[发明专利]一种面向产品维修性验证的沉浸式虚拟维修仿真方法及系统

说明书

本发明公开了一种面向产品维修性验证的沉浸式虚拟维修仿真方法及系统，该方法及系统通过分析产品实际维修任务及过程，对沉浸式虚拟维修仿真进行设计，将传统数字样机进行模型转换及一系列处理，导入到虚拟维修场景中，并完成整个虚拟维修场景的构建工作，为场景中的物体施加符合实际的动力学和物理学约束，对虚拟场景进行多通道渲染，配置交互功能，采集用户在场景中的动作数据，完成产品的维修性验证。本发明基于一种面向产品维修性验证的沉浸式虚拟维修仿真方法及系统，克服了传统桌面式虚拟维修仿真的不足，提高了虚拟维修仿真的效率与真实性。

技术领域

本发明涉及维修性设计及验证的技术领域，具体涉及一种面向产品维修性验证的沉浸式虚拟维修仿真方法及系统。

背景技术

维修性是产品的固有属性。对于大型复杂产品，维修性对产品效能发挥、运营成本以及使用安全都十分重要。良好的维修性设计，能够使产品在投入使用后，显著提升效能，降低运营成本，提高产品安全。因此，在设计阶段时，应该给予维修性设计充分的重视。

维修性验证是产品维修性设计的重要一环。产品维修性的定性定量设计是否满足要求，都要通过维修性验证来进行检验。目前，数字样机已经代替物理样机，在设计阶段已经得到大量使用。数字样机的应用可以使设计人员在早期开展对产品进行可视化的设计活动，及时发现设计缺陷并加以改进，避免了物理样机造价高昂，一旦发现设计缺陷，却由于设计工作已经完成而难以更改的问题。

然而，对于维修性验证来说，传统的方法仍然具有一定的局限性。这是由于，维修是一项典型的人机交互活动，而传统的维修性验证基本都是在桌面式仿真软件中开展，由设计人员基于数字样机制作一段仿真动画，在仿真动画的过程中进行维修性验证。这种非沉浸式的仿真方法受设计人员主观影响较大。对于同一维修任务，经验不同，习惯不同的设计人员，制作出来的维修仿真可能有较大差异，并且由于仿真人员没有实际的或者接近于真实环境的维修体验，这会给维修性验证结果带来较大的不确定性。此外，仿真动画往往都是基于关键帧控制的方法制作，为了让仿真动画逼近真实维修情况，设计人员需要耗费大量的时间精力在调整以及增加关键帧的操作上，导致仿真效率低下。

发明内容

本发明的目的是提供一种面向产品维修性验证的沉浸式虚拟维修仿真方法及系统，它可以克服现有技术上述的不足，实现了更加快速客观的进行维修性验证。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

本发明提供了一种面向产品维修性验证的沉浸式虚拟维修仿真方法，包括如下步骤：

步骤1、对产品虚拟维修仿真任务进行设计；

步骤2、对数字样机进行面向虚拟维修仿真的处理；

步骤3、根据前两步得到的结果，将数字样机导入虚拟环境，构建虚拟维修场景，建立动力学及物理约束；

步骤4、对构建好的虚拟维修场景进行多通道渲染；

步骤5、根据交互设备，绑定交互操作，为用户输出三维视觉信息；

步骤6、捕捉并记录用户在虚拟场景中的动作数据；

步骤7、根据用户在沉浸式场景中与虚拟维修环境的交互情况，对产品维修性进行核查。

可选的，产品虚拟维修仿真任务设计方法包括：

对产品虚拟维修任务进行分析，确定维修方案及流程；

根据具体的维修任务场景，获取所需的维修工具、辅助保障资源清单；

获取该虚拟维修仿真需要进行的产品维修性核查项。

可选的，数字样机面向虚拟维修仿真的处理方法包括：

对数字样机进行模型转换；