【技術(shù)實(shí)現(xiàn)步驟摘要】
本專(zhuān)利技術(shù)屬于航空發(fā)動(dòng)機(jī)，具體涉及一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)虛擬協(xié)同建模方法及系統(tǒng)。
技術(shù)介紹
1、孿生仿真模型是工業(yè)領(lǐng)域的重要技術(shù)。目前，虛擬拆裝系統(tǒng)的拆裝過(guò)程模型主要是基于圖論的過(guò)程模型，如and/or圖模型、有向圖模型和petri網(wǎng)模型。其中有向圖由節(jié)點(diǎn)與有方向的邊組成，能夠直觀表示拆裝節(jié)點(diǎn)的串行、并行等先后約束關(guān)系。系統(tǒng)可配置性需要借助拆裝過(guò)程序列的靈活性實(shí)現(xiàn)，意味著可根據(jù)不同操作規(guī)程具象化為對(duì)應(yīng)的有向圖結(jié)構(gòu)。
2、相關(guān)過(guò)程模型的具象化方式主要使用xml數(shù)據(jù)驅(qū)動(dòng)，一方面，xml文件的傳輸和解析需要較大的時(shí)間開(kāi)銷(xiāo)，另一方面，已有的多人協(xié)同系統(tǒng)涉及任務(wù)量較小，在網(wǎng)絡(luò)環(huán)境中應(yīng)對(duì)多端、大任務(wù)量的航空發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝情景應(yīng)該選擇更加輕量化、高效的方式，提升部署效率。
技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路
1、針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)的上述不足，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)虛擬協(xié)同建模方法及系統(tǒng)，以解決上述技術(shù)問(wèn)題。
2、第一方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)虛擬協(xié)同建模方法，包括：
3、將航空發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝過(guò)程分解為操作任務(wù)，并將所述操作任務(wù)表達(dá)為json對(duì)象；
4、對(duì)所述json對(duì)象的拆裝序列進(jìn)行通用化表達(dá)，構(gòu)建基于雙序列有向圖的任務(wù)驅(qū)動(dòng)過(guò)程模型；
5、通過(guò)leap?motion設(shè)備采集手部特征數(shù)據(jù)，利用knn算法識(shí)別手部特征數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的手勢(shì)，并將識(shí)別的手勢(shì)緩存至手勢(shì)序列；
6、利用有限狀態(tài)機(jī)基于手勢(shì)序列描述基本行為，利用碰撞盒對(duì)所述基本行為與拆裝對(duì)象的手勢(shì)參數(shù)進(jìn)行交互
7、通過(guò)有限狀態(tài)機(jī)和空間變換過(guò)程實(shí)現(xiàn)工具的行為模型和單手、多手操作虛擬零件的行為模型，并通過(guò)視覺(jué)反饋的交互機(jī)制模擬實(shí)際維修場(chǎng)景的操作過(guò)程。
8、在一個(gè)可選的實(shí)施方式中，將航空發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝過(guò)程分解為操作任務(wù)，并將所述操作任務(wù)表達(dá)為json對(duì)象，包括：
9、定義任務(wù)對(duì)象，為所述任務(wù)對(duì)象設(shè)置基本屬性、操作方式、運(yùn)行時(shí)狀態(tài)標(biāo)識(shí)、序列屬性和操作提示屬性；所述基本屬性包括：任務(wù)序號(hào)、操作對(duì)象名稱(chēng)和操作對(duì)象同級(jí)對(duì)象關(guān)系；所述操作方式包括：自由移動(dòng)的行為和帶參數(shù)可調(diào)節(jié)的幾何運(yùn)動(dòng)行為，其中自由移動(dòng)的行為包括單手抓取移動(dòng)或多手協(xié)同控制位姿變換，自由移動(dòng)的行為具備的屬性包括操作模式、目標(biāo)位置和手勢(shì)，幾何運(yùn)動(dòng)行為具備的屬性包括操作模式、軸向量、工具類(lèi)型、工具軸向偏移量和目標(biāo)值；所述運(yùn)行時(shí)狀態(tài)標(biāo)識(shí)包括：碰撞體類(lèi)型、觸發(fā)器添加狀態(tài)和完成狀態(tài)；所述序列屬性包括：前序任務(wù)列表和后序任務(wù)列表，任務(wù)序列與故障類(lèi)型具有對(duì)應(yīng)關(guān)系；所述操作提示屬性包括：任務(wù)提示標(biāo)題和具體信息；
10、在json中，將單一任務(wù)的參數(shù)名稱(chēng)和參數(shù)值結(jié)合表達(dá)為鍵值對(duì)，將每一個(gè)操作任務(wù)表達(dá)為一個(gè)對(duì)象，將所有對(duì)象的集合表達(dá)為一個(gè)列表。
11、在一個(gè)可選的實(shí)施方式中，對(duì)所述json對(duì)象的拆裝序列進(jìn)行通用化表達(dá)，構(gòu)建基于雙序列有向圖的任務(wù)驅(qū)動(dòng)過(guò)程模型，包括：
