[发明专利]冲突判定装置以及冲突判定程序

说明书

技术领域

本发明涉及一种判定在二维或者三维的空间内移动的物体间有无冲突的冲突判定装置以及冲突判定程序，特别是涉及一种在工作机械的切削加工的仿真装置中检测工作机械的机构部件与工件之间的冲突的冲突判定装置以及冲突判定程序。

背景技术

在处理移动的物体间的冲突现象时，在各个物体都移动的情况下，考虑从一个物体看的另一个物体的相对移动，能够归结到静止物体与移动物体之间的冲突现象。在本说明书中，下面也处理为静止物体与移动物体之间的冲突现象。

作为检测这种物体间的冲突的方法，有如下方法(下面，摆动(sweep)法)：制作使移动物体侧的形状沿着其移动轨迹摆动的摆动形状，在摆动形状与静止物体侧的形状之间判定交叉的有无。另外，有如下方法(下面，分时法)：判定以适当的间隔对从移动开始到结束为止进行分割的每个瞬间的移动物体以及静止物体的形状间的交叉的有无。两个方法的基本不同点在于：连续地处理还是离散化地处理物体移动这样的沿着时间轴的连续的现象。

然而，摆动法在制作任意形状的任意移动的摆动形状、特别是制作对于不仅有位置变化而且还伴随姿势变化的一般的刚体移动的摆动形状时，没有通用且有效的方法。即，摆动法存在如下问题：如果不是限定了移动物体侧的形状的种类、移动的种类的特定情况，则难以应用。另外，具有复杂形状的摆动形状与静止物体形状之间的交叉判定的计算成本也容易变高，不怎么提供于实用中。

分时法一般与摆动法相比，可以说计算成本低，但是如果取细的分割的间隔，则交叉判定的次数会增加，无法忽略整体的计算成本。另一方面，如果取粗的分割的间隔，则存在由于失灵导致冲突检测遗漏的可能性变高这样的问题。

因此，以往是以分时法为基础，努力抑制每1次的交叉判定的计算成本，在这种方法的一个中例如有专利文献1中记载的方法。

专利文献1：日本特开2007-114866号公报

发明内容

在专利文献1记载的方法中，由于以分时法为基础，因此上述的粗分割下的失灵导致的冲突检测遗漏、密分割下的整体计算成本增大的问题依然没有得到解决。另外，成为判定对象的两物体的形状都是以空间网格模型的形式来定义的，因此在计算机的处理中需要相当大的存储量。该问题特别是在处理三维形状的情况下变得深刻。

在工作机械的切削加工仿真领域中，由于作为冲突判定对象的一个物体的工件随着加工的进行而形状发生变化，并在加工中途阶段中呈现复杂的形状，因此大多以没有相位结构的制约条件的体素模型等的空间网格模型来表现工件的形状。然而，只是为了冲突判定而以空间网格模型来表现作为冲突判定对象的另一个物体的工作机械的机构部件，上述存储量的损失过大，不适于实用。

本发明是鉴于上述课题而作出的，其目的在于提供一种冲突判定装置以及冲突判定程序，能够减少冲突检测遗漏的担忧，并且不需要计算成本高的处理，在少的数据存储量的基础上进行高速且可靠的冲突判定。

为了解决上述课题，本发明的冲突判定装置的特征在于，具备：形状数据存储部，保存体素模型数据和边界表现模型数据，所述体素模型数据是用在固定于第一物体的坐标系中定义的体素模型来表现了第一物体的形状的数据，所述边界表现模型数据是用在固定于第二物体的坐标系中定义的边界表现模型来表现了第二物体的形状的数据；关注单元指定部，从构成体素模型的单元中指定进行冲突判定的关注单元；判定对象点产生部，针对关注单元产生用于冲突判定的判定对象点群；空间曲线生成部，将第一物体相对于第二物体的相对的刚体移动应用于判定对象点群的各个中来生成作为该判定对象点的移动轨迹曲线的空间曲线；曲线交叉判定部，判定边界表现模型的各边界要素与空间曲线之间有无交叉；距离计算部，在曲线交叉判定部判定的结果，在空间曲线与任一边界要素都不交叉的情况下，计算空间曲线相对于边界表现模型的边界面的最接近距离；以及冲突判定部，根据曲线交叉判定部的判定结果和距离计算部的计算结果来判定两物体间的冲突的可能性。