基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法与流程

本发明涉及装配制造，尤其涉及一种基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法。

背景技术：

1、航天器总装是对航天器产品分系统进行的集成装配与测试。航天器装配过程中的设备拆装、电缆敷设、电连接器插拔、紧固件装卸等大量操作均依赖于手工作业，且双手协调装配动作占整个装配工作量的70％以上。由于受到火箭运载能力和发射成本限制，结构件重量需极力减少，航天器构型趋向紧凑，进而形成了大量狭小空间中的手工作业需求。狭小空间下的总装作业对操作及检验人员的要求更加苛刻，设备磕碰、开关误触、人员挤伤等碰撞类差错风险显著提高，需要对总装差错风险进行有效的量化评估。在基于虚拟现实的装配仿真过程中，可以对虚拟人在虚拟场景中的动作进行规划。

2、但是，如何对碰撞类差错风险的程度进行评估成为了本领域技术人员亟需解决的技术问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法，用以解决现有技术中无法对碰撞风险进行有效评估的缺陷。

2、第一方面，本发明提供一种基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法，包括：

3、分别构建与人体模型和运动物体模型绑定的等距包络体模型；

4、在进行装配工作仿真时，基于采样频率在不同采样点获取所述等距包络体模型的仿真位置；

5、在每个所述采样点，对虚拟场景中的可碰撞物体进行遍历，确定所述可碰撞物体与所述仿真位置对应的等距包络体模型的布尔交集体，并在所述布尔交集体不为空时，确定为风险区域；

6、以所述等距包络体模型的风险等级作为所述风险区域的指定风险等级；

7、确定所述布尔交集体对应的采样点的指定风险系数；

8、基于所述指定风险等级和所述指定风险系数，确定碰撞风险等级。

9、根据本发明提供的一种基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法，还包括：

10、基于所述碰撞风险等级的异同，对所述风险区域进行合并，得到合并风险区域；

11、对不同等级的所述合并风险区域分别进行标注渲染，以实现可视化展示。

12、根据本发明提供的一种基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法，所述对不同等级的所述合并风险区域分别进行标注渲染，包括：

13、确定所有的合并风险区域的不同等级；

14、对每个所述不同等级的合并风险区域进行不同颜色和不同标注内容的渲染，以实现不同等级的合并风险区域的可视化区分。

15、根据本发明提供的一种基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法，所述得到合并风险区域之前，还包括：

16、若在对风险区域进行合并过程中，在不同碰撞风险等级区域存在重合区域，则重合区域的碰撞风险等级以重合区域等级中的最高碰撞风险等级进行指定。

17、根据本发明提供的一种基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法，所述确定所述布尔交集体对应的采样点的指定风险系数，包括：

18、在所述布尔交集体对应的采样点，对所述人体模型进行可视性分析，确定所述布尔交集体与视野的相对关系；

19、基于所述相对关系，确定所述布尔交集体对应的采样点的指定风险系数。

20、根据本发明提供的一种基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法，所述对所述人体模型进行可视性分析，确定所述布尔交集体与视野的相对关系，包括：

21、获取采样点的人体模型的视野；

22、基于所述采样点的人体模型的视野，确定所述布尔交集体与视野的相对关系为布尔交集体在所述视野中心区域、布尔交集体在所述视野边缘区域或布尔交集体在所述视野之外区域。

23、根据本发明提供的一种基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法，所述基于所述相对关系，确定所述布尔交集体对应的采样点的指定风险系数，包括：

24、当所述布尔交集体在所述视野中心区域时，确定指定风险系数为第一系数；

25、当所述布尔交集体在所述视野边缘区域时，确定指定风险系数为第二系数；

26、当所述布尔交集体在所述视野之外区域时，确定指定风险系数为第三系数；

27、其中，所述第一系数小于所述第二系数，所述第二系数小于所述第三系数。

28、根据本发明提供的一种基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法，所述分别构建与人体模型和运动物体模型绑定的等距包络体模型，包括：

