CN112560308A - 一种基于有限元的汽车碰撞试验平台构建方法及装置 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于有限元的汽车碰撞试验平台构建方法及装置，其中方法包括：采用预设的三维机械设计软件构建样车和实验设备的静态三维模型；将静态三维模型导入预设的有限元数值模拟软件，并根据预设的不同实验工况设置对应的模拟参数，获得样车和实验设备的可视化结果；将静态三维模型导入预设的三维动画制作软件，并基于可视化结果构建样车和实验设备的动态三维模型；将动态三维模型和可视化结果导入U3D引擎中，并设置输入界面、监测视角以及控制按键，获得汽车碰撞试验平台的平台模型；将平台模型导出，获得汽车碰撞试验平台。使用本发明的实验平台进行车辆碰撞试验的仿真时，可避免冗长的交互，操作简便，同时可获得更加直观的动态结果。
Description
技术领域
本发明涉及计算机技术领域，尤其涉及一种基于有限元的汽车碰撞试验平台构建方法及装置。
背景技术
虚拟现实技术是一种能够使人以沉浸的方式进入和体验人为创造的虚拟世界的计算机仿真技术。随着5G(5th generation mobile networks，第五代移动通信技术)高速传输、物联网、人工智能、柔性显示、移动式高性能图形计算卡等技术的出现，为VR(VirtualReality，虚拟现实)技术进入商用奠定了基础。目前，基于虚拟现实技术的应用和设备已经开始出现在教育、传媒、娱乐、医疗、遗产保护等诸多领域。汽车碰撞试验可用于评价汽车的安全性与可靠性，是车身开发设计中不可缺少的环节之一。仅使用实体设备与模型进行汽车碰撞试验，会面临试验成本高、产品开发周期延长、试验环境不易控制、试验数据分析困难、试验过程易出现危险等问题。目前通常使用CAE(Computer Aided Engineering，计算机辅助工程)仿真分析，通过解析法、有限元法等数值模拟的手段对碰撞结果进行预先计算，在获得较好的优化结果后，再进行实车模型碰撞试验。如今的汽车碰撞安全仿真试验在参数设置合理的前提下，可达到80％～90％的试验结果计算精度，用户能通过人机交互界面对设备进行操作，并可以安全地对试验过程进行观察，提取汽车碰撞过程中各个参数的变化情况，是一种成熟可靠的方法。
目前，为实现较高的计算精度，需要操作员熟悉数值模拟软件与求解器的具体特性，懂得如何选择正确的材料参数、环境参数，上手难度较高，增加了学习成本。而且数值模拟计算不能直观的展示试验结果，提取数据时需要使用专业的试验结果后处理软件，往往伴随着复杂的数据处理、图形可视化选择等工作，在对非专业人员展示结果的过程中是非常不方便的。也就是说目前传统的数值模拟在汽车碰撞领域的应用主要存在着操作过程过于复杂，不利于操作者获得可视化的获得模拟结果。
发明内容
鉴于上述问题，本发明提出了一种基于有限元的汽车碰撞试验平台构建方法及装置，使用本发明的实验平台进行车辆碰撞试验的仿真时，整个过程无需人员操作专业的仿真分析软件，并且可获得更加直观的动态结果，操作简便。
第一方面，本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：
一种基于有限元的汽车碰撞试验平台构建方法，包括：
采用预设的三维机械设计软件构建样车和实验设备的静态三维模型；实验设备为用于进行碰撞实验的设备；
将所述静态三维模型导入预设的有限元数值模拟软件，并根据预设的不同实验工况设置对应的模拟参数，获得所述样车和所述实验设备的可视化结果；所述可视化结果表示所述样车和所述实验设备在所述有限元数值模拟软件中的过程变化；
将所述静态三维模型导入预设的三维动画制作软件，并基于所述可视化结果构建样车和实验设备的动态三维模型；
将所述动态三维模型和所述可视化结果导入U3D引擎中，并设置输入界面、监测视角以及控制按键，获得汽车碰撞试验平台的平台模型；其中，所述输入界面用于输入所述模拟参数，所述监测视角表示监测模拟实验的角度，所述控制按键用于控制模拟实验的进行及实验结果的展示；
将所述平台模型导出，获得所述汽车碰撞试验平台。
可选的，所述采用预设的三维机械设计软件构建样车和实验设备的静态三维模型，包括：
采用预设的三维机械设计软件构建样车和实验设备的初始模型；
对所述初始模型进行贴图渲染并和/或设置金属纹理，获得所述静态三维模型。
可选的，所述静态三维模型包括：试验设备的三维模型、实验场景的三维模型和有限元数值模拟三维模型。
可选的，设置所述监测视角，包括：
在所述U3D引擎中设置监测摄像机的监测高度、监测位置和监测角度，获得多个所述监测视角。
可选的，设置所述控制按键，包括：
在所述U3D引擎中通过代码设置所述控制按键，并将所述控制按键与虚拟现实设备的实体按键进行映射。
