本發(fā)明涉及裝配制造，尤其涉及一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的航天器總裝碰撞類差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。

背景技術(shù)：

1、航天器總裝是對(duì)航天器產(chǎn)品分系統(tǒng)進(jìn)行的集成裝配與測(cè)試。航天器裝配過程中的設(shè)備拆裝、電纜敷設(shè)、電連接器插拔、緊固件裝卸等大量操作均依賴于手工作業(yè)，且雙手協(xié)調(diào)裝配動(dòng)作占整個(gè)裝配工作量的70％以上。由于受到火箭運(yùn)載能力和發(fā)射成本限制，結(jié)構(gòu)件重量需極力減少，航天器構(gòu)型趨向緊湊，進(jìn)而形成了大量狹小空間中的手工作業(yè)需求。狹小空間下的總裝作業(yè)對(duì)操作及檢驗(yàn)人員的要求更加苛刻，設(shè)備磕碰、開關(guān)誤觸、人員擠傷等碰撞類差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)顯著提高，需要對(duì)總裝差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效的量化評(píng)估。在基于虛擬現(xiàn)實(shí)的裝配仿真過程中，可以對(duì)虛擬人在虛擬場(chǎng)景中的動(dòng)作進(jìn)行規(guī)劃。

2、但是，如何對(duì)碰撞類差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)的程度進(jìn)行評(píng)估成為了本領(lǐng)域技術(shù)人員亟需解決的技術(shù)問題。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明提供一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的航天器總裝碰撞類差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，用以解決現(xiàn)有技術(shù)中無法對(duì)碰撞風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行有效評(píng)估的缺陷。

2、第一方面，本發(fā)明提供一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的航天器總裝碰撞類差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，包括：

3、分別構(gòu)建與人體模型和運(yùn)動(dòng)物體模型綁定的等距包絡(luò)體模型；

4、在進(jìn)行裝配工作仿真時(shí)，基于采樣頻率在不同采樣點(diǎn)獲取所述等距包絡(luò)體模型的仿真位置；

5、在每個(gè)所述采樣點(diǎn)，對(duì)虛擬場(chǎng)景中的可碰撞物體進(jìn)行遍歷，確定所述可碰撞物體與所述仿真位置對(duì)應(yīng)的等距包絡(luò)體模型的布爾交集體，并在所述布爾交集體不為空時(shí)，確定為風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域；

6、以所述等距包絡(luò)體模型的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)作為所述風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的指定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；

7、確定所述布爾交集體對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)的指定風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)；

8、基于所述指定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和所述指定風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，確定碰撞風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

9、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的航天器總裝碰撞類差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，還包括：

10、基于所述碰撞風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)的異同，對(duì)所述風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行合并，得到合并風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域；

11、對(duì)不同等級(jí)的所述合并風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域分別進(jìn)行標(biāo)注渲染，以實(shí)現(xiàn)可視化展示。

12、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的航天器總裝碰撞類差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，所述對(duì)不同等級(jí)的所述合并風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域分別進(jìn)行標(biāo)注渲染，包括：

13、確定所有的合并風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的不同等級(jí)；

14、對(duì)每個(gè)所述不同等級(jí)的合并風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行不同顏色和不同標(biāo)注內(nèi)容的渲染，以實(shí)現(xiàn)不同等級(jí)的合并風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的可視化區(qū)分。

15、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的航天器總裝碰撞類差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，所述得到合并風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域之前，還包括：

16、若在對(duì)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域進(jìn)行合并過程中，在不同碰撞風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)區(qū)域存在重合區(qū)域，則重合區(qū)域的碰撞風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)以重合區(qū)域等級(jí)中的最高碰撞風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)進(jìn)行指定。

17、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的航天器總裝碰撞類差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，所述確定所述布爾交集體對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)的指定風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，包括：

18、在所述布爾交集體對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)，對(duì)所述人體模型進(jìn)行可視性分析，確定所述布爾交集體與視野的相對(duì)關(guān)系；

19、基于所述相對(duì)關(guān)系，確定所述布爾交集體對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)的指定風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)。

20、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的航天器總裝碰撞類差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，所述對(duì)所述人體模型進(jìn)行可視性分析，確定所述布爾交集體與視野的相對(duì)關(guān)系，包括：

21、獲取采樣點(diǎn)的人體模型的視野；

22、基于所述采樣點(diǎn)的人體模型的視野，確定所述布爾交集體與視野的相對(duì)關(guān)系為布爾交集體在所述視野中心區(qū)域、布爾交集體在所述視野邊緣區(qū)域或布爾交集體在所述視野之外區(qū)域。

23、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的航天器總裝碰撞類差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，所述基于所述相對(duì)關(guān)系，確定所述布爾交集體對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)的指定風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，包括：

24、當(dāng)所述布爾交集體在所述視野中心區(qū)域時(shí)，確定指定風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)為第一系數(shù)；

