СИСТЕМА И СПОСОБ АНАЛИЗА И ПРОВЕРКИ ОБЪЕКТОВ С МНОЖЕСТВОМ СТЕПЕНЕЙ СВОБОДЫ

1. Система (100), содержащая:
процессор (112) и
память (114), соединенную с процессором (112) и хранящую инструкции, которые при их исполнении процессором (112) вызывают выполнение процессором (112) следующего:
определение первой огибающей (142) перемещения объекта (106), при этом первая огибающая (142) перемещения соответствует кинематической огибающей (202) положений объекта (106), которые достижимы объектом (106);
определение рабочей огибающей (146) объекта (106) на основании пересечения первой огибающей (142) перемещения и второй огибающей (144) перемещения объекта (106), при этом вторая огибающая (144) перемещения соответствует диапазону перемещений объекта (106), ограниченному предельными динамическими значениями перемещения объекта (106), а рабочая огибающая (146) указывает диапазон перемещений объекта (106) во время работы объекта (106); и
выработку виртуальной модели (150) объекта (106) на основании рабочей огибающей (146), при этом виртуальную модель (150) используют для виртуального моделирования работы объекта (106).
2. Система по п. 1, также содержащая устройство (116) отображения, выполненное с возможностью отображения виртуальной модели (150).
3. Система по любому из пп. 1, 2, также содержащая симулятор (132) кинематики, выполненный с возможностью виртуального моделирования перемещения объекта (106) по рабочей огибающей (146) на основании виртуальной модели (150).
4. Система по любому из пп. 1, 2, в которой инструкции также вызывают выработку процессором (112) команд (162), указывающих свободные от столкновений траектории (154) перемещения объекта (106) по рабочей огибающей (146), на основании виртуальной модели (150), а также содержащая:
контроллер (104), выполненный с возможностью приема команд и выработки сигналов (164) на основании указанных команд; и
объект (106), выполненный с возможностью приема сигналов (164) от контроллера (104) и выполненный с возможностью перемещения по свободным от столкновений траекториям (154) перемещения на основании указанных сигналов (164).
5. Система по п. 4, также содержащая сетевой интерфейс (118), выполненный с возможностью передачи указанных команд по сети в контроллер (104).
6. Система по п. 5, в которой объект имеет три или более степеней свободы.
7. Способ (1000), включающий:
определение (1002) первой огибающей (142) перемещения объекта (106), при этом первая огибающая (142) перемещения соответствует кинематической огибающей (202) положений объекта (106), которые достижимы объектом (106);
определение (1004) рабочей огибающей (146) объекта (106) на основании пересечения первой огибающей (142) перемещения и второй огибающей (144) перемещения объекта (106), при этом вторая огибающая (144) перемещения соответствует диапазону перемещений объекта (106), ограниченному предельными динамическими значениями перемещения объекта (106), а рабочая огибающая (146) указывает диапазон перемещений объекта (106) во время работы объекта (106); и
выработку (1006) виртуальной модели (150) объекта (106) на основании рабочей огибающей (146), при этом виртуальную модель (150) используют для виртуального моделирования работы объекта (106).
8. Способ по п. 7, согласно которому определение первой огибающей (142) перемещения включает использование алгоритма двоичного поиска для определения первой огибающей (142) перемещения.
9. Способ по любому из пп. 7, 8, согласно которому определение рабочей огибающей (146) включает:
задание (702) последнего достоверного положения модели объекта (106), полученной средствами автоматизированного проектирования (САПР), в качестве первоначального положения, и последнего недостоверного положения модели САПР объекта (106) в качестве известного недостоверного положения;
ориентирование (706) модели САПР объекта (106) на основании одного или более параметров;
задание (708) текущего положения модели САПР объекта (106) в качестве срединного положения между последним достоверным положением и последним недостоверным положением;
определение (710), испытывает ли модель САПР объекта (106) столкновение, на основании текущего положения и одного или более ограничений и рабочих ограничений первой огибающей (142) перемещения, второй огибающей (144) перемещения или той и другой, при этом столкновение включает в себя внутренние столкновения между компонентами объекта (106) и внешние столкновения между указанным объектом (106) и другим объектом;
в ответ на определение, что модель САПР объекта (106) испытывает столкновение, задание (714) текущего положения в качестве последнего недостоверного положения;
определение (716), меньше или равно пороговому расстоянию расстояние между последним достоверным положением и последним недостоверным положением; и
в ответ на определение, что расстояние между последним достоверным положением и последним недостоверным положением меньше или равно пороговому расстоянию, добавление (718) последнего достоверного положения в рабочую огибающую (146).
10. Способ по любому из пп. 7, 8, согласно которому выработка виртуальной модели (150) объекта (106) включает:
выработку (302) облака перемещений на основании рабочей огибающей (146) и моделей, полученных средствами автоматизированного проектирования, при этом облако перемещений содержит визуальное представление рабочей огибающей (146);
определение (304, 308) контуров компонентов объекта (106) на основании облака перемещений;
выработку (306, 310) сеток компонентов объекта (106) на основании контуров;
выработку поверхностей виртуальных моделей компонентов на основании сеток для выработки виртуальных моделей компонентов; и
выработку виртуальной модели (150) объекта (106) на основании виртуальных моделей компонентов.
