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专利号: 2019103840259
申请人: 安徽工程大学
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
专利领域: 计算;推算;计数
更新日期:2023-07-17
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.基于法线自修正的跌落测试可视化虚拟现实系统,包括模型模块,Unity3D引擎模块,产品模型网络边界初始化,产品模型碰撞块初始化,产品跌落测试触发,产品跌落测试是否发生形变判断,法线自修正算法模块,产品跌落测试可视化是否完成判断,产品跌落测试可视化过程终止,产品跌落测试结果分析和洗衣机跌落测试可视化执行模块,其特征在于,模型模块包括创建产品的三维模型,搭建虚拟场景的三维模型,模型格式转换,模型导入至Unity 3D引擎,模型属性设置;Unity 3D引擎模块包括Unity 3D引擎的相机浏览设置,Unity 3D引擎的UI功能界面设计,Unity 3D引擎的程序脚本编译;法线自修正算法模块包括计算产品模型变形区域法线,更新产品模型变形区域各个接触点作用力的方向和大小,记录产品模型变形区域形变,更新产品模型网络边界,更新产品模型碰撞块;洗衣机跌落测试可视化执行模块包括安全高度选择按钮(201),警告高度选择按钮(202),破坏高度选择按钮(203),洗衣机本体模型(204),返回选择按钮(205),安全高度选跌落测试变形区域(301),警告高度选跌落测试变形区域(401),破坏高度选跌落测试变形区域(501);基于法线自修正的跌落测试可视化虚拟现实系统的具体步骤是先模型模块设计;然后Unity 3D引擎模块设计;再产品模型网络边界初始化,产品模型碰撞块初始化;再产品跌落测试触发,并实时判断产品跌落测试是否发生形变,如果发生形变,则执行法线自修正算法模块,如果未发生形变,则执行产品跌落测试可视化是否完成判断;实时产品跌落测试可视化是否完成判断,如果产品跌落测试可视化过程未结束,则产品跌落测试继续进行,如果产品跌落测试可视化过程结束,则产品跌落测试可视化过程终止,实施产品跌落测试结果分析。

2.根据权利要求1所述的基于法线自修正的跌落测试可视化虚拟现实系统,其特征在于,所述模型模块设计,具体步骤如下:

步骤2.1,创建产品的三维模型:用三维制图软件,按照设计产品中所有零件的结构及其尺寸绘制零件图,并将所有零件三维图进行装配,获得产品的三维模型;

步骤2.2,搭建虚拟场景的三维模型:用三维制图软件,模拟产品跌落测试现场,设计产品跌落测试现场的虚拟场景的的三维模型;

步骤2.3,模型格式转换:将产品的三维模型和产品跌落测试现场的虚拟场景的的三维模型的文件格式通过3ds Max软件转换成Unity3D引擎能够接受的FBX格式文档;

步骤2.4,模型导入至Unity 3D引擎:先将模型格式转换的文档拷贝至模型文件下,再将模型文件拖至操作区,Unity 3D引擎自动进行加载;

步骤2.5,模型属性设置:根据据需要设置模型属性设置,“scale”比例的设置、添加碰撞块、刚体属性。

3.根据权利要求1所述的基于法线自修正的跌落测试可视化虚拟现实系统,其特征在于,所述Unity 3D引擎模块设计,具体步骤如下:步骤3.1,Unity 3D引擎的相机浏览设置:编译Unity 3D引擎的相机脚本,通过相机实现旋转、平移和缩放功能,并将编译Unity 3D引擎的相机脚本附加给Unity 3D引擎的相机;

步骤3.2,Unity 3D引擎的UI功能界面设计:设计功能按钮和实现框所需UI交互功能界面;

步骤3.3,Unity 3D引擎的程序脚本编译:编译所需Unity 3D引擎执行脚本,包括跌落测试和UI交互功能界面操作脚本,并将所编译脚本附加给其对应的操作,设置映射属性。

4.根据权利要求1所述的基于法线自修正的跌落测试可视化虚拟现实系统,其特征在于,所述法线自修正算法模块,具体步骤如下:

步骤4.1,计算产品模型变形区域法线:计算跌落测试产品包围盒的法线,确定其在发生形变后的各个点的位置,重新生成发生形变后的各个点的位置的法线,实现法线自修正;

步骤4.2,更新产品模型变形区域各个接触点作用力的方向和大小:产品模型网格因为受到地面的反弹力而变形,当顶点被推动时,获得速度,随着时间位移,顶点改变了位置,在顶点的位置改变后,计算其初始位置与形变后物体的位置,确定其所受力的大小,当所有顶点都受到相同的力时,整个物体将不会改变形状,而只产生移动,需要知道每个顶点变形力的方向和距离;

步骤4.3,记录产品模型变形区域形变:在已知了力的大小和方向以后,关键是确定最先受力的顶点,是通过Unity 3D引擎的Deform(Vector3 point,Vector3 force)来寻找和确定最终的受力点,将之前力的计算结果添加到该变形顶点上,该点受力后就会有一个速度和方向,再归一化初始的向量,将变化结果添加到该顶点,在每个顶点有了新速度和方向后,替换顶点分配给网格,使产品模型实际上发生变形;

步骤4.4,更新产品模型网络边界:将变形资料应用于之前存储的产品模型网格,更新物体的网格边界;

步骤4.5,更新产品模型碰撞块:随着产品模型网格改变,产品模型碰撞块随之进行更新,实现Unity 3D引擎的每帧更新一次,避免遗漏物体形状的变化。

5.根据权利要求1所述的基于法线自修正的跌落测试可视化虚拟现实系统,其特征在于,所述洗衣机跌落测试可视化执行模块,具体步骤如下:步骤5.1,洗衣机本体模型模块设计:创建洗衣机本体模型(204),搭建虚拟场景的三维模型,模型格式转换,模型导入至Unity 3D引擎和模型属性设置;

步骤5.2,Unity 3D引擎模块:设计洗衣机本体模型(204)跌落测试所需的Unity 3D引擎的相机浏览功能;Unity 3D引擎的UI功能界面设计了安全高度选择按钮(201),警告高度选择按钮(202),破坏高度选择按钮(203),返回选择按钮(205);设计Unity 3D引擎的洗衣机跌落测试程序脚本编译;

步骤5.3,执行洗衣机跌落测试可视化和效果显示:点击安全高度选择按钮(201)后,执行洗衣机安全高度跌落测试可视化,效果显示安全高度选跌落测试变形区域(301);点击警告高度选择按钮(202)后,执行洗衣机安全高度跌落测试可视化,效果显示警告高度选跌落测试变形区域(401);点击破坏高度选择按钮(203)后,执行洗衣机安全高度跌落测试可视化,效果显示破坏高度选跌落测试变形区域(501);洗衣机跌落测试可视化和效果显示执行后,点击返回选择按钮(205),实现返回功能。