可选的，所述有限元数值模拟软件中设置了模拟碰撞过程的算法与求解器。
可选的，所述有限元数值模拟软件为Hyperworks、ABAQUS、ANSYS或Deform-2D/3D。
第二方面，基于同一发明构思，本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：
一种基于有限元的汽车碰撞试验平台构建装置，包括：
第一构建模块，用于采用预设的三维机械设计软件构建样车和实验设备的静态三维模型；实验设备为用于进行碰撞实验的设备；
第一设置模块，用于将所述静态三维模型导入预设的有限元数值模拟软件，并根据预设的不同实验工况设置对应的模拟参数，获得所述样车和所述实验设备的可视化结果；所述可视化结果表示所述样车和所述实验设备在所述有限元数值模拟软件中的过程变化；
第二构建模块，用于将所述静态三维模型导入预设的三维动画制作软件，并基于所述可视化结果构建样车和实验设备的动态三维模型；
第二设置模块，用于将所述动态三维模型和所述可视化结果导入U3D引擎中，并设置输入界面、监测视角以及控制按键，获得汽车碰撞试验平台的平台模型；其中，所述输入界面用于输入所述模拟参数，所述监测视角表示监测模拟实验的角度，所述控制按键用于控制模拟实验的进行及实验结果的展示；
导出模块，用于将所述平台模型导出，获得所述汽车碰撞试验平台。
可选的，所述第一构建模块，还用于：
采用预设的三维机械设计软件构建样车和实验设备的初始模型；
对所述初始模型进行贴图渲染并和/或设置金属纹理，获得所述静态三维模型。
第三方面，基于同一发明构思，本申请通过本申请的一实施例提供如下技术方案：
一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该程序被处理器执行时实现上述第一方面中任一项所述方法的步骤。
本发明实施例提供的一种基于有限元的汽车碰撞试验平台构建方法及装置，通过采用预设的三维机械设计软件构建样车和实验设备的静态三维模型；并将静态三维模型导入预设的有限元数值模拟软件，并根据预设的不同实验工况设置对应的模拟参数，获得样车和实验设备的可视化结果；由于设置了实验工况和对应的模拟参数，当确定一种模拟参数时就可得到一种可视化的仿真结果。通过可视化结果可表示样车和实验设备在有限元数值模拟软件中的过程变化，有利于用户查阅理解。进一步的，将静态三维模型导入预设的三维动画制作软件，并基于可视化结果构建样车和实验设备的动态三维模型；将动态三维模型和可视化结果导入U3D引擎中，并设置输入界面、监测视角以及控制按键，获得汽车碰撞试验平台的平台模型；其中，输入界面用于输入模拟参数，监测视角表示监测模拟实验的角度，控制按键用于控制模拟实验的进行及实验结果的展示。最后将所述平台模型导出，获得所述汽车碰撞试验平台。本发明实施例由于在该汽车碰撞实验平台构建的过程中就采用了模拟参数对应的静态三维模型、动态三维模型、对应的监测视角以及汽车碰撞过程的数值模拟所需的算法与求解器，并将相关的计算结果进行集成。使得在完成模拟参数的输入后就可直接由计算机进行计算获取模拟仿真的动态过程与结果。在整个过程无需人员操作专业性仿真分析软件，并且可获得更加直观的动态结果，操作简便。
上述说明仅是本发明技术方案的概述，为了能够更清楚了解本发明的技术手段，而可依照说明书的内容予以实施，并且为了让本发明的上述和其它目的、特征和优点能够更明显易懂，以下特举本发明的具体实施方式。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本发明的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本发明第一实施例提供的一种基于有限元的汽车碰撞试验平台构建方法的流程图；
图2示出了本发明第二实施例提供的一种基于有限元的汽车碰撞试验平台构建装置的结构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施例。虽然附图中显示了本公开的示例性实施例，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施例所限制。相反，提供这些实施例是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
在本发明实施中，通过虚拟现实平台模拟汽车碰撞过程，可以简便地帮助操作者完成复杂的参数设置。同时，也可以更加直观地获得试验结果，能较好地解决目前汽车碰撞试验数值模拟存在的问题。并且在本发明的汽车碰撞试验平台的构建过程中应用了汽车碰撞过程的数值模拟所需的算法与求解器，可以得到更加准确的数值模拟结果。使用这种方法获得汽车车身安全设计的参考依据。