12、定義總?cè)蝿?wù)列表、未完成任務(wù)列表、可執(zhí)行任務(wù)列表和已完成任務(wù)列表；
13、解析json對(duì)象，基于各json對(duì)象的基本屬性和序列屬性生成前序任務(wù)集合和后序任務(wù)集合，并基于前序任務(wù)集合和后序任務(wù)集合構(gòu)建基于雙序列有向圖的任務(wù)驅(qū)動(dòng)過(guò)程模型；
14、在所述任務(wù)驅(qū)動(dòng)過(guò)程模型中約束同一時(shí)間的可執(zhí)行任務(wù)數(shù)量往往大于等于1；
15、配置所述任務(wù)驅(qū)動(dòng)過(guò)程模型通過(guò)c#提供的file類(lèi)封裝的readalltext方法讀取參數(shù)化文件，通過(guò)unity3d提供的jsonutility類(lèi)封裝的fromjson方法解析json參數(shù)化文件并反序列化為tasks類(lèi)，保留到內(nèi)存中，完成任務(wù)部署。
16、在一個(gè)可選的實(shí)施方式中，所述任務(wù)驅(qū)動(dòng)過(guò)程模型的驅(qū)動(dòng)方法包括：
17、多端聯(lián)網(wǎng)請(qǐng)求json數(shù)據(jù)文件并解析，初始化總?cè)蝿?wù)集合、未完成任務(wù)集合、可執(zhí)行任務(wù)集合、已完成任務(wù)集合；
18、已完成任務(wù)集合中添加元素0，以此為條件遍歷所有任務(wù)，激活所有起始任務(wù)，為所有激活任務(wù)添加其json參數(shù)指定行為模型封裝代碼；
19、任意第i個(gè)任務(wù)執(zhí)行完成，更新未完成任務(wù)集合、可執(zhí)行任務(wù)集合、已完成任務(wù)集合；
20、獲取已完成第i個(gè)任務(wù)對(duì)應(yīng)的后序任務(wù)集合，遍歷后序任務(wù)集合，獲取后序任務(wù)集合中第j個(gè)任務(wù)的前序任務(wù)集合，根據(jù)激活條件公式判斷后序任務(wù)集合中第j個(gè)任務(wù)是否可激活；
21、對(duì)可激活的任務(wù)進(jìn)行激活，賦予對(duì)應(yīng)的行為模型封裝代碼組件，提供正確的交互方式；
22、循環(huán)對(duì)執(zhí)行完成的任務(wù)的后序任務(wù)進(jìn)行激活，直至已完成任務(wù)集合與總?cè)蝿?wù)集合相同,表示所有任務(wù)已完成。
23、在一個(gè)可選的實(shí)施方式中，通過(guò)leap?motion設(shè)備采集手部特征數(shù)據(jù)，利用knn算法識(shí)別手部特征數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的手勢(shì)，并將識(shí)別的手勢(shì)緩存至手勢(shì)序列，包括：
24、通過(guò)leap?motion設(shè)備采集手部特征數(shù)據(jù)，所述手部特征數(shù)據(jù)包括5根手指指尖到掌心的距離以及拇指、食指和小指3根手指的指尖方向向量；
25、將所述手部特征數(shù)據(jù)保存為csv格式文件；
26、利用knn算法計(jì)算手部特征數(shù)據(jù)與多個(gè)手勢(shì)的標(biāo)準(zhǔn)特征數(shù)據(jù)的歐式距離，并將計(jì)算結(jié)果升序排序；多個(gè)手勢(shì)包括：抓取、捏取、釋放、前進(jìn)、后退和界面；
27、取前k個(gè)手勢(shì)進(jìn)行打分，打分最多的手勢(shì)為所述手部特征數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的手勢(shì)；
28、將最新識(shí)別的手勢(shì)緩存至手勢(shì)序列的最后。
29、在一個(gè)可選的實(shí)施方式中，利用有限狀態(tài)機(jī)基于手勢(shì)序列描述基本行為，利用碰撞盒對(duì)所述基本行為與拆裝對(duì)象的手勢(shì)參數(shù)進(jìn)行交互，得到單手操作對(duì)象的操作過(guò)程，包括：
30、利用有限狀態(tài)機(jī)將單手操作對(duì)象的拾取、釋放與傳遞的基本行為的狀態(tài)變化過(guò)程定義為四元組；
31、基于與操作對(duì)象發(fā)生碰撞的手的四元組，生成操作對(duì)象的狀態(tài)集合；
32、構(gòu)建觸發(fā)條件集合和有窮跳轉(zhuǎn)觸發(fā)事件集合，利用碰撞盒基于所述狀態(tài)集合和所述觸發(fā)條件集合和有窮跳轉(zhuǎn)觸發(fā)事件集合，檢測(cè)動(dòng)態(tài)手勢(shì)。
33、在一個(gè)可選的實(shí)施方式中，通過(guò)有限狀態(tài)機(jī)和空間變換過(guò)程實(shí)現(xiàn)工具的行為模型和單手、多手操作虛擬零件的行為模型，并通過(guò)視覺(jué)反饋的交互機(jī)制模擬實(shí)際維修場(chǎng)景的操作過(guò)程，包括：
34、根據(jù)參數(shù)化文件中工具軸向偏移量和工具內(nèi)置其他偏移值求解就位姿態(tài)，逐幀差值到就位位姿，并通過(guò)有限狀態(tài)機(jī)描述工具的使用過(guò)程；
35、通過(guò)外部手柄或leap?motion設(shè)備采集手的位置；
36、通過(guò)手的位置求解多手協(xié)同搬運(yùn)過(guò)程中拆裝對(duì)象的位姿；
