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基于Open CASCADE平台的连续碰撞检测方法研究

发布时间:2018-05-18 23:20

  本文选题:Open + CASCADE ; 参考:《大连海事大学》2017年硕士论文


【摘要】:解决产品在实际装配过程中由于设计误差、装配路径及装配序列所引起的不可装配问题代价巨大,虚拟装配可对产品进行装配仿真,验证其可装配性,以提高产品的研制效率及竞争力。产品可装配性验证的核心为碰撞检测算法,现有的大部分碰撞检测算法为非连续或静态的算法,无法满足虚拟装配平台对碰撞检测算法精确性与实时性的双重要求,少部分连续碰撞检测算法仅适用于特定的背景下。因此,设计一套能满足复杂机械产品研制需求的碰撞检测方法成为本文的目标。本文针对碰撞检测算法目前研究存在的问题,设计了一套适用于Virtual Assembly System(V AS)平台的连续碰撞检测方法,主要研究工作及成果如下。设计了以投影法为基本架构的装配对象碰撞检测方法,在保证算法精确性的同时,将3D碰撞检测问题转化为2D碰撞检测问题,降低了碰撞检测算法的实现难度,提高了碰撞检测的效率。为了使碰撞检测方法具有较高的完备性,针对机械模型所存在的不规则曲线,设计了构造B样条投影曲线的补点策略,该策略有效提高了 B样条曲线的投影精度。针对批量模型的碰撞检测,设计了无碰撞装配对象快速滤除方法,使碰撞检测快速进入装配对象碰撞检测方法。在装配对象碰撞检测方法中,设计了解析法的Euler—Gagnon二次曲线求交算法,提高了大规模二次曲线求交的效率,从全局上提高了整套碰撞检测方法的效率。对基于Open CASCADE平台的连续碰撞检测方法中的子算法进行了试验验证,试验表明子算法的实时性及精确性较高。并对整套方法进行了理论推导验证,经分析整套方法具有较高的完备性及可集成性,可作为整套方法集成到VAS平台的理论支撑及数据来源。本文通过对以上内容的研究,在理论上提出一套连续的碰撞检测方法,其中包括无碰撞装配对象快速滤除方法与装配对象碰撞检测方法。经分析整套方法具有较高的实时性及精确性,满足虚拟装配平台对复杂机械产品研制的需求。
[Abstract]:It is costly to solve the non-assembly problem caused by the design error, assembly path and assembly sequence in the actual assembly process. Virtual assembly can simulate the assembly of the product and verify its assemblability. To improve the product development efficiency and competitiveness. The core of product assemblability verification is collision detection algorithm. Most of the existing collision detection algorithms are discontinuous or static, which can not meet the dual requirements of the virtual assembly platform for the accuracy and real-time of collision detection algorithm. A small number of continuous collision detection algorithms are only suitable for specific background. Therefore, it is the goal of this paper to design a collision detection method which can meet the development needs of complex mechanical products. Aiming at the existing problems of collision detection algorithms, this paper designs a set of continuous collision detection methods for Virtual Assembly System(V platform. The main research work and results are as follows. An assembly object collision detection method based on projection method is designed. While the accuracy of the algorithm is guaranteed, the 3D collision detection problem is transformed into 2D collision detection problem, which reduces the difficulty of realizing the collision detection algorithm. The efficiency of collision detection is improved. In order to make the collision detection method more complete, a complement point strategy for constructing B-spline projection curve is designed for the irregular curve existing in the mechanical model, which effectively improves the projection accuracy of B-spline curve. Aiming at collision detection of batch model, a fast filtering method of collision-free assembly object is designed to make collision detection into assembly object collision detection method. In the method of assembly object collision detection, the Euler-Gagnon conic intersection algorithm based on analytic method is designed, which improves the efficiency of large scale conic intersection, and improves the efficiency of the whole collision detection method globally. The sub-algorithm of continuous collision detection based on Open CASCADE platform is tested and verified. The experimental results show that the sub-algorithm has high real-time and accuracy. The whole method is proved by theoretical derivation, and it can be used as the theoretical support and data source for the integration of the whole method into VAS platform. In this paper, a series of continuous collision detection methods are proposed theoretically, including the fast filtering method of collision-free assembly object and the collision detection method of assembly object. By analyzing that the whole method has high real-time and accuracy, it can meet the demand of virtual assembly platform for complex mechanical product development.
【学位授予单位】:大连海事大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2017
【分类号】:TG95

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本文编号:1907660

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