CN105204637A - 面向电动车的三维可视化交互与信息管理的方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了面向电动车的三维可视化交互与信息管理的方法，包括如下步骤：A），创建电动车三维模型和信息化管理系统的数据库；B），创建三维虚拟场景实现电动车的三维可视化交互，三维可视化交互包括显示单个零件、子装配体或者总装配体的三维模型，实现装配体的拆卸规划和自动拆装的三维呈现；C），在三维虚拟场景中实现电动车模型零件的双向查询、修改。本发明能够很好的帮助操作人员快速的对电动车的结构和装配进行了解和掌握。通过三维可视化交互可以快速的掌握电动车的装配技术，通过数据管理可以获取电动车的组成结构及详细资料。该系统具有较好的实用性及发展前景。

Description

面向电动车的三维可视化交互与信息管理的方法

技术领域

本发明涉及一种电动车拆装的虚拟现实技术，具体涉及一种面向电动车的三维可视化交互与信息管理的方法，本发明属于计算机图形图像处理、虚拟现实领域。

背景技术

随着计算机科学技术的发展虚拟现实技术已经在军事、医学、工程、教育等方面得到应用。利用计算机图形图像技术建立三维虚拟场景，不仅可以直观的模拟显示场景而且可以实现交互式的操作，使人如同身临其境一般。三维虚拟场景可视化是运用虚拟现实技术通过对三维图形的建模、管理建立虚拟的场景，模拟现实世界。虚拟现实技术是多种技术的集合，实现的效果也越来越好，是很有发展前景的一个领域。

电动车的外观体形是各不相同，用户很难了解自己电动车详细信息和拆装方法，即使车出现微小问题也需要到专门的维修地点去维修，这给用户带来了极大的不便。对于电动车制造商来说一名熟练的操作人员要经过长时间的培训，耗时耗力，同时也增加了成本。所以快速了解和掌握电动车的结构以及拆卸原理不仅仅是电动车维修人员需要做的，对于电动车的使用者也有必要。因此使用虚拟现实技术实现对电动系统的三维信息管理和对电动车拆卸方法的演示是当前需要解决的问题。

发明内容

为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供面向电动车的三维可视化交互与信息管理的方法，在已建的三维虚拟场景中实现对电动车各个模块拆卸路径的规划、拆卸的三维呈现，以及对电动车各个模块详细信息的查询、修改。

为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：

一种面向电动车的三维可视化交互与信息管理的方法，包括如下步骤：

步骤（A），创建电动车模型和信息化管理系统的数据库；

步骤（B），创建三维虚拟场景实现电动车的三维可视化交互，所述三维可视化交互包括显示单个零件、子装配体或者总装配体的三维模型，实现装配体的拆卸规划和自动拆装的三维呈现；

步骤（C），在三维虚拟场景中实现电动车模型零件的双向查询、修改，所述双向查询是指根据零件或装配体的名称查询详细信息和三维模型，反之根据三维模型查询零件或装配体的详细信息。

步骤（A）所述电动车模型根据实际电动车外形创建，所建电动车模型包括电动车的几何信息和约束信息。

步骤（A）所述创建的电动车信息化管理系统的数据库包括电动车模型信息库和约束关系信息库，

其中模型信息库是首先将整个电动车模型按照树结构划分模块，并且按照所处树的层次分配标识号，其次记录模型信息库的信息，包括零件或子装配体的名称、标识符、型号、供应商、数量、材质、类型、组成零件信息，

约束关系信息库包括各个零件之间的相互约束关系比如边与边的约束关系、面与面的约束关系、共轴类约束关系。

步骤（B）所述显示单个零件、子装配体或者总装配体的三维模型，实现装配体的拆卸规划和自动拆装的三维呈现，实现过程包括以下步骤，

（B1），在三维虚拟场景中显示电动车模型，可以显示单个零件、子装配体或者总装配体，其中总装配体是指完整的电动车模型，子装配体是指不止由一个零件以上，非所有零件组成的装配体，即是电动车的一个局部部分；

