[发明专利]一种维修设备的可达性自动评估方法及系统

权利要求书

1.一种维修设备的可达性自动评估方法，其特征在于，包括：

获取虚拟手臂数据以及虚拟维修对象数据；

根据所述虚拟维修对象数据，基于邻接点法矢夹角特征点提取算法提取第一虚拟维修对象特征点；

根据所述虚拟维修对象数据，基于顶点显著性特征点提取算法提取第二虚拟维修对象特征点；

根据所述虚拟手臂数据构建虚拟手臂运动学模型；

齐次坐标可以有效的描述手臂各关节的平移和旋转几何变换；

则各关节转角的变换矩阵如下：

T(a,b,c)为平移变换矩阵，其中a、b、c分别表示关节点沿X轴、Y轴、Z轴的平移距离；

则肘关节相对于肩关节的总变换矩阵为:

腕关节相对于肘关节的总变换矩阵为:

手臂末端操作点P相对于腕关节总变换矩阵为:

可得手臂末端操作点P相对于肩关节的总变换矩阵，即：虚拟手臂运动学模型:

⁰G₃＝⁰G₁¹G₂²G₃ (8)

根据所述虚拟手臂运动学模型确定虚拟手臂末端或维修工具末端的可达域；

将所述可达域进行空间剖分，确定特征点集合；

根据所述第一虚拟维修对象特征点、所述第二虚拟维修对象特征点以及所述特征点集合确定所述维修设备的可达性评估结果；所述可达性评估结果包括维修部件在维修可达范围内以及维修部件未在维修可达范围内。

2.根据权利要求1所述的维修设备的可达性自动评估方法，其特征在于，所述根据所述虚拟维修对象数据，基于邻接点法矢夹角特征点提取算法提取第一虚拟维修对象特征点，具体包括：

采用三角网格模型描述虚拟维修对象；

遍历所述三角网络模型的每一条边，并判断所述边是否只存在一个邻接点，得到第一判断结果；

若所述第一判断结果表示为所述边只存在一个邻接点，确定所述边的两个端点为第一虚拟维修对象特征点；

若所述第一判断结果表示为所述边不只存在一个邻接点，确定邻接点之间的法矢夹角；

判断所述法矢夹角的权重是否小于权重阈值，得到第二判断结果；

若所述第二判断结果表示为所述法矢夹角的权重小于权重阈值，确定所述边的两个端点为第一虚拟维修对象特征点。

3.根据权利要求2所述的维修设备的可达性自动评估方法，其特征在于，所述根据所述虚拟维修对象数据，基于顶点显著性特征点提取算法提取第二虚拟维修对象特征点，具体包括：

计算所述三角网格模型内相邻顶点之间的高度差；

根据所述高度差确定各个顶点的平均高度差；

根据所述平均高度差提取第二虚拟维修对象特征点。

4.根据权利要求1所述的维修设备的可达性自动评估方法，其特征在于，所述根据所述虚拟手臂数据构建虚拟手臂运动学模型，具体包括：

根据所述虚拟手臂数据确定虚拟手臂的转动自由度；所述转动自由度包括肩关节转动自由度、肘关节转动自由度以及腕关节转动自由度；

根据所述转动自由度确定各个关节之间的相对变换矩阵；所述相对变换矩阵包括肘关节相对于肩关节的变换矩阵、腕关节相对肘关节的变换矩阵以及手臂末端操作点相对于腕关节的变换矩阵；

根据所述相对变换矩阵构建虚拟手臂运动学模型。