[发明专利]一种虚拟装配中基于公差约束的碰撞检测方法

摘要

本发明为了更好的仿真零部件的装配过程，给出了一种基于公差约束的碰撞检测方法及响应策略。首先给出了虚拟零部件的层次模型表达构建方法；其次提出了基于体分解的空间层次包围体表达方法，给出了压缩包围体冗余空间的算法；再次给出碰撞穿透深度的计算方法，通过比对最大穿透深度值与零部件间公差范围，产生不同的碰撞响应策略；第四以孔-轴装配为例，给出了虚拟空间中未受约束与受约束零部件的装配方程；最后通过仿真给出了孔-轴零部件之间的装配过程。

主权项

一种虚拟装配中基于公差约束的碰撞检测方法包含以下几个部分：在虚拟装配系统中如何既能快速有效的判断零部件的碰撞检测发生，又能及时鉴别所发生的碰撞是否在公差允许的范围内成为系统高效仿真的关键技术问题；本发明提出一种基于体分解的包围体层次方法，可以快速高效的判断零部件之间的碰撞检测，并给出了一种新的计算穿透深度的方法，当零部件发生碰撞时，能够实时、准确的计算方向穿透深度；通过判断发生碰撞的零部件能否构建装配对，进行不同的响应策略：对于无法构建装配对的零部件之间，直接进行碰撞响应；对于可以构建装配对的零部件之间进行穿透深度的计算，并进行最大穿透深度与公差范围的比对，对在公差范围内的碰撞并不进行碰撞响应，但对发生超出公差范围的碰撞，进行碰撞响应；通过调整零部件的位姿关系，最终实现基于公差约束的装配。