[发明专利]一种基于数字样机的弹箭运动包络精细化预测方法

权利要求书

1.一种基于数字样机的弹箭运动包络精细化预测方法，其特征在于，包括如下步骤：

S1，构建预测运动对象的数字样机，将所述数字样机中需要进行预测的对象和所述需要进行预测的对象的参照结构分别定义为预测对象和参照对象；

S2，建立所述数字样机的数字样机运动坐标系，所述数字样机运动坐标系的原点为数字样机的旋转中心位置，坐标轴根据所述预测运动对象的转动惯量确定；

S3，获取预测运动对象的运动坐标系及预测运动对象的运动过程在所述运动坐标系下的数据，并输入所述数字样机，然后将所述数据转换至数字样机运动坐标系下，生成所述数字样机的运动轨迹；所述数据包括运动过程中的时间点信息以及各个时刻预测对象相对于参照对象的位置和姿态信息；

S4，根据所述运动轨迹，通过数字样机模拟预测运动对象的运动过程；在模拟过程中，计算所述预测对象和参照对象之间的间隙，按运动过程生成间隙变化曲线，预测运动对象的运动包络；

所述建立所述数字样机运动坐标系的方法为：

S21，用包围盒方法获取所述预测运动对象的外包络，根据所述预测运动对象的质心位置和外包络，获得所述预测运动对象的运动中心坐标系A，所述运动中心坐标系A的原点为质心位置，三坐标轴分别与包围盒长方体外形上交于一点的三条边平行；

S22，在预测运动对象上以参照位置建立坐标系B，并将其映射到数字样机上对应的坐标系B’；所述参照位置为所述预测运动对象和数字样机上具有确定映射关系的位置；

S23，由构建的数字样机获取所述数字样机的建模坐标系C，由运动中心坐标系A、坐标系B、坐标系B’和建模坐标系C计算所述运动中心坐标系相对于建模坐标系的位姿变换矩阵；

S24，用所述位姿变换矩阵对所述建模坐标系C进行坐标系位姿变换，得到所述数字样机运动坐标系。

2.根据权利要求1所述的一种基于数字样机的弹箭运动包络精细化预测方法，其特征在于：所述预测对象为所述数字样机上的运动部件，所述参照对象为所述数字样机上的固定部件，所述运动部件相对于固定部件发生运动。

3.根据权利要求1所述的一种基于数字样机的弹箭运动包络精细化预测方法，其特征在于：所述预测对象为数字样机上与所述预测运动对象上预先设定好的碰撞危险点对应的危险点特征，所述参照对象为数字样机上另一个危险点特征或所述数字样机上的固定部件，所述固定部件为数字样机上不与所述危险点特征发生相对运动的结构。

4.根据权利要求1~3任一项所述的一种基于数字样机的弹箭运动包络精细化预测方法，其特征在于：所述计算所述预测对象和参照对象之间的间隙的方法为几何体动态间隙计算方法。

5.根据权利要求1所述的一种基于数字样机的弹箭运动包络精细化预测方法，其特征在于：所述位姿变换矩阵为T₃=T₁T₂，其中，T₁=AB^-1；T₂=B’C^-1。

6.根据权利要求5所述的一种基于数字样机的弹箭运动包络精细化预测方法，其特征在于：所述数字样机运动坐标系为D=T₃C。

7.根据权利要求1所述的一种基于数字样机的弹箭运动包络精细化预测方法，其特征在于：所述包围盒方法为OBB包围盒方法。

8.根据权利要求1所述的一种基于数字样机的弹箭运动包络精细化预测方法，其特征在于，所述生成所述数字样机的运动轨迹的方法为：按所述时间点信息依次读取并解析位置和姿态信息，生成所述数字样机的路径点，将所述路径点依次连接生成数字样机的运动轨迹。