[发明专利]一种装配体的自动拆卸方法

权利要求书

1.一种装配体自动拆卸方法，包括如下步骤：

S1、根据装配体的实际结构和形状生成与该装配体相应的数字化三维模型；

S2、对所述模型进行形状分析以将其分割成多个部件，建立各部件的有向接触关系，并计算各部件之间的遮挡关系；

S3、利用所述各部件的几何特征计算模型的层次结构，将模型划分为若干子装配体模型，并计算各子装配体模型的分解方向；

S4、根据所述遮挡关系和模型层次结构计算模型的分解序列，该分解序列包括部件的分解次序和分解运动方向；

S5、根据所述分解序列获得所述装配体的各部件的拆卸次序和拆卸方向，完成对所述装配体的物理拆卸。

2.如权利要求1所述的装配体自动拆卸方法，其特征在于，所述步骤S1通过三维建模软件进行几何建模得到的三维模型。

3.如权利要求1所述的装配体自动拆卸方法，其特征在于，所述步骤S2包括：

S2.1、利用顶点扩展的方法将三维模型分割成多个不同的部件；

S2.2、提取每个部件的尖锐边，利用尖锐边将每个部件分割成多个面片，然后对面片进行曲面拟合，并对面片按照其法向量进行聚类，获得每个部件的初始可分离方向集；

S2.3、检测各部件之间的接触关系，得到各部件的接触面；

S2.4、对各部件之间的接触面进行拟合，得到三维模型的有向接触关系；

S2.5、根据各部件之间的有向接触关系，计算各部件之间的遮挡关系。

4.如权利要求3所述的装配体自动拆卸方法，其特征在于，所述有向接触关系表示为有向接触关系图，该有向接触关系用节点代表一个部件，用边代表对应的两个部件之间存在接触关系，每条边由两条有向半边组成，所述接触面的拟合面的法向量存储在对应的有向半边中。

5.如权利要求3所述的装配体自动拆卸方法，其特征在于，在步骤S2.3中，通过计算每两个部件之间的最小距离来判断两个部件是否接触。

6.如权利要求5所述的装配体自动拆卸方法，其特征在于，在步骤S2.3中，如果最小距离小于ε＝l_diag×10^-4，则将这两个部件标记为接触，l_diag代表所述三维模型的包围盒的对角线长度。

7.如权利要求1所述的装配体自动拆卸方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

S3.1、对各部件进行对称性检测和共轴关系检测，并利用对称关系和共轴关系对所有部件初步划分为若干子装配体模型；

S3.2、根据各部件之间的接触关系，对各部件的初始划分进行优化，得到模型的层次结构，该层次结构是指将模型划分为若干子装配体模型；

S3.3、计算各子装配体模型的分解方向。

8.如权利要求1所述的装配体自动拆卸方法，其特征在于，所述步骤S3包括：

步骤S4.1、根据所述装配体的先验结构，指定模型的基座部件和固定部件；

步骤S4.2、根据所述基座部件和固定部件，按照子装配体模型自上而下的顺序计算各部件的分解序列。

9.如权利要求1所述的装配体自动拆卸方法，其特征在于，所述步骤S5通过可视化的分解图或分解动画来演示拆卸过程。

10.如权利要求9所述的装配体自动拆卸方法，其特征在于，在所述步骤S5中，在模型的周围设置多个模拟相机，对每一个部件进行分解时选择视角采用Kullback Leibler距离KL_v：

给定视点v，有其中，N_c是模型子装配体的数目，a_i是子装配体i的投影面积，A_i是子装配体i的实际面积，是模型的总面积；

在计算投影面积a_i时，对每一个子装配体i采用唯一的一种颜色进行渲染，然后统计帧缓存中具有该种颜色的像素的数目，以此作为a_i。