（B2），实现装配体的拆卸路径规划，根据步骤（A）所述创建的约束关系信息库，判断当前可进行拆卸的零件，即那些没有其它零件对它的约束的零件，和判断零件的可拆卸方向；选取合适的零件和方向将零件逐个进行拆卸，并将拆卸的零件顺序和方向记录到拆卸规划信息数据库中；

（B3），读取（B2）中建立的拆卸规划信息数据库的信息可以实现电动车装配体的自动拆卸和装配的三维呈现功能。

步骤（C）所述零件或装配体的详细信息包括名称、标识号、型号、供应商、数量、材质和组成零件；并可以在显示详细信息的界面对零件或装配体的信息进行修改并保存。

本发明的有益之处在于：本发明的面向电动车的三维可视化交互与信息管理的方法，使用计算机图形学技术建立三维虚拟场景，让操作者可以全方面直观的了解电动车的各部分信息，还可以交互式的对电动车进行拆卸，如同身临其境一般。本发明系统的使用既节省了人力物力也节省了成本。

附图说明

图1是本发明中图面向电动车的三维可视化交互与信息管理的方法流程图；

图2是从单个零件、子装配体到总装配体的组成结构显示；

图3是一个子装配体的拆卸过程图；

图4是子装配体查询的模型展示；

图5是单个零件查询的模型展示；

图6是根据三维模型查询该模型的详细信息。

具体实施方式

下面将结合说明书附图，对本发明作进一步说明。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，而不能以此来限制本发明的保护范围。

如图1所示，本发明面向电动车的三维可视化交互与信息管理的方法，包括以下步骤，

步骤（A），创建电动车信息化管理系统的数据库，数据库包括电动车模型信息库和约束关系信息库，其中模型信息库是首先将整个电动车模型按照树结构划分模块，并且按照所处树的层次分配标识号，其次记录模型信息库的信息，包括零件或子装配体的名称、标识符、型号、供应商、数量、材质、类型、组成零件信息，约束关系信息库包括各个零件之间的相互约束关系比如边与边的约束关系、面与面的约束关系、共轴类约束关系。

步骤（B），创建三维虚拟场景实现电动车的三维可视化交互，所述三维可视化交互包括显示单个零件、子装配体或者总装配体的三维模型，实现装配体的拆卸规划和自动拆装的三维呈现。实现过程包括以下步骤，

（B1），在三维虚拟场景中显示电动车模型可以显示单个零件、子装配体或者总装配体，其中总装配体是指完整的电动车模型，子装配体是指一个零件以上，非所有零件组成的装配体，即是电动车的一个局部部分；

（B2），实现装配体的拆卸路径规划，根据步骤（A）所述创建的约束关系信息库，判断当前可进行拆卸的零件，即那些没有其它零件对它的约束的零件，和判断零件的可拆卸方向；选取合适的零件和方向将零件逐个进行拆卸，并将拆卸的零件顺序和方向记录到拆卸规划信息数据库中；

（B3），读取（B2）中建立的拆卸规划信息数据库的信息可以实现电动车装配体的自动拆卸和装配的三维呈现功能。

步骤（C），在三维虚拟场景中实现电动车模型零件的双向查询、修改，所述双向查询是指根据零件或装配体的名称查询详细信息和三维模型，反之根据三维模型查询零件或装配体的详细信息，详细信息包括名称、标识号、型号、供应商、数量、材质和组成零件。并可以在显示详细信息的界面对零件或装配体的信息进行修改并保存。

本发明利用计算机图形学的知识对三维虚拟场景中的模型进行三维呈现，对电动车的初学者可以观看已有的电动车的拆卸和安装的三维呈现。如图2所示为从单个零件、子装配体到总装配体的组成结构显示，图3是一个子装配体的拆卸过程的部分显示，装配过程就是它的逆过程，其中图3（a）表示灯盖安装完好的状态，图3（b）~图3（e）表示拆卸过程中，图3（f）表示灯盖已经被拆除。

