虚拟装配环境中电缆的干涉检测技术研究

摘要

随着虚拟现实技术的发展，虚拟装配技术得到了广泛的应用。虚拟装配是在计算机上建立起如同真实样机的直观可视化的三维数学几何模型，即虚拟样机。然后在虚拟环境下用户可以对虚拟产品模型进行装配模拟、检查装配干涉情况、分析产品的装配性能。在电缆布线的过程中，难免会出现设计的电缆不满足要求的情况，此时就需要通过干涉检测模块检测出发生干涉的部位并对电缆模型进行修改。因此，在虚拟装配环境中，电缆干涉检测是检查布线合理性不可或缺的一部分。
　　本文在前人研究基础之上，对虚拟装配环境中电缆干涉检测模块开发相关技术进行研究，在虚拟仿真开发平台 WTK上基本实现了电缆的干涉检测，为电缆工艺规划奠定了基础。本文的具体工作如下：
　　1.最小距离方法实现电缆的精确干涉检测。当包围盒叶节点干涉时，就需要进行基本元素间精确干涉检测，这里采用线段与线段的最小距离以及线段与三角面片的最小距离实现精确干涉检测，并给出了常见基本元素最小距离的详细算法。
　　2.确定层次包围盒树模型。对常见包围盒进行分析和比较，设计刚性零部件的方向包围盒以及电缆的胶囊体包围盒，并构建二叉树层次模型。
　　3.电缆模型干涉检测。提出了如何构建电缆胶囊体包围盒以及层次包围盒树的方法，并分析了胶囊体包围盒的紧密性。实现了一定误差范围内电缆的干涉检测。
　　4.在MFC、WTK和PRO/E集成的虚拟装配平台上，验证了电缆的干涉检测算法。

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注释表

第一章 绪论

1.1课题研究背景及其意义

1.2相关技术国内外研究现状

1.3本文主要研究内容及章节安排

第二章 最小距离基础算法

2.1引言

2.2基本图元之间的最小距离

2.3凸体间的最小距离

2.4本章小结

第三章 基于包围盒法的干涉检测

3.1引言

3.2 常见包围盒

3.3层次包围盒法

3.4本章小结

第四章 虚拟电缆的干涉检测

4.1引言

4.2电缆分段

4.3电缆段的包围盒

4.4电缆的相交检测

4.5电缆最小间隙检测

4.6本章小结

第五章 虚拟装配环境中电缆干涉检测实例

5.1引言

5.2搭建虚拟装配平台

5.3虚拟装配环境中的电缆模型的干涉检测

5.4本章小结

第六章 总结与展望

6.1总结

6.2展望

参考文献

致谢

在学期间的研究成果及发表的学术论文