[发明专利]交互式虚拟拆卸教学方法及系统

权利要求书

1.一种交互式虚拟拆卸教学方法，其特征在于，它包括如下步骤：

步骤S1：收集拆卸教学对象的教学模型参数和装配关系信息，并利用所述收集到的教学模型参数和装配关系信息在建模软件中构建拆卸教学对象整体物理模型，并在拆卸教学对象整体物理模型的构建过程中获取整体物理模型中各个拆卸教学对象零部件之间的空间约束关系；所述模型参数和装配关系信息包括教学模型零部件形状、教学模型零部件大小、以及在拆卸过程中避免教学模型零部件之间发生碰撞而产生的教学模型零部件之间的空间约束；

步骤S2：根据所述拆卸教学对象物理模型及拆卸教学对象物理模型中零部件约束关系，得到拆卸教学对象的Petri网络逻辑模型，根据Petri网络逻辑模型得到拆卸教学对象的零部件拆卸优先级；

步骤S3：在3D软件开发引擎中将零部件约束关系、零部件拆卸优先级引入粒子群算法得到零部件的拆卸序列；

步骤S4：在3D软件开发引擎中利用所述零部件约束关系、零部件拆卸优先级、零部件拆卸序列，制作各种所需的拆卸教学对象零部件拆卸模式，并搭建拆卸教学对象的虚拟交互平台，该平台中具有上述制作的各种所需的拆卸教学对象零部件拆卸模式；

所述拆卸教学对象的Petri网络逻辑模型的得到方法为：

将零件之间的拆卸优先级描述为父子关系，建立拆卸petri网DPN，定义为DPN＝(P,T,F,W,M₀,PR,TM)；

其中，P＝(p₁,p₂,...,p_i,...,p_m)，P为拆卸petri网中库所的集合，p_i代表着拆卸教学对象物理模型整体所处的某一个拆卸状态，m表示拆卸状态的总数；

T＝(t₁,t₂,...,t_i,...,t_n)，T为拆卸petri网中所有变迁的集合，t_i代表着拆卸教学对象物理模型中某一个零部件的拆卸过程，n表示拆卸教学对象中零部件总数量；

f_i代表着库所与变迁的过渡流，过渡流用于将拆卸教学对象物理模型状态与零部件拆卸操作进行关联；

W为过渡流的权重，当权重之和为1时，才满足库所发生变迁的条件，进行下一步的拆卸操作；

M₀是拆卸petri网中变迁初始时刻的状态；

PR用于描述拆卸petri网中零部件之间拆卸petri网中的父子关系，称为前置变迁集合，PR＝(pr₁,pr₂,...,pr_i,...,pr_n)，pr_i表示当前拆卸步骤的全部上一级父变迁，必须当所有的父变迁集全部发生后，当前拆卸步骤才可以进行，n表示拆卸教学对象中零部件总数量；

TM为所有零部件拆卸时间的集合，TM＝(tm₁,tm₂,...,tm_i,...,tm_n)，tm_i表示拆卸第i个零部件所花费的时间，n表示拆卸教学对象中零部件总数量；

所述步骤S3中，零部件的拆卸序列的得到方法为：

访问得到PR和M₀的信息；

定义IP，作为初始种群的集合，定义PDS，作为拆卸序列；

定义RTS，储存当前可拆的零部件信息，即可以发生的变迁集合，依据PR和M₀，得到所有可拆卸操作，存储到RTS中；

定义DS来存储拆卸步骤，获取RTS中可供拆卸的零件信息，判断当前可发生的变迁数量n_t是否高于预设的拆卸操作并行度DOP，当变迁数量多于拆卸操作并行度DOP时，利用随机函数，在RTS中选取1至DOP个变迁集合存储到DS中，变迁集合数量小于拆卸操作并行度DOP时，将RTS中的全部变迁导入DS；

在当前零部件拆卸完成时，将DS存储的变迁导入拆卸序列PDS中，同时将当前先决变迁集为空的变迁引入RTS进行RTS的更新；

判断RTS中是否还有可拆卸的零件，当不为空时，获取RTS中可供拆卸的零件信息，判断当前可发生的变迁数量是否高于并行度； 当变迁数量足够多时，利用随机函数，于RTS中选取1至DOP 个变迁存储到DS中，变迁数量不足时将RTS中的全部变迁导入DS；为空则将PDS导入初始种群IP；

预先设定粒子群算法中的粒子的总数为P，判断当前粒子数量是否满足预设值I，若满足则已完成粒子群的初始化，输出初始种群，结束初始化，若不满足，再次储存当前可拆的零部件信息。