[發(fā)明專利]一種維修性分析可視化顯示方法及系統(tǒng)

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110278206.0
• 申請(qǐng)日: 2021-03-16
• 公開（公告）號(hào): CN112667185B
• 公開（公告）日: 2021-07-06
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 耿杰;池瀅;劉秉宜;李穎;呂川;王維;周棟
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 北京航空航天大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F3/14
• 分類號(hào): G06F3/14;G06T19/00;G06Q10/00
• 代理公司: 北京高沃律師事務(wù)所 11569
• 代理人: 韓雪梅

1.一種維修性分析可視化顯示方法，其特征在于，所述方法包括：

步驟S1：確定維修性分析的可視化分析對(duì)象；所述可視化分析對(duì)象包括產(chǎn)品本體、維修性因素實(shí)時(shí)分析過(guò)程、維修性薄弱環(huán)節(jié)和維修性改進(jìn)建議；

步驟S2：在虛擬場(chǎng)景中任一空間位置，按照任一尺寸大小，基于“不遮擋當(dāng)前可視化分析對(duì)象”為原則，確定可視化區(qū)域；

步驟S3：將所述可視化分析對(duì)象按照時(shí)間布局在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

步驟S4：基于視覺感知的閉合原則和貼近原則，以邊框的方式區(qū)分所述可視化區(qū)域與虛擬場(chǎng)景；

或者基于視覺感知的相似原則，以色差的方式區(qū)分所述可視化區(qū)域與虛擬場(chǎng)景；

所述將所述可視化分析對(duì)象按照時(shí)間布局在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示，具體包括：

步驟S31：將所述產(chǎn)品本體在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

步驟S32：將所述維修性因素實(shí)時(shí)分析過(guò)程在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

步驟S33：將所述維修性薄弱環(huán)節(jié)在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

步驟S34：將所述維修性改進(jìn)建議在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

所述將所述維修性因素實(shí)時(shí)分析過(guò)程在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示，具體包括：

步驟S321：將維修可視性實(shí)時(shí)分析過(guò)程在可視化子區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

維修可視性包括可視化子區(qū)域和可視結(jié)果；可視化子區(qū)域通過(guò)三維圖形的方式，以人眼為繪制原點(diǎn)，依據(jù)視覺特性，根據(jù)上下視角范圍以及左右視角范圍所形成的錐形視場(chǎng)，在虛擬場(chǎng)景可視區(qū)域中繪制出當(dāng)前人眼的可視化子區(qū)域范圍；可視結(jié)果將根據(jù)產(chǎn)品本體是否在可視化子區(qū)域范圍內(nèi)，以文字描述或者符號(hào)描述給出可視性的判定結(jié)果；

步驟S322：將維修可達(dá)性實(shí)時(shí)分析過(guò)程在可達(dá)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

維修可達(dá)性包括可達(dá)區(qū)域和可達(dá)結(jié)果；可達(dá)區(qū)域通過(guò)三維圖形的方式，以手或手指為繪制原點(diǎn)，依據(jù)手臂的運(yùn)動(dòng)特征，腕、肘、肩三個(gè)關(guān)節(jié)共7個(gè)關(guān)節(jié)自由度，分別為腕關(guān)節(jié)第一自由度θ₁和第二自由度θ₂，肘關(guān)節(jié)的第一自由度θ₃和第二自由度θ₄，肩關(guān)節(jié)的第一自由度θ₅、第二自由度θ₆和第三自由度θ₇，各自由度的參數(shù)如表1所示；在三維場(chǎng)景可視化區(qū)域中根據(jù)三個(gè)關(guān)節(jié)繪制出當(dāng)前手或手指的可達(dá)區(qū)域范圍，即邊界內(nèi)為可達(dá)區(qū)域，邊界外為不可達(dá)區(qū)域；

表1 各自由度的參數(shù)表

步驟S323：將維修安全性實(shí)時(shí)分析過(guò)程在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

維修安全實(shí)時(shí)分析過(guò)程包括對(duì)當(dāng)前維修操作時(shí)的機(jī)械安全、電氣安全、熱安全以及電磁輻射安全的實(shí)時(shí)分析過(guò)程；

步驟S324：將操作空間實(shí)時(shí)分析過(guò)程在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

操作空間實(shí)時(shí)分析過(guò)程可視化包括碰撞區(qū)域可視化和操作空間分析結(jié)果可視化；

步驟S325：將人機(jī)工效實(shí)時(shí)分析過(guò)程在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

人機(jī)工效實(shí)時(shí)分析過(guò)程可視化包括當(dāng)前維修人員姿態(tài)的瞬時(shí)舒適度可視化，以及考慮持續(xù)時(shí)間的舒適度可視化；

步驟S326：將防差錯(cuò)實(shí)時(shí)分析過(guò)程在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

步驟S327：將維修參數(shù)實(shí)時(shí)分析過(guò)程在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

維修參數(shù)實(shí)時(shí)分析過(guò)程可視化包括當(dāng)前產(chǎn)品本體維修步驟、每一步驟的持續(xù)時(shí)間、維修總時(shí)間三方面的可視化；其中，維修步驟的可視化通過(guò)網(wǎng)絡(luò)形式，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)為當(dāng)前步驟的具體描述；每一步驟的持續(xù)時(shí)間顯示在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上；維修總時(shí)間以符號(hào)+數(shù)字的方式，顯示在虛擬場(chǎng)景可視化區(qū)域中。