进一步的，本实施中以计算机为工具的在平台构建过程中嵌入了由汽车碰撞试验的数值模拟所需的特定算法与求解器预先得到的可视化结果，使得在一般商用计算机上都可获取到较为准确的数值模拟结果，省去了计算时所需的时间，使人机交互的过程流畅。提升了用户在虚拟现实平台里的沉浸感。本发明的详细阐述请参照如下的实施例。
第一实施例
请参见图1，示出了本发明第一实施例提供的一种基于有限元的汽车碰撞试验平台构建方法的流程图。
所述方法包括：
步骤S10：采用预设的三维机械设计软件构建样车和实验设备的静态三维模型；实验设备为用于进行碰撞实验的设备。
在步骤S10中，样车具有具体的车型结构。为了更好的对样车和实验设备进行识别，确定其具体的制造材料，同时增强视觉效果。该步骤中具体包括：
步骤S11：采用预设的三维机械设计软件构建样车和实验设备的初始模型。
步骤S12：对所述初始模型进行贴图渲染并和/或设置金属纹理，获得所述静态三维模型。
对于设备或样车的不同部位可以进行不同的贴图渲染，对于不同的材料设置不同的金属纹理以便于更好的进行观察，可将该静态三维模型导入U3D引擎中完成设置，U3D(Unity3D)引擎为一种三维软件。本实施例中可用的三维机械设计软件可包括但不限于Catia、Pro/Engineer、Solid Works、Siemens NX。通过上述的三维机械设计软件可设计出汽车碰撞试验虚拟现实平台所需的样车与试验设备的三维模型、实验场景的三维模型和有限元数值模拟三维模型。在完成构建后可导出为可处理的格式，或通用格式，得到静态三维模型。
步骤S20：将所述静态三维模型导入预设的有限元数值模拟软件，并根据预设的不同实验工况设置对应的模拟参数，获得所述样车和所述实验设备的可视化结果；所述可视化结果表示所述样车和所述实验设备在所述有限元数值模拟软件中的过程变化。
在步骤S20中，实验工况表示在进行碰撞实验时需要满足的碰撞条件。每一种试验工况均对应一组模拟参数，然后基于不同的模拟参数进行有限元数值模拟得到每组参数对应的样车和实验设备的可视化结果。在本实施中的有限元数值模拟软件中需要设置模拟碰撞过程的算法与求解器。具体的，有限元数值模拟软件可包括但不限于：Hyperworks、ABAQUS、ANSYS、Deform-2D/3D，在这些软件中内置了汽车碰撞过程计算机模拟的算法与求解器，以便在进行模拟时得到更加准确的数值模拟结果。
步骤S30：将所述静态三维模型导入预设的三维动画制作软件，并基于所述可视化结果构建样车和实验设备的动态三维模型。
在步骤S30中，在计算机中应用三维动画制作软件制作动态三维模型，该动态三维模型由有限元数值模拟的可视结化果中样车与试验设备的运动情况与变形行为决定。当进行试验后就可进行样车和实验设备的碰撞过程的动态展示。三维动画制作软件如为3Dmax。
步骤S40：将所述动态三维模型和所述可视化结果导入U3D引擎中，并设置输入界面、监测视角以及控制按键，获得汽车碰撞试验平台的平台模型；其中，所述输入界面用于输入所述模拟参数，所述监测视角表示监测模拟实验的角度，所述控制按键用于控制模拟实验的进行及实验结果的展示。
在步骤S40中，U3D为一种三维软件。本实施例中通过U3D引擎进行汽车碰撞试验平台的场景搭建更加快速方便。具体的，设置的输入界面可为用户选择功能以及输入模拟参数的界面。还可在U3D引擎中设置对应的实验场景，例如跑到、路况等等，完成场景搭建。
监测视角的设置方式为：在U3D引擎中设置监测摄像机的监测高度、监测位置和监测角度，获得多个监测视角。可编写代码文件实现通过虚拟现实设备等外界输入信号对所述的监测视角进行移动与交互的控制。例如，编写的代码可控制监测视角调整到任意预先设置的监测高度、监测位置和监测角度。
控制按键的设置方式为：在U3D引擎中通过代码设置控制按键，并将控制按键与虚拟现实设备的实体按键进行映射，来实现通过虚拟现实操作的方式控制动态三维模型及有限元模拟的可视化结果的播放。
步骤S50：将所述平台模型导出，获得所述汽车碰撞试验平台。
在步骤S50中，导出后获得的汽车碰撞实验平台就可实现汽车碰撞模拟。在具体的实现过程中，若完成了某一款样车的汽车碰撞实验平台的搭建，可在输入界面输入需要模拟的模拟参数。由于在该汽车碰撞实验平台构建的过程中就应用了模拟参数对应的静态三维模型、动态三维模型、对应的监测视角以及汽车碰撞过程的数值模拟所需的算法与求解器，并将相关的计算结果进行集成。使得在完成模拟参数的输入后就可直接由计算机进行计算获取模拟仿真的动态过程与结果。在整个过程无需人员操作专业的仿真分析软件，并且可获得更加直观的动态结果，操作简便，省去了计算时所需的时间，可快速的获得数值模拟结果。