37、基于所述位姿利用有限狀態(tài)機(jī)及拆裝對(duì)象的空間幾何變換描述拆裝對(duì)象的行為。
38、第二方面，本專(zhuān)利技術(shù)提供一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)虛擬協(xié)同建模系統(tǒng)，包括：
39、對(duì)象表達(dá)模塊，用于將航空發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝過(guò)程分解為操作任務(wù)，并將所述操作任務(wù)表達(dá)為json對(duì)象；
40、驅(qū)動(dòng)配置模塊，用于對(duì)所述json對(duì)象本文檔來(lái)自技高網(wǎng)...
【技術(shù)保護(hù)點(diǎn)】
1.一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)虛擬協(xié)同建模方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將航空發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝過(guò)程分解為操作任務(wù)，并將所述操作任務(wù)表達(dá)為JSON對(duì)象，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，對(duì)所述JSON對(duì)象的拆裝序列進(jìn)行通用化表達(dá)，構(gòu)建基于雙序列有向圖的任務(wù)驅(qū)動(dòng)過(guò)程模型，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述任務(wù)驅(qū)動(dòng)過(guò)程模型的驅(qū)動(dòng)方法包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)Leap?Motion設(shè)備采集手部特征數(shù)據(jù)，利用KNN算法識(shí)別手部特征數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的手勢(shì)，并將識(shí)別的手勢(shì)緩存至手勢(shì)序列，包括：
6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的方法，其特征在于，利用有限狀態(tài)機(jī)基于手勢(shì)序列描述基本行為，利用碰撞盒對(duì)所述基本行為與拆裝對(duì)象的手勢(shì)參數(shù)進(jìn)行交互，得到單手操作對(duì)象的操作過(guò)程，包括：
7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)有限狀態(tài)機(jī)和空間變換過(guò)程實(shí)現(xiàn)工具的行為模型和單手、多手操作虛擬零件的行為模型，并通過(guò)視覺(jué)反饋的交互機(jī)制模擬實(shí)際維修場(chǎng)景的操作過(guò)程，包括：>
8.一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)虛擬協(xié)同建模系統(tǒng)，其特征在于，包括：
9.根據(jù)權(quán)利要求8所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述對(duì)象表達(dá)模塊用于：
10.根據(jù)權(quán)利要求9所述的系統(tǒng)，其特征在于，所述驅(qū)動(dòng)配置模塊用于：
...【技術(shù)特征摘要】
1.一種航空發(fā)動(dòng)機(jī)虛擬協(xié)同建模方法，其特征在于，包括：
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，將航空發(fā)動(dòng)機(jī)拆裝過(guò)程分解為操作任務(wù)，并將所述操作任務(wù)表達(dá)為json對(duì)象，包括：
3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的方法，其特征在于，對(duì)所述json對(duì)象的拆裝序列進(jìn)行通用化表達(dá)，構(gòu)建基于雙序列有向圖的任務(wù)驅(qū)動(dòng)過(guò)程模型，包括：
4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的方法，其特征在于，所述任務(wù)驅(qū)動(dòng)過(guò)程模型的驅(qū)動(dòng)方法包括：
5.根據(jù)權(quán)利要求1所述的方法，其特征在于，通過(guò)leap?motion設(shè)備采集手部特征數(shù)據(jù)，利用knn算法識(shí)別手部特征數(shù)據(jù)對(duì)應(yīng)的手勢(shì)，并將識(shí)別的手勢(shì)緩存至手勢(shì)序列，包括：...
【專(zhuān)利技術(shù)屬性】
技術(shù)研發(fā)人員：王志樂(lè)，胡兆勇，徐霄，
申請(qǐng)(專(zhuān)利權(quán))人：中國(guó)人民解放軍海軍航空大學(xué)，
類(lèi)型：發(fā)明
國(guó)別省市：
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