[发明专利]基于混合现实的生产线布局仿真系统及方法

权利要求书

1.一种基于混合现实的生产线布局仿真系统，包括模型处理模块、数据存储模块、人机交互模块和显示模块；

所述模型处理模块，包括模型导入子模块，用于接收待仿真生产线设备三维模型；

所述数据存储模块，包括通用模型子模块和专用模型子模块；所述通用模型子模块，用于存储待仿真生产线通用设备三维模型；所述专用模型子模块，用于存储待仿真生产线专用设备三维模型；

所述人机交互模块，用于向模型处理模块、环境扫描模块、数据存储模块、逻辑控制模块和显示模块发送指令；

所述显示模块，接收人机交互模块指令，并显示待仿真生产线的三维模型和布置待仿真生产线的真实车间环境；

其特征在于：

所述模型处理模块，还包括与模型导入子模块连接的模型优化子模块，用于对导入的待仿真生产线设备三维模型进行优化，并将优化结果传输至通用模型子模块和专用模型子模块；

所述数据存储模块，还包括与通用模型子模块和专用模型子模块并行的环境模型子模块，该环境模型子模块的接收端连接有环境扫描模块，所述环境扫描模块，采用具有混合现实功能的设备，用于扫描布置待仿真生产线的真实车间环境；所述环境模型子模块，用于存储环境扫描模块的扫描结果；

所述基于混合现实的生产线布局仿真系统，还包括逻辑控制模块，所述逻辑控制模块包括彼此连接的生产线布局子模块和碰撞检测子模块；所述生产线布局子模块，用于建立待仿真生产线三维模型；所述碰撞检测子模块，用于检测待仿真生产线三维模型与其所处的真实车间环境模型之间是否存在碰撞干涉。

2.一种基于混合现实的生产线布局仿真方法，其特征在于，包括如下步骤：

(1)建立待仿真生产线设备的三维模型，并设定三维模型的功能：

建立每个通用设备的三维模型和每个专用设备的三维模型，得到由多个通用设备三维模型和多个专用设备三维模型组成的待仿真生产线设备三维模型，并根据每个设备的用途设定设备对应三维模型的功能；

(2)人机交互模块向模型处理模块发送接收和优化指令：

人机交互模块向模型导入子模块发送接收待仿真生产线设备三维模型的指令，并向模型优化子模块发送优化待仿真生产线设备三维模型的指令；

(3)模型处理模块接收待仿真生产线设备三维模型并对其进行优化：

(3a)模型导入子模块接收待仿真生产线设备三维模型；

(3b)模型优化子模块对每个设备的三维模型分别添加外包络面网格，得到优化后的多个通用设备三维模型和多个专用设备三维模型，并将优化后的多个通用设备三维模型传输至通用模型子模块，同时将优化后的多个专用设备三维模型传输至专用模型子模块；

(4)人机交互模块向环境扫描模块发送扫描和优化指令：

人机交互模块向环境扫描模块发送扫描和优化布置待仿真生产线的真实车间环境指令；

(5)环境扫描模块对布置待仿真生产线的真实车间环境进行扫描，并对扫描结果进行优化：

(5a)环境扫描模块对布置待仿真生产线的真实车间环境进行扫描，得到车间环境模型；

(5b)环境扫描模块对车间环境模型添加外包络面网格，得到优化后的车间环境模型，并将其传输至环境模型子模块；

(6)人机交互模块向数据存储模块发送存储指令；

(7)数据存储模块对接收到的不同模型进行存储：

通用模型子模块接收每个优化后的通用设备三维模型并存储，专用模型子模块接收每个优化后的专用设备三维模型并存储，环境模型子模块接收优化后的车间环境模型并存储；

(8)人机交互模块向逻辑控制模块发送建立和检测指令：

人机交互模块向生产线布局子模块发送建立待仿真生产线三维模型指令，并向碰撞检测子模块发送检测建立的待仿真生产线三维模型与优化后的车间环境模型之间的碰撞干涉关系指令；

(9)逻辑控制模块建立待仿真生产线三维模型：

逻辑控制模块中的生产线布局子模块通过数据存储模块中的待仿真生产线设备三维模型和每个设备对应的三维模型的功能，建立待仿真生产线三维模型；

(10)逻辑控制模块对待仿真生产线三维模型与优化后的车间环境模型之间的碰撞干涉关系进行检测：

逻辑控制模块中的碰撞检测子模块根据待仿真生产线三维模型外包络面网格与优化后的车间环境模型外包络面网格之间是否存在交叉或重叠，判断待仿真生产线三维模型与优化后的车间环境模型之间是否存在碰撞干涉，若是，执行步骤(9)，否则将待仿真生产线三维模型作为基于混合现实的生产线布局仿真系统的仿真结果，并执行步骤(12)；

(11)人机交互模块向显示模块发送显示指令：

人机交互模块向显示模块发送显示仿真结果和布置待仿真生产线的车间环境模型指令；

(12)显示模块显示仿真结果和布置待仿真生产线的车间环境模型。