[发明专利]一种基于OSG的自适应虚拟夹具的构造方法

摘要

本发明公开一种基于OSG的自适应虚拟夹具的构造方法。针对机器人遥操作虚拟训练领域，虚拟夹具可以帮助实现快速定位和保障安全。本发明提出的一种自适应虚拟夹具的构建策略，针对不用环境条件构建适合的虚拟夹具，以虚拟夹具的构建效率，从而提高整个虚拟操作的效率。从目标物体想从起始点运动到目的点，通过OSG的碰撞检测库中射线检测方法检测两点之间是否有其他物体，若不存在则建立简单形状如圆柱体的虚拟夹具，否则自适应地构建一条安全且路径较短的虚拟管道的虚拟夹具。本发明相对传统方法的虚拟夹具形状单一和不变性，有更好的鲁棒性和通用性，而且最大限度地降低虚拟夹具建模的复杂度，从而大大提高系统效率。

主权项

1.一种基于OSG的自适应虚拟夹具的构造方法，其特征在于，具体构建过程包括以下步骤：1)根据起始点和目标点，构建它们之间的虚拟夹具，确定选择虚拟夹具形状的方法；2)针对步骤1)中复杂情况下虚拟夹具采用虚拟管道，确定虚拟管道空间位姿；所述步骤1)中确定选择虚拟夹具形状的方法是：在起始点A和目标点B之间，通过OSG的射线检测技术，确定它们之间是否存在障碍物，如果没有障碍物，则选择简单的圆柱体形状虚拟夹具，如果存在障碍物，则选用虚拟管道状的虚拟夹具；所述步骤2)中确定虚拟管道空间位姿的方法是：采用射线穿透检测方法，先确定出第一个障碍物周围的关键点，如果这个关键点和目标点之间检测得到没有其他障碍物，关键点求取完毕，否则，确定出这个关键点和目标点之间的下一关键点，如此迭代求出一系列的关键点，然后构建起始点与关键点、关键点与关键点以及关键点与目标点之间的虚拟管道，最后将上述虚拟管道拼接起来即可完成整个虚拟管道的构建；确定第一个障碍物周围的关键点的方法如下：在起始点A和目标点B之间存在障碍物，确定射线AB和障碍物的相交点P的位置；然后确定出此时障碍物的上方、左侧、右侧、下方的安全点P₁、P₁₁、P₁₂、P₁₃，其中P₁和P₁₃点在射线AB和z轴组成的平面一上，P₁₁和P₁₂为过P点且垂直于所述平面一的平面二上，比较∠PAP₁、∠PAP₁₁、∠PAP₁₂和∠PAP₁₃的大小，将最小的角度对应的安全点作为关键点，以同样的方法求出其它的关键点。