[發明專利]一種基于裝配語義及目標識別的植保無人機的建模方法

有效

• 申請號: 202110011698.7
• 申請日: 2021-01-06
• 公開（公告）號: CN112685837B
• 公開（公告）日: 2023-03-03
• 發明（設計）人: 陶偉;朱林;吳慶明;陳樸;董思嘉;張佳雯
• 申請（專利權）人: 安徽農業大學
• 主分類號: G06F30/15
• 分類號: G06F30/15;G06F30/20;G06T17/00;G06T19/20;G06F113/28
• 代理公司: 合肥云道爾知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 34230
• 代理人: 閆興貴

本發明公開了一種基于裝配語義及目標識別的植保無人機的建模方法，所述方法包括以下步驟：對產品零件信息進行確定；將確定的零件信息使用SolidWorks進行模型的建立及處理；對建模后的模型提取各零件的名稱并且對其進行語義解釋，確定關鍵字；對確定的關鍵字進行檢查，排查是否屬于語義范疇內；如若關鍵字所屬語義范疇，則進行下一步；在所屬語義范疇內，確定相配合零件的類型、約束的數目及類型；系統在相似性推算下進行目標識別，檢驗模型是否成功匹配相似度最高的例子，若是，則尺寸約束生成和解算；基于尺寸約束生產和解算的正確，使得最終建模的成功。本發明能快速、高效、精確地構建植保無人機三維實體模型。

技術領域

本發明涉及機械三維虛擬裝配領域，具體涉及一種基于裝配語義及目標識別的植保無人機的建模方法。

背景技術

裝配是產品制造的重要環節。它是將一系列相關零部件通過一定的裝配工具和流程，按照明確的技術要求和精度標準組裝在一起，形成最終產品。這個環節的重要性在于它是整個產品制造過程的最后一步，而這一步占據了產品制造環節大量的人力和物力。

W0MACK等曾在上世紀90年代初對工業化國家的制造業用工時間做了統計研究，結果表明：裝配環節的用工量占據產品生產總工時的20％-30％，約有三分之一的人力在產品的制造中從事與裝配相關的工作，裝配所用成本約占產品生產總成本的40％。裝配成功，將使產品研發、制造過程的全部人力財力投入變成可以實現的價值。若失敗，將使此前的全部努力毀于一旦，化作烏有。

裝配問題，包括裝配設計和裝配實現兩個方面。裝配設計，是在設計階段對零部件組織的規劃編制。裝配實現，則是對零部件組織的最終完成。裝配設計的合理性，是裝配實現的基礎。裝配實現的可行性，是裝配設計的最終目標。這兩者在產品研制的全部過程中，往往需要反復的驗證和修改。在產品的研發階段，如何加快設計驗證的速度，降低驗證的成本，是產品設計者必須面對的問題和追求的目標。在產品定型后的制造階段，如何減少培訓成本，加快熟練裝配工人的培訓，是產品制造商必須面對的問題和追求的目標。對于前者，傳統的解決辦法是制造物理樣機。對于后者，通用的方法是對定型產品樣機的拆卸重裝訓練。這種基于物理樣機的裝配驗證和裝配培訓方式，不可避免地延遲產品研發進度，增加研發和培訓成本。長期以來，尋找新辦法，解決產品特別是對大型裝備產品在研發和制造過程中所遇到的裝配問題，成為研究人員的探索目標。

虛擬裝配技術可以在無物理樣件的情況下，對裝配工藝過程進行動態仿真、規劃與優化，從而有效提高產品裝配效率和裝配質量。目前，虛擬裝配過程仿真主要依靠交互式定義完成，即：涉及人員以人機交互的方式定義零部件模型之間、零部件與工裝之間的相互約束關系以及裝配路徑。傳統的裝配仿真方法的突出問題如下：一方面，裝配動作定義過程繁瑣，如螺栓連接的仿真定義中，需要多次選擇螺栓、螺母、待連接件以及定義相應的裝配方式、裝配方向和裝配路徑等參數；另一方面，裝配仿真流程難以重用，如螺栓連接作為一種典型的連接方式，其裝配方式較為固定，而實際的仿真定義中并沒有對這種固定的模式加以利用，造成了許多不必要的重復勞動。

發明內容

本發明的目的在于提供一種基于裝配語義及目標識別的植保無人機的建模方法，其可以解決上述背景技術中所提到的技術問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：

一種基于裝配語義及目標識別的植保無人機的建模方法，包括以下步驟：

(1)對產品零件的基本信息、裝配幾何約束信息、裝配工藝操作信息進行確定；

(2)將確定的產品零件的基本信息使用SolidWorks進行模型的建立及處理；

(3)對建模后的模型提取各零件的名稱并且對其進行語義解釋，最終確定關鍵字并對其以預設格式保存；