[发明专利]一种用于车身接触式三坐标测量的连续碰撞检测方法

说明书

本发明提出一种用于车身接触式三坐标测量的连续碰撞检测方法，本发明结合被测量车身的结构模型和测点信息，对测头所扫描的轨迹进行碰撞点的检测，短时间内获得所有碰撞点，提高了三坐标测量仪检测碰撞的效率。本发明首先根据测量车身的测点信息，同时结合测头矢量方向要求的公差要求，利用覆盖集求解方法测点集进行聚类，获得需标定测头角度集合，减少了测头在测量过程中转动的时间；利用测头连续运动构建包络空间；利用包络空间减少测量点云的数目；最终，利用二分法对碰撞路径进行细分，得到无遗漏的碰撞点，保证传统碰撞检测过程的“隧道效应”的消失，提升接触式测量的路径规划效率与精度，加快工艺开发节奏。

技术领域

本发明涉及三坐标测量仪的碰撞检测技术领域，尤其涉及一种用于车身接触式三坐标测量的连续碰撞检测方法。

背景技术

对车身进行尺寸检测，以确保其符合设计规范是制造过程中的重要检测项目，常用的测量方式主要分为接触式和非接触式，三坐标测量仪是典型的接触式测量设备，因其测量的准确性在车身检测中被广泛使用，三坐标测量仪在使用前需要规划测量路径，而规划测量路径前需要找到碰撞点，避免发生碰撞，损耗财力物力。但车身结构复杂，且测点数目众多，矢量多样，测量前期的人力和时间成本花费较大，且难以保证找到所有的碰撞点，出现隧道效应，损耗财力。

目前现有的碰撞检测主要有以下两种方法：

方法一：静态碰撞检测，静态碰撞检测是在某一时间点或者是物体不发生运动的情况下，判断检测的对象之间是否发生了碰撞，这种方法对实时性要求较低，但是对精确度要求比较高，算法的复杂性较高。

方法二：动态碰撞检测

1)离散碰撞检测技术

离散碰撞检测是时间轴上每个离散点t0，t1,…,tn，即为每一时刻，在每一个时刻，对场景中静态物体进行检测以判断是否发生碰撞。Larsen等人利用一种基于扫掠球的离散碰撞检测方法，通过对扫掠球之间距离的判断来检测对象之间是否发生碰撞。Rober等针对柔性体之间的干涉问题提出了一种离散的代数方法，该方法可以实现穿透深度的计算和自交检测，并且检测精度较高。从整体的时间轴来看，离散的碰撞检测通过离散时间轴上的每一刻来实现干涉检查，类似于静态碰撞检测，但其更注重于效率，同时，时间的离散可能导致离散的时间点内发生的碰撞不能被检测或者发生了穿透现象。

(2)连续碰撞检测技术

为了解决离散碰撞检测中存在的问题，连续碰撞检测是一个很好的解决方案。Redon等提出了连续的碰撞检测算法，该算法在一定程度上解决了因离散的碰撞检测而产生的漏检现象，但其计算的复杂度增高，在执行碰撞检测时会增加检测计算机的内存，计算速度较慢，计算时间较长，无法用于车身等类似的复杂场景中。Gilbert提出了GJK算法，算法通过与Minkowski和、差相结合，通过两凸体的Minkowski差的位置来判断两凸体间的位置关系，通过做差，若发现远点位于凸体内，则说明对象之间发生干涉，反之，不发生干涉。该算法稳定性好，但仅适用于简单图形的碰撞检测。

附图说明

图1为本发明的功能流程图；

图2为本发明实施例中的待测车身结构模型的零件点云图及测点坐标位置示意图。

发明内容

本发明的目的在于提出一种在较短时间内检测出所有碰撞点的检测方法。

为达到上述目的，本发明提出一种用于车身接触式三坐标测量的连续碰撞检测方法，包括以下步骤：

步骤1：对待测车身结构模型进行点云化处理，提取点云信息以及测点信息；

步骤2：根据测量车身的测点信息，获取需要标定侧头角度集合；

步骤3：根据测点信息和需要标定侧头角度集合形成侧头包围盒；