[发明专利]一种基于Minkowski和面向自动装配的碰撞检测方法

摘要

本发明公开了一种基于Minkowski和面向自动装配的碰撞检测方法，步骤如下：对现实配件模型进行提取，对模型进行爆炸构造，建立装配模型几何体树，加载并投影两个三维装配模型；碰撞检测阶段，计算二维下Minkowski和多边形，三维重建生成Minkowski多面体，根据Minkowski和的多面体与原点关系，获取干涉量x、y、z和距离d，对整体模型进行精确的碰撞检测。本发明具有计算简单、效率高、耗时短、精度高等优点。

主权项

1.一种基于Minkowski面向自动装配的碰撞检测方法，其特征在于，所述方法步骤如下：步骤1，在预处理阶段，使用摄像头视觉定位，提取配件的三维模型，根据三维模型信息，在SolidWorks中对三维模型进行爆炸分析，获得碰撞模型几何体树；步骤2，根据模型爆炸图，提取单位装配体模型，生成树的左右子树，读取off格式文件，文件中包括顶点坐标和各个面坐标点标识；步骤3，根据对称影像原理，将单位待装配对接部分绘制出原点对称多面体；步骤4，获取off文件中信息，并计算得出单位装配模型和待装配模型点法向量及面的信息；步骤5，根据提取的单位装配模型的面的信息，分别投影生成xOy面、xOz面、yOz面上的多边形，将两两投影生成的多面体自然连接计算Minkowski和多边形，根据每个面上的结果多边形信息，进行三维重建，得到Minkowski和单形体；步骤6，根据结果单形体，获取单位装配模型的装配轴线，根据结果面中坐标原点与Minkowski和单形体面的关系，获取单位装配模型与待装配模型的有向距离，进而判断是否已碰撞干涉；若发生干涉，计算模型中发生交迭的区域，并计算交迭量；若未发生干涉，获取单位装配模型与待装配模型的方向，计算单位装配模型与待装配模型的最近距离量，产生最小距离的装配体上的面‑点或者面‑面，引导单位装配体和单位待装配体达到完美位置，并判断装配的完成；步骤7，根据检测结果，利用控制量指导装配体的自动装配。