的值改變運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型的空間位置或者調(diào)用物理動(dòng)作驅(qū)動(dòng)模塊完成對三維模型中運(yùn)動(dòng)機(jī)構(gòu)模型的驅(qū)動(dòng)。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種物理行為仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟三中，在三維模型上設(shè)置碰撞觸發(fā)器和光線投射觸發(fā)器包括：根據(jù)相互之間存在物理作用的兩物體的結(jié)構(gòu)關(guān)系特征，在每個(gè)物體所對應(yīng)的模型的子級(jí)創(chuàng)建碰撞觸發(fā)器和/或光線投射觸發(fā)器，為仿真系統(tǒng)提供信號(hào)源。

8.根據(jù)權(quán)利要求7所述的一種物理行為仿真系統(tǒng)的構(gòu)建方法，其特征在于，步驟三中，建立虛擬觸發(fā)信號(hào)管理單元的過程包括：對所有的碰撞觸發(fā)器和光線投射觸發(fā)器產(chǎn)生的虛擬觸發(fā)信號(hào)在獨(dú)立的腳本中申明變量，并將所有的申明變量存儲(chǔ)在Dictionary字典存儲(chǔ)器中，通過Dictionary泛型類建立虛擬觸發(fā)信號(hào)與每個(gè)物體所對應(yīng)的模型之間的聯(lián)系。