[發明專利]基于自定義模型及工藝規劃的協同虛擬裝配訓練系統實現方法

有效

• 申請號: 202011349363.8
• 申請日: 2020-11-26
• 公開（公告）號: CN112581634B
• 公開（公告）日: 2021-09-10
• 發明（設計）人: 扈園園;高方方;吳艷萍;張賀;李冬;宿春慧
• 申請（專利權）人: 北京航天智造科技發展有限公司
• 主分類號: G06T19/20
• 分類號: G06T19/20
• 代理公司: 北京中濟緯天專利代理有限公司 11429
• 代理人: 郝志亮

本發明涉及一種基于自定義模型及工藝規劃的協同虛擬裝配訓練系統實現方法。該方法包括：對用戶上傳的三維模型進行輕量化處理，得到精簡模型；將精簡模型加載到虛擬裝配場景中，進行裝配序列的自定義規劃和編輯；進入裝配模擬場景，將多人遠程協同接入虛擬裝配系統，進行多人協同操作；在虛擬裝配的多人協同操作過程中，借助裝配分析工具進行裝配過程相關指標的分析；為整個裝配前、裝配中和裝配后的操作提供全流程記錄和重編輯功能。本發明基于個性化定制的思想，實現快速自定義虛擬裝配系統的過程，解決了傳統定制化虛擬裝配系統的難以開放拓展問題，支持靈活控制權轉換的多人協同操作，極大提升了系統的靈活性和適用面。

技術領域

本發明屬于信息技術、虛擬現實技術領域，具體涉及一種基于自定義模型及工藝規劃的協同虛擬裝配訓練系統實現方法。

背景技術

虛擬裝配(Virtual Assembly)，是指在計算機環境中搭建擬真的裝配場景，借助一定的交互設備，用戶可以實現模擬實際裝配的操作過程。虛擬裝配借助虛擬現實技術、三維建模技術等在計算機環境中構建虛擬裝配對象模型、裝配模擬操作所需的工具、設備等，用戶可以借助各類計算機外設像在真實環境中一樣進行裝配模擬操作。其中計算機外設是指連接在計算機主機以外的設備，一般分為輸入設備和輸出設備，虛擬裝配技術中所指的外設如立體眼鏡、VR(Virtual Reality，即虛擬現實)頭盔系統、立體顯示器、數據手套、方位跟蹤器、運動捕捉設備、力反饋設備、音響系統等。虛擬裝配可以用來對產品的可裝配性進行分析、對產品零部件的裝配序列進行規劃和驗證、對裝配操作人員進行培訓等。

目前的虛擬裝配主要是對于產品裝配過程的模擬或展示，對實際裝配過程進行再現，以輔助裝配過程的相關分析、驗證或訓練，而且往往是定制化系統，系統的靈活性較差。裝配對象或需求一旦需要調整，則需要將所有的過程推翻重做，系統地適應性較差。

發明內容

基于現有技術存在的問題，本發明旨在創建更具拓展性的虛擬裝配系統，并闡述其實現方法。

本發明采用的技術方案如下：

一種基于自定義模型及工藝規劃的協同虛擬裝配訓練系統實現方法，包括以下步驟：

對用戶上傳的三維模型進行輕量化處理，得到精簡模型；

將精簡模型加載到虛擬裝配場景中，進行裝配序列的自定義規劃和編輯；

進入裝配模擬場景，將多人遠程協同接入虛擬裝配系統，進行多人協同操作；

在虛擬裝配的多人協同操作過程中，借助裝配分析工具進行裝配過程相關指標的分析；

為整個裝配前、裝配中和裝配后的操作提供全流程記錄和重編輯功能，將裝配前、裝配中和裝配后的過程信息以二維結合三維的數據形式保存下來，供操作者調用查看和進行反復編輯。

進一步地，將經過輕量化處理得到的精簡模型保存到模型庫中，在導入三維模型時直接從模型庫中選擇精簡模型。

進一步地，所述輕量化處理，是按照去遮擋、去重復和簡化小尺寸面的算法進行自動輕量化處理。

進一步地，所述裝配序列的自定義規劃和編輯，包括：

自定義裝配序列：按照多層級結構的思想設計裝配序列規劃過程，首先依次確定最底層組件裝配所需的零件及其裝配序列，然后分層級向上逐步確定子裝配配體和裝配體及其裝配序列，最后確定裝配體到產品整體的裝配序列。

裝配路徑編輯：建立三維坐標空間，以輔助用戶查找和繪制裝配路徑；操作者借助三維畫筆工具，通過在裝配空間繪制曲線路徑的方式定義裝配路徑；裝配路徑繪制形成后，在手動裝配過程中，引導操作者遵循路徑從合適的起始位置運動到指定的終點位置進行裝配；在自動裝配過程中，待裝配對象自動以裝配路徑為運動路徑進行裝配；在繪制路徑的過程中進行碰撞檢測，并將碰撞路徑段標識出來提醒操作者修改；