具体的，本实施例中通过如下的示例进行进一步说明：
示例1：
模拟某指定车型的正面100％重叠刚性壁障碰撞试验，汽车碰撞实验平台构建过程如下：
利用三维机械设计软件Catia绘制该车型正面100％重叠刚性壁障碰撞试验过程中所涉及的样车、假人、牵引系统、刚性壁障的静态三维模型，并将该静态三维模型绘制结果以IGES格式导出；然后，将IGES格式的静态三维模型导入有限元数值模拟前处理软件FEMB，对静态三维模型进行网格划分并设置模拟的模型参数，通过求解器LS-DYNA进行有限元数值模拟，并将包括所涉及的样车、假人、牵引系统、刚性壁障的运动过程、变形行为等在内有限元数值模拟所得的可视化结果导出。
进一步的，将IGES格式的静态三维模型导入三维动画制作软件3D Max，根据某车型样车、假人、牵引系统、刚性壁障的运动过程与变形行为可视化结果，在时间轴上为静态三维模型设置动作关键帧，绘制样车车型正面100％重叠刚性壁障碰撞过程的动态三维模型，并将该动态三维模型绘制结果以FBX格式导出。
将FBX格式的样车的动态三维模型导入跨平台应用程序开发引擎Unity3D中，为其设置试验场地与跑道，对模型进行贴图渲染并设置纹理。进一步的，将样车有限元数值模拟的可视化结果以OGV格式导入跨平台应用程序开发引擎Unity 3D中，设置用户界面实现人机交互。对动态三维模型设置多个监测摄像机的高度，当场景发生转换时机位由试验监测摄像机切换至第一人称物体上的摄像机，完成人物视角的转换。通过编写代码文件实现通过虚拟现实设备控制人物的移动与交互。在跨平台应用程序开发引擎Unity 3D中编写代码设置控制按键，来控制该样车正面100％重叠刚性壁障碰撞过程的动态三维模型及其有限元数值模拟所得的可视化结果的播放。
最后，在跨平台应用程序开发引擎Unity 3D选择构建完成的样车正面100％重叠刚性壁障碰撞过程虚拟现实平台，即对应上述的平台模型。再以PC模式导出，获得基于有限元数值模拟的汽车碰撞试验平台，可用于进行该样车正面100％重叠刚性壁障碰撞实验。上述构建过程使用了模拟参数对应的静态三维模型、动态三维模型、对应的监测视角以及汽车碰撞过程的数值模拟所需的算法与求解器，并将相关的计算结果进行集成，在完成模拟参数的输入后就可直接由计算机进行计算获取到该样车正面100％重叠刚性壁障碰撞过程的模拟仿真动态过程与结果。在整个过程无需人员反复操作仿真分析软件，并且可获得更加直观的动态结果，操作简便，省去了计算时所需的时间，使人机交互的过程流畅。
示例2：
模拟某一指定车型的可变形移动壁障侧面碰撞试验时，进行汽车碰撞实验平台的构建过程如下。
利用三维机械设计软件Pro/Engineer绘制样车可变形移动壁障侧面碰撞试验虚拟现实平台过程中所涉及的样车、假人、牵引系统、可变型移动壁障的静态三维模型，并将模型绘制结果以IGES格式导出；样车为上述指定车型的样车。将IGES格式的的三维模型导入有限元数值模拟软件Hyperworks，对模型进行网格划分并设置模拟相关参数，通过软件内求解器Optistruct进行有限元数值模拟，并将包括样车、假人、牵引系统与可变型移动壁障的运动过程、变形行为等在内有限元数值模拟所得的可视化结果导出。
进一步的，将IGES格式的三维模型导入三维动画制作软件3D Max，根据样车、假人、牵引系统与可变型移动壁障的运动过程与变形行为可视化结果，在时间轴上为静态三维模型设置动作关键帧，绘制样车可变形移动壁障侧面碰撞过程的动态三维模型，并将动态三维模型的绘制结果以FBX格式导出。将FBX格式的样车可变形移动壁障侧面碰撞过程的静态三维模型导入跨平台应用程序开发引擎Unity 3D中，为其设置试验场地与跑道，对模型进行贴图渲染并设置纹理。
将样车对应的可视化结果以OGV格式导入跨平台应用程序开发引擎Unity 3D中，设置用户界面实现人机交互；在Unity 3D中为样车的可变形移动壁障侧面碰撞碰撞过程的动态三维模型设置多个摄像机高度。当场景发生转换时机位由试验监测摄像机切换至第一人称物体上的摄像机，完成人物视角的转换。通过编写代码文件实现通过虚拟现实设备控制人物的移动与交互。在Unity3D中编写代码设置控制按键，来控制样车的可变形移动壁障侧面碰撞过程的动态三维模型的播放，及其有限元数值模拟所得的可视化结果的播放。
最后，在Unity 3D中选择构建完成的可变形移动壁障侧面碰撞过程虚拟现实实验平台，即对应上述的平台模型。再以PC模式导出。获得基于有限元数值模拟的样车可变形移动壁障侧面碰撞过程虚拟现实平台，对应本实施例的基于有限元的汽车碰撞试验平台。该平台可用于进行该样车可变形移动壁障侧面碰撞试验。上述构建过程应用了模拟参数对应的静态三维模型、动态三维模型、对应的监测视角以及汽车碰撞过程的数值模拟所需的算法与求解器，并将计算结果进行集成。使得在完成模拟参数的输入后就可直接由计算机进行计算获取到该指定车型的样车可变形移动壁障侧面碰撞试验的模拟仿真动态过程与结果。在整个过程无需人员反复操作仿真分析软件，并且可获得更加直观的动态结果，操作简便，省去了计算时所需的时间，使人机交互的过程流畅。