25、當(dāng)所述布爾交集體在所述視野邊緣區(qū)域時(shí)，確定指定風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)為第二系數(shù)；

26、當(dāng)所述布爾交集體在所述視野之外區(qū)域時(shí)，確定指定風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)為第三系數(shù)；

27、其中，所述第一系數(shù)小于所述第二系數(shù)，所述第二系數(shù)小于所述第三系數(shù)。

28、根據(jù)本發(fā)明提供的一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的航天器總裝碰撞類差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，所述分別構(gòu)建與人體模型和運(yùn)動(dòng)物體模型綁定的等距包絡(luò)體模型，包括：

29、基于人體特征參數(shù)，構(gòu)建人體模型，生成與所述人體模型等距離的人體包絡(luò)模型；

30、基于運(yùn)動(dòng)物體參數(shù)，構(gòu)建運(yùn)動(dòng)物體模型，生成與所述運(yùn)動(dòng)物體模型等距離的運(yùn)動(dòng)物體包絡(luò)模型；

31、分別將所述人體包絡(luò)模型與所述人體模型綁定、將所述運(yùn)動(dòng)物體包絡(luò)模型與所述運(yùn)動(dòng)物體模型綁定，得到等距包絡(luò)體模型。

32、第二方面，本發(fā)明還提供一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的航天器總裝碰撞類差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估裝置，包括：

33、構(gòu)建模塊，用于分別構(gòu)建與人體模型和運(yùn)動(dòng)物體模型綁定的等距包絡(luò)體模型；

34、采樣模塊，用于在進(jìn)行裝配工作仿真時(shí)，基于采樣頻率在不同采樣點(diǎn)獲取所述等距包絡(luò)體模型的仿真位置；

35、第一確定模塊，用于在每個(gè)所述采樣點(diǎn)，對(duì)虛擬場(chǎng)景中的可碰撞物體進(jìn)行遍歷，確定所述可碰撞物體與所述仿真位置對(duì)應(yīng)的等距包絡(luò)體模型的布爾交集體，并在所述布爾交集體不為空時(shí)，確定為風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域；

36、指定模塊，用于以所述等距包絡(luò)體模型的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)作為所述風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的指定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；

37、第二確定模塊，用于確定所述布爾交集體對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)的指定風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)；

38、第三確定模塊，用于基于所述指定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和所述指定風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，確定碰撞風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)。

39、第三方面，本發(fā)明還提供一種電子設(shè)備，包括存儲(chǔ)器、處理器及存儲(chǔ)在存儲(chǔ)器上并可在處理器上運(yùn)行的計(jì)算機(jī)程序，所述處理器執(zhí)行所述程序時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述基于虛擬現(xiàn)實(shí)的航天器總裝碰撞類差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。

40、第四方面，本發(fā)明還提供一種非暫態(tài)計(jì)算機(jī)可讀存儲(chǔ)介質(zhì)，其上存儲(chǔ)有計(jì)算機(jī)程序，該計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述基于虛擬現(xiàn)實(shí)的航天器總裝碰撞類差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。

41、第五方面，本發(fā)明還提供一種計(jì)算機(jī)程序產(chǎn)品，包括計(jì)算機(jī)程序，所述計(jì)算機(jī)程序被處理器執(zhí)行時(shí)實(shí)現(xiàn)如上述任一種所述基于虛擬現(xiàn)實(shí)的航天器總裝碰撞類差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法。

42、本發(fā)明提供的一種基于虛擬現(xiàn)實(shí)的航天器總裝碰撞類差錯(cuò)風(fēng)險(xiǎn)評(píng)估方法，包括，分別構(gòu)建與人體模型和運(yùn)動(dòng)物體模型綁定的等距包絡(luò)體模型；在進(jìn)行裝配工作仿真時(shí)，基于采樣頻率在不同采樣點(diǎn)獲取等距包絡(luò)體模型的仿真位置；在每個(gè)采樣點(diǎn)，對(duì)虛擬場(chǎng)景中的可碰撞物體進(jìn)行遍歷，確定可碰撞物體與仿真位置對(duì)應(yīng)的等距包絡(luò)體模型的布爾交集體，并在布爾交集體不為空時(shí)，確定為風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域；以等距包絡(luò)體模型的風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)作為風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域的指定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)；確定布爾交集體對(duì)應(yīng)的采樣點(diǎn)的指定風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)；基于指定風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)和指定風(fēng)險(xiǎn)系數(shù)，確定碰撞風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)，通過仿真測(cè)試，對(duì)風(fēng)險(xiǎn)區(qū)域內(nèi)的碰撞風(fēng)險(xiǎn)進(jìn)行量化確定，更清晰地通過碰撞風(fēng)險(xiǎn)等級(jí)確定出存在的風(fēng)險(xiǎn)，更有助于為裝配操作提供科學(xué)指導(dǎo)。