[發明專利]一種物理行為仿真系統的構建方法及運動機構的控制方法

有效

• 申請號: 201910514906.8
• 申請日: 2019-06-14
• 公開（公告）號: CN110222450B
• 公開（公告）日: 2022-12-02
• 發明（設計）人: 陳亮希;陳興玉;魏一雄;田富君;郭磊
• 申請（專利權）人: 中國電子科技集團公司第三十八研究所
• 主分類號: G06F30/20
• 分類號: G06F30/20;G06T17/00
• 代理公司: 合肥市浩智運專利代理事務所(普通合伙) 34124
• 代理人: 丁瑞瑞

1.一種物理行為仿真系統的構建方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟一：利用Unity 3D平臺構建產線制造資源和在制品的三維模型，并建立Unity 3D平臺與Tingworx平臺的實時通訊；

步驟二：按物理產線運動規則劃分三維模型中運動機構模型的父子級關系和運動約束，建立模型運動驅動模塊；

步驟三：在三維模型上設置碰撞觸發器和光線投射觸發器，并建立虛擬觸發信號管理單元，虛擬觸發管理單元用于管理碰撞觸發器和/或光線投射觸發器發出的虛擬觸發信號，建立觸發器與虛擬觸發信號之間的聯系；

步驟四：建立物理動作驅動模塊，物理動作驅動模塊根據Tingworx平臺發送的實時數據以及三維模型上發送的虛擬觸發信號控制三維模型模擬真實物體間碰撞、拾取、放置以及推拉的動作。

2.根據權利要求1所述的一種物理行為仿真系統的構建方法，其特征在于，步驟一中，所述利用Unity 3D平臺構建產線制造資源和在制品的三維模型包括：將產線制造資源和在制品的CAD模型導入PIXYZ軟件進行模型輕量化處理并導出FBX格式的第一文件；將第一文件導入3D Max對CAD模型進行局部光順化處理和貼圖處理，并導出FBX格式的第二文件；將第二文件導入Unity 3D中，利用虛實環境標定注冊完成虛擬運動機構與實際環境的運動機構的坐標方位準確匹配。

3.根據權利要求1所述的一種物理行為仿真系統的構建方法，其特征在于，步驟一中，所述建立Unity 3D平臺與Tingworx平臺的實時通訊包括：對Thingworx平臺與Unity 3D平臺中關于同一變量數據格式的比對，建立映射關系，然后通過Restful API協議，建立Unity3D平臺與Thingworx平臺的實時通訊。

4.根據權利要求1所述的一種物理行為仿真系統的構建方法，其特征在于，步驟二中，按物理產線運動規則劃分三維模型中運動機構模型的父子級關系包括：按照真實世界中運動機構遵循的運動規范和主隨動關系劃分三維模型中運動機構模型的父子級關系。

5.根據權利要求4所述的一種物理行為仿真系統的構建方法，其特征在于，步驟二中，所述運動約束包括：在運動機構模型中添加運動約束腳本，運動約束腳本根據運動機構模型的父子級關系建立運動機構模型的運動約束。

6.根據權利要求4所述的一種物理行為仿真系統的構建方法，其特征在于，步驟二中，所述模型運動驅動模塊驅動運動機構模型的動作，所述模型運動驅動模塊包括數據解析腳本、變量匹配腳本和實時驅動腳本，數據解析腳本解析由輪詢的方式獲得Thingworx平臺發送的Json格式的數據流，并對數據流中與運動控制相關的變量實時賦值；變量匹配腳本通過名稱尋找運動機構模型并與對應的運動控制相關的變量做匹配；實時驅動腳本根據運動控制相關的變量的值改變運動機構模型的空間位置或者調用物理動作驅動模塊完成對三維模型中運動機構模型的驅動。

7.根據權利要求1所述的一種物理行為仿真系統的構建方法，其特征在于，步驟三中，在三維模型上設置碰撞觸發器和光線投射觸發器包括：根據相互之間存在物理作用的兩物體的結構關系特征，在每個物體所對應的模型的子級創建碰撞觸發器和/或光線投射觸發器，為仿真系統提供信號源。

8.根據權利要求7所述的一種物理行為仿真系統的構建方法，其特征在于，步驟三中，建立虛擬觸發信號管理單元的過程包括：對所有的碰撞觸發器和光線投射觸發器產生的虛擬觸發信號在獨立的腳本中申明變量，并將所有的申明變量存儲在Dictionary字典存儲器中，通過Dictionary泛型類建立虛擬觸發信號與每個物體所對應的模型之間的聯系。