2.一種維修性分析可視化顯示系統(tǒng)，其特征在于，所述系統(tǒng)包括：

可視化分析對(duì)象確定模塊，用于確定維修性分析的可視化分析對(duì)象；可視化分析對(duì)象包括產(chǎn)品本體、維修性因素實(shí)時(shí)分析過(guò)程、維修性薄弱環(huán)節(jié)和維修性改進(jìn)建議；

可視化區(qū)域確定模塊，用于在虛擬場(chǎng)景中任一空間位置，按照任一尺寸大小，基于“不遮擋當(dāng)前可視化分析對(duì)象”為原則，確定可視化區(qū)域；

可視化顯示模塊，用于將所述可視化分析對(duì)象按照時(shí)間布局在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

場(chǎng)景與區(qū)域區(qū)分模塊，用于基于視覺感知的閉合原則和貼近原則，以邊框的方式區(qū)分所述可視化區(qū)域與虛擬場(chǎng)景；或者基于視覺感知的相似原則，以色差的方式區(qū)分所述可視化區(qū)域與虛擬場(chǎng)景；

所述可視化顯示模塊，具體包括：

第一可視化顯示單元，用于將所述產(chǎn)品本體在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

第二可視化顯示單元，用于將所述維修性因素實(shí)時(shí)分析過(guò)程在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

所述可視化顯示模塊，還包括：

第三可視化顯示單元，用于將所述維修性薄弱環(huán)節(jié)在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

所述可視化顯示模塊，還包括：

第四可視化顯示單元，用于將所述維修性改進(jìn)建議在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

所述第二可視化顯示單元，具體包括：

第一可視化顯示子單元，用于將維修可視性實(shí)時(shí)分析過(guò)程在可視化子區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

維修可視性包括可視化子區(qū)域和可視結(jié)果；可視化子區(qū)域通過(guò)三維圖形的方式，以人眼為繪制原點(diǎn)，依據(jù)視覺特性，根據(jù)上下視角范圍以及左右視角范圍所形成的錐形視場(chǎng)，在虛擬場(chǎng)景可視區(qū)域中繪制出當(dāng)前人眼的可視化子區(qū)域范圍；可視結(jié)果將根據(jù)產(chǎn)品本體是否在可視化子區(qū)域范圍內(nèi)，以文字描述或者符號(hào)描述給出可視性的判定結(jié)果；

第二可視化顯示子單元，用于將維修可達(dá)性實(shí)時(shí)分析過(guò)程在可達(dá)區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

維修可達(dá)性包括可達(dá)區(qū)域和可達(dá)結(jié)果；可達(dá)區(qū)域通過(guò)三維圖形的方式，以手或手指為繪制原點(diǎn)，依據(jù)手臂的運(yùn)動(dòng)特征，腕、肘、肩三個(gè)關(guān)節(jié)共7個(gè)關(guān)節(jié)自由度，分別為腕關(guān)節(jié)第一自由度θ₁和第二自由度θ₂，肘關(guān)節(jié)的第一自由度θ₃和第二自由度θ₄，肩關(guān)節(jié)的第一自由度θ₅、第二自由度θ₆和第三自由度θ₇，各自由度的參數(shù)如表1所示；在三維場(chǎng)景可視化區(qū)域中根據(jù)三個(gè)關(guān)節(jié)繪制出當(dāng)前手或手指的可達(dá)區(qū)域范圍，即邊界內(nèi)為可達(dá)區(qū)域，邊界外為不可達(dá)區(qū)域；

表1 各自由度的參數(shù)表

第三可視化顯示子單元，用于將維修安全性實(shí)時(shí)分析過(guò)程在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

維修安全實(shí)時(shí)分析過(guò)程包括對(duì)當(dāng)前維修操作時(shí)的機(jī)械安全、電氣安全、熱安全以及電磁輻射安全的實(shí)時(shí)分析過(guò)程；

第四可視化顯示子單元，用于將操作空間實(shí)時(shí)分析過(guò)程在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

操作空間實(shí)時(shí)分析過(guò)程可視化包括碰撞區(qū)域可視化和操作空間分析結(jié)果可視化；

第五可視化顯示子單元，用于將人機(jī)工效實(shí)時(shí)分析過(guò)程在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

人機(jī)工效實(shí)時(shí)分析過(guò)程可視化包括當(dāng)前維修人員姿態(tài)的瞬時(shí)舒適度可視化，以及考慮持續(xù)時(shí)間的舒適度可視化；

第六可視化顯示子單元，用于將防差錯(cuò)實(shí)時(shí)分析過(guò)程在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

第七可視化顯示子單元，用于將維修參數(shù)實(shí)時(shí)分析過(guò)程在所述可視化區(qū)域內(nèi)進(jìn)行可視化顯示；

維修參數(shù)實(shí)時(shí)分析過(guò)程可視化包括當(dāng)前產(chǎn)品本體維修步驟、每一步驟的持續(xù)時(shí)間、維修總時(shí)間三方面的可視化；其中，維修步驟的可視化通過(guò)網(wǎng)絡(luò)形式，網(wǎng)絡(luò)中的每個(gè)節(jié)點(diǎn)為當(dāng)前步驟的具體描述；每一步驟的持續(xù)時(shí)間顯示在網(wǎng)絡(luò)節(jié)點(diǎn)上；維修總時(shí)間以符號(hào)+數(shù)字的方式，顯示在虛擬場(chǎng)景可視化區(qū)域中。