29、基于人体特征参数，构建人体模型，生成与所述人体模型等距离的人体包络模型；

30、基于运动物体参数，构建运动物体模型，生成与所述运动物体模型等距离的运动物体包络模型；

31、分别将所述人体包络模型与所述人体模型绑定、将所述运动物体包络模型与所述运动物体模型绑定，得到等距包络体模型。

32、第二方面，本发明还提供一种基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估装置，包括：

33、构建模块，用于分别构建与人体模型和运动物体模型绑定的等距包络体模型；

34、采样模块，用于在进行装配工作仿真时，基于采样频率在不同采样点获取所述等距包络体模型的仿真位置；

35、第一确定模块，用于在每个所述采样点，对虚拟场景中的可碰撞物体进行遍历，确定所述可碰撞物体与所述仿真位置对应的等距包络体模型的布尔交集体，并在所述布尔交集体不为空时，确定为风险区域；

36、指定模块，用于以所述等距包络体模型的风险等级作为所述风险区域的指定风险等级；

37、第二确定模块，用于确定所述布尔交集体对应的采样点的指定风险系数；

38、第三确定模块，用于基于所述指定风险等级和所述指定风险系数，确定碰撞风险等级。

39、第三方面，本发明还提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现如上述任一种所述基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法。

40、第四方面，本发明还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法。

41、第五方面，本发明还提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述任一种所述基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法。

42、本发明提供的一种基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法，包括，分别构建与人体模型和运动物体模型绑定的等距包络体模型；在进行装配工作仿真时，基于采样频率在不同采样点获取等距包络体模型的仿真位置；在每个采样点，对虚拟场景中的可碰撞物体进行遍历，确定可碰撞物体与仿真位置对应的等距包络体模型的布尔交集体，并在布尔交集体不为空时，确定为风险区域；以等距包络体模型的风险等级作为风险区域的指定风险等级；确定布尔交集体对应的采样点的指定风险系数；基于指定风险等级和指定风险系数，确定碰撞风险等级，通过仿真测试，对风险区域内的碰撞风险进行量化确定，更清晰地通过碰撞风险等级确定出存在的风险，更有助于为装配操作提供科学指导。

技术特征：

1.一种基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法，其特征在于，还包括：

3.根据权利要求2所述的基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法，其特征在于，所述对不同等级的所述合并风险区域分别进行标注渲染，包括：

4.根据权利要求2所述的基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法，其特征在于，所述得到合并风险区域之前，还包括：

5.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法，其特征在于，所述确定所述布尔交集体对应的采样点的指定风险系数，包括：

6.根据权利要求5所述的基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法，其特征在于，所述对所述人体模型进行可视性分析，确定所述布尔交集体与视野的相对关系，包括：

7.根据权利要求6所述的基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法，其特征在于，所述基于所述相对关系，确定所述布尔交集体对应的采样点的指定风险系数，包括：

8.根据权利要求1-7任一项所述的基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法，其特征在于，所述分别构建与人体模型和运动物体模型绑定的等距包络体模型，包括：

9.一种基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估装置，其特征在于，包括：

10.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求1至8任一项所述基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法。

技术总结
本发明提供一种基于虚拟现实的航天器总装碰撞类差错风险评估方法，包括，分别构建与人体模型和运动物体模型绑定的等距包络体模型；在进行装配工作仿真时，基于采样频率在不同采样点获取等距包络体模型的仿真位置；在每个采样点，对虚拟场景中的可碰撞物体进行遍历，确定可碰撞物体与仿真位置对应的等距包络体模型的布尔交集体，并在布尔交集体不为空时，确定为风险区域；以等距包络体模型的风险等级作为风险区域的指定风险等级；确定布尔交集体对应的采样点的指定风险系数，确定碰撞风险等级，通过仿真测试，对风险区域内的碰撞风险进行量化确定，更清晰地通过碰撞风险等级确定出存在的风险程度，更有助于为装配操作提供科学指导。

技术研发人员：赵志纲,陈畅宇,孟凡伟,贺云,徐奕柳,刘广通,牛迟,刘远
受保护的技术使用者：北京卫星环境工程研究所
技术研发日：
技术公布日：2024/12/5