[发明专利]一种碰撞检测系统的构建方法

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟现实及系统仿真技术领域，特别涉及一种碰撞检测系统的构建方法。

背景技术

传统的CAD软件(例如Pro/E、SolidWorks)可以用于制作机械零部件的装配仿真，但是它们存在如下的问题：一是CAD软件在对机械产品进行装配仿真时，只是一种动画的形式，人机交互性差；二是CAD软件在装配仿真时，当两个零件的尺寸不满足公差范围时，仍然能够进行装配，导致出现穿透现象，而这种情况是不符合实际生产中的装配要求的。

碰撞检测是虚拟装配技术的一项关键技术。碰撞检测的实质就是在同一时刻检测虚拟环境中是否有两个或多个物体占据同一个空间区域。目前比较成熟的碰撞检测方法主要有：包围盒法、空间分割法、图像空间法、距离场法、智能算法等。

发明内容

为了克服上述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种碰撞检测系统的构建方法，能够有效解决目前CAD软件在机械产品装配仿真过程中出现的穿透现象，而且从视觉和听觉角度使用户感觉到两个零件发生穿透时的响应，具有易于操作、真实性强、效果显著的特点。

为了达到上述目的，本发明采取的技术方案为：

一种碰撞检测系统的构建方法，包括以下步骤：

步骤一：

在SolidWorks中建立机械部件的三维模型，将建好的三维模型导入到EONProfessional中；

步骤二：

将Place节点拖动到各个零件节点下，双击该节点，在弹出的属性窗口中设置零件在自动装配过程中沿X轴或Y轴或Z轴走过的距离和所用的时间，以及绕X轴或Y轴或Z轴旋转的角度和所用的时间；

步骤三：

将CollisionObject节点拖动到需要进行碰撞检测的零件节点下，然后单击该节点，在右侧属性窗口的CollisionGeometryType设置包围盒形状为Convexhull；

步骤四：

将Material2节点拖动到需要进行碰撞检测的零件节点下，单击该节点，在右侧属性窗口中设置材质、颜色，然后将其关联复制到该零件节点下的Material文件夹下；

步骤五：

将节点视窗切换为元件视窗，把Colors元件拖动到需要进行碰撞检测的零件节点下，然后将其拖动到逻辑关系设定视窗中，将CollisionObject节点的Collide输出域与Colors元件代表不同颜色的输入域相连接，将Colors元件的Color输出域分别与Material2节点的Ambient、Diffuse输出域相连接；

步骤六：

将立体声节点DirectSoundNode拖动到场景节点SceneNode下，双击立体声节点，在弹出的属性窗口中设置声音的大小、选择用于碰撞时的声音文件；

步骤七：

将2DText节点拖动到场景节点下，单击该节点，在右侧属性窗口中设置文本为“碰撞检测”，设置字体的颜色、大小，以及文本框的大小、位置、背景颜色；

步骤八：

将节点元件视窗切换到逻辑关系设定视窗，然后把CollisionObject节点、Place节点、2DText节点、Colors元件、Material2节点拖动到该视窗中进行逻辑关系的设定；将2DText节点的OnButtonDown输出域与Place节点的OnRunTure输入域相连接，将CollisionObject节点的Collide输出域与Colors元件代表不同颜色的输入域相连接，将Colors元件的Color输出域分别与Material2节点的Ambient、Diffuse输出域相连接。

所述EONProfessional提供了Boundingsphere、Axisalignedboundingbox、Convexhull三种包围几何体，分别对应包围球Sphere、沿坐标轴的包围盒AABB以及离散方向多面体k-DOP三种包围盒。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1)本发明以EONProfessional为仿真平台，与同类碰撞检测技术相比，在机械产品装配仿真过程中，可以有效地检测到两个零件是否发生了碰撞，而且当检测到两个零件发生碰撞时，会产生明显的碰撞响应：两个零件停留在碰撞时的位置，发出“砰”的碰撞声，同时两个零件颜色发生变化，能够从听觉和视觉角度提醒用户被检测对象发生了碰撞，效果显著。