第二实施例
请参阅图2，基于同一发明构思，本发明第二实施例提供了基于有限元的汽车碰撞试验平台构建装置300。图2示出了本发明第二实施例提供的基于有限元的汽车碰撞试验平台构建装置300的结构示意图。
所述装置300包括：
第一构建模块301，用于采用预设的三维机械设计软件构建样车和实验设备的静态三维模型；实验设备为用于进行碰撞实验的设备；
第一设置模块302，用于将所述静态三维模型导入预设的有限元数值模拟软件，并根据预设的不同实验工况设置对应的模拟参数，获得所述样车和所述实验设备的可视化结果；所述可视化结果表示所述样车和所述实验设备在所述有限元数值模拟软件中的过程变化；
第二构建模块303，用于将所述静态三维模型导入预设的三维动画制作软件，并基于所述可视化结果构建样车和实验设备的动态三维模型；
第二设置模块304，用于将所述动态三维模型和所述可视化结果导入U3D引擎中，并设置输入界面、监测视角以及控制按键，获得汽车碰撞试验平台的平台模型；其中，所述输入界面用于输入所述模拟参数，所述监测视角表示监测模拟实验的角度，所述控制按键用于控制模拟实验的进行及实验结果的展示；
导出模块305，用于将所述平台模型导出，获得所述汽车碰撞试验平台。
作为一种可选的实施方式，所述第一构建模块301，具体用于：
采用预设的三维机械设计软件构建样车和实验设备的初始模型；
对所述初始模型进行贴图渲染并和/或设置金属纹理，获得所述静态三维模型。
需要说明的是，本发明实施例所提供的装置300，其具体实现及产生的技术效果和前述方法实施例相同，为简要描述，装置实施例部分未提及之处，可参考前述方法实施例中相应内容。
本发明提供的装置集成的功能模块如果以软件功能模块的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明实现上述实施例的方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机程序在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。其中，所述计算机程序包括计算机程序代码，所述计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。需要说明的是，所述计算机可读介质包含的内容可以根据司法管辖区内立法和专利实践的要求进行适当的增减，例如在某些司法管辖区，根据立法和专利实践，计算机可读介质不包括电载波信号和电信信号。
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本发明也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本发明的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本发明的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本发明的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本公开并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本发明的示例性实施例的描述中，本发明的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本发明要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本发明的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本发明的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本发明的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本发明实施例的网关、代理服务器、系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本发明还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者装置程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本发明的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本发明进行说明而不是对本发明进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本发明可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干装置的单元权利要求中，这些装置中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