图4、图5、图6所示为双向查询功能，图4是子装配体查询的模型展示，图5是单个零件查询的模型展示，图6则是根据三维模型查询该模型的详细信息。另外在显示详细信息的界面上面还有一个“修改”的功能，在编辑框中修改零件或装配体的信息再点击“修改”按钮系统会提示是否保存修改，按确定即可保存修改。

综上所述，本发明的面向电动车的三维可视化交互与信息管理的方法，根据实际电动车创建三维模型、三维信息化管理系统的数据库，数据库包括电动车模型信息库和约束关系信息库；创建三维虚拟场景实现电动车的三维可视化交互，根据约束关系信息库判断当前可拆卸零件和可拆卸方向，进行装配体的拆卸路径规划，保存在拆卸规划信息数据库中，读取该数据库中的信息便可以实现自动拆卸、装配的三维呈现；实现三维数据管理的双向查询，即根据零件或装配体的名称查询详细信息和三维模型，反之可根据三维模型查询零件的详细信息。

以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征及优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。

Claims (5)

1.一种面向电动车的三维可视化交互与信息管理的方法，其特征在于，包括如下步骤：

步骤（A），创建电动车模型和信息化管理系统的数据库；

步骤（B），创建三维虚拟场景实现电动车的三维可视化交互，所述三维可视化交互包括显示单个零件、子装配体或者总装配体的三维模型，实现装配体的拆卸规划和自动拆装的三维呈现；

步骤（C），在三维虚拟场景中实现电动车模型零件的双向查询、修改，所述双向查询是指根据零件或装配体的名称查询详细信息和三维模型，反之根据三维模型查询零件或装配体的详细信息。

2.根据权利要求1所述的面向电动车的三维可视化交互与信息管理的方法，其特征在于，步骤（A）所述电动车模型根据实际电动车外形创建，所建电动车模型包括电动车的几何信息和约束信息。

3.根据权利要求1所述的面向电动车的三维可视化交互与信息管理的方法，其特征在于，步骤（A）所述创建的电动车信息化管理系统的数据库包括电动车模型信息库和约束关系信息库；

所述模型信息库是首先将整个电动车模型按照树结构划分模块，并且按照所处树的层次分配标识号，其次记录模型信息库的信息，包括零件或子装配体的名称、标识符、型号、供应商、数量、材质、类型、组成零件信息，

约束关系信息库包括各个零件之间的相互约束关系比如边与边的约束关系、面与面的约束关系、共轴类约束关系。

4.根据权利要求1所述的面向电动车的三维可视化交互与信息管理的方法，其特征在于，步骤（B）所述显示单个零件、子装配体或者总装配体的三维模型，实现装配体的拆卸规划和自动拆装的三维呈现，实现过程包括以下步骤，

（B1）、在三维虚拟场景中显示电动车模型显示单个零件、子装配体或者总装配体，其中总装配体是指完整的电动车模型，子装配体是指一个零件以上，非所有零件组成的装配体，即是电动车的一个局部部分；

（B2）、实现装配体的拆卸路径规划，根据步骤（A）所述创建的约束关系信息库，判断当前可进行拆卸的零件，即那些没有其它零件对它的约束的零件，和判断零件的可拆卸方向；选取合适的零件和方向将零件逐个进行拆卸，并将拆卸的零件顺序和方向记录到拆卸规划信息数据库中；

（B3），读取（B2）中建立的拆卸规划信息数据库的信息可以实现电动车装配体的自动拆卸和装配的三维呈现功能。

5.根据权利要求1所述的面向电动车的三维可视化交互与信息管理的方法，其特征在于，步骤（C）所述零件或装配体的详细信息包括名称、标识号、型号、供应商、数量、材质、类型和组成零件；并可以在显示详细信息的界面对零件或装配体的信息进行修改并保存。