11. Способ по п. 10, согласно которому определение контуров компонентов включает:
задание (404, 408) множества начальных точек в пределах рабочей огибающей (146), при этом множество начальных точек включают в себя первую начальную точку и вторую начальную точку, и каждая начальная точка из множества начальных точек связана с множеством лучей, выходящих из указанной начальной точки и проходящих к границе рабочей огибающей;
определение (404) минимальной точки и максимальной точки, которая пересекает облако перемещений, для каждого луча из первого множества лучей, соответствующего первой начальной точке;
выработку (406) контура первой поверхности на основании минимальной точки и максимальной точки, которая пересекает облако перемещений, для каждого луча из первого множества лучей;
определение (408) минимальной точки и максимальной точки, которая пересекает облако перемещений, для каждого луча из второго множества лучей, соответствующего второй начальной точке;
выработку (410) контура второй поверхности на основании минимальной точки и максимальной точки, которая пересекает облако перемещений, для каждого луча из второго множества лучей; и
комбинирование (412) контура первой поверхности и контура второй поверхности с выработкой конкретного комбинированного контура конкретного компонента.
12. Способ по любому из пп. 7, 8, также включающий:
определение точки (152) интереса в пределах рабочей огибающей (146), при этом точка интереса соответствует точке возле границы рабочей огибающей;
определение, свободны ли от столкновений одна или более траекторий перемещения для прибытия в точку интереса из первоначального положения; и
выдачу результата определения того, свободны ли от столкновений указанные одна или более траекторий перемещения для прибытия в точку интереса.
13. Способ по п. 12, также включающий выработку команд (162) на основании указанных одной или более траекторий перемещения.
14. Способ по п. 13, также включающий:
выдачу указанных команд в контроллер (104) физического экземпляра (106) объекта (106);
выработку контроллером (104) сигналов (164) на основании указанных команд (162), при этом сигналы (164) указывают конкретную траекторию перемещения из указанных одной или более траекторий перемещения;
выдачу контроллером (104) сигналов (164) физическому экземпляру объекта (106) и
проверку, что физический экземпляр объекта (106) без столкновения перемещается по конкретной траектории перемещения, указанной сигналами (164).
15. Способ по п. 12, согласно которому точка интереса связана с параметром исполнительного механизма (172) объекта (106).
16. Способ по п. 15, согласно которому точка интереса соответствует точке возле границы огибающей (954) углов сочленения исполнительного механизма (172).
17. Способ по п. 12, также включающий:
определение потенциальных точек (152) интереса в пределах рабочей огибающей (146) и
выбор конкретной потенциальной точки интереса из указанных потенциальных точек интереса в качестве точки интереса, причем положение виртуальной модели (150) объекта (106), которое удовлетворяет условиям конкретной потенциальной точки интереса, перекрывается с положениями виртуальной модели (150) объекта (106), которое удовлетворит условиям множества потенциальных точек интереса из указанных потенциальных точек интереса.
18. Компьютерочитаемое устройство хранения, содержащее инструкции, которые при их исполнении вызывают выполнение процессором(112) операций, включающих:
определение (1002) первой огибающей (142) перемещения объекта (106), при этом первая огибающая (142) перемещения соответствует кинематической огибающей (202) положений объекта (106), которые достижимы объектом (106);
определение (1004) рабочей огибающей (146) объекта (106) на основании пересечения первой огибающей (142) перемещения и второй огибающей (144) перемещения объекта (106), при этом вторая огибающая (144) перемещения соответствует диапазону перемещений объекта (106), ограниченному предельными динамическими значениями перемещения объекта (106), а рабочая огибающая (146) указывает диапазон перемещений объекта (106) во время работы объекта (106); и
выработку (1006) виртуальной модели (150) объекта (106) на основании рабочей огибающей (146), при этом виртуальную модель (150) используют для виртуального моделирования работы объекта (106).
19. Компьютерочитаемое устройство хранения по п. 18, в котором операции также включают:
определение множества точек (152, 952) интереса в пределах рабочей огибающей (146), причем каждая точки интереса соответствует точке возле границы огибающей (954) исполнительного механизма (172) объекта (106).
20. Компьютерочитаемое устройство хранения по любому из пп. 18 или 19, в котором вторая огибающая (144) перемещения соответствует огибающей динамических значений относительного перемещения транспортного средства, а операции также включают:
прием таблицы предельных динамических значений относительного перемещения транспортного средства, указывающей предельные динамические значения перемещения, заданные техническими условиями на проектирование; и
выработку (204) огибающей динамических значений относительного перемещения транспортного средства на основании таблицы предельных динамических значений относительного перемещения транспортного средства.