Claims (10)
1.一种基于有限元的汽车碰撞试验平台构建方法，其特征在于，包括：
采用预设的三维机械设计软件构建样车和实验设备的静态三维模型；实验设备为用于进行碰撞实验的设备；
将所述静态三维模型导入预设的有限元数值模拟软件，并根据预设的不同实验工况设置对应的模拟参数，获得所述样车和所述实验设备的可视化结果；所述可视化结果表示所述样车和所述实验设备在所述有限元数值模拟软件中的过程变化；
将所述静态三维模型导入预设的三维动画制作软件，并基于所述可视化结果构建样车和实验设备的动态三维模型；
将所述动态三维模型和所述可视化结果导入U3D引擎中，并设置输入界面、监测视角以及控制按键，获得汽车碰撞试验平台的平台模型；其中，所述输入界面用于输入所述模拟参数，所述监测视角表示监测模拟实验的角度，所述控制按键用于控制模拟实验的进行及实验结果的展示；
将所述平台模型导出，获得所述汽车碰撞试验平台。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述采用预设的三维机械设计软件构建样车和实验设备的静态三维模型，包括：
采用预设的三维机械设计软件构建样车和实验设备的初始模型；
对所述初始模型进行贴图渲染并和/或设置金属纹理，获得所述静态三维模型。
3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述静态三维模型包括：试验设备的三维模型、实验场景的三维模型和有限元数值模拟三维模型。
4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设置所述监测视角，包括：
在所述U3D引擎中设置监测摄像机的监测高度、监测位置和监测角度，获得多个所述监测视角。
5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，设置所述控制按键，包括：
在所述U3D引擎中通过代码设置所述控制按键，并将所述控制按键与虚拟现实设备的实体按键进行映射。
6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述有限元数值模拟软件中设置了模拟碰撞过程的算法与求解器。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述有限元数值模拟软件为Hyperworks、ABAQUS、ANSYS或Deform-2D/3D。
8.一种基于有限元的汽车碰撞试验平台构建装置，其特征在于，包括：
第一构建模块，用于采用预设的三维机械设计软件构建样车和实验设备的静态三维模型；实验设备为用于进行碰撞实验的设备；
第一设置模块，用于将所述静态三维模型导入预设的有限元数值模拟软件，并根据预设的不同实验工况设置对应的模拟参数，获得所述样车和所述实验设备的可视化结果；所述可视化结果表示所述样车和所述实验设备在所述有限元数值模拟软件中的过程变化；
第二构建模块，用于将所述静态三维模型导入预设的三维动画制作软件，并基于所述可视化结果构建样车和实验设备的动态三维模型；
第二设置模块，用于将所述动态三维模型和所述可视化结果导入U3D引擎中，并设置输入界面、监测视角以及控制按键，获得汽车碰撞试验平台的平台模型；其中，所述输入界面用于输入所述模拟参数，所述监测视角表示监测模拟实验的角度，所述控制按键用于控制模拟实验的进行及实验结果的展示；
导出模块，用于将所述平台模型导出，获得所述汽车碰撞试验平台。
9.根据权利要求7所述的装置，其特征在于，所述第一构建模块，还用于：
采用预设的三维机械设计软件构建样车和实验设备的初始模型；
对所述初始模型进行贴图渲染并和/或设置金属纹理，获得所述静态三维模型。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现权利要求1-6中任一项所述方法的步骤。
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