一种三维图形仿真方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种三维图形仿真方法及系统。其中，三维图形仿真方法包括：获取部件的三角面片数据；利用部件的三角面片数据为部件构建独立的显示表；获取部件运动的三维转动向量，将部件运动的三维转动向量与独立的显示表组装得到仿真结果。通过上述方式，本发明专利技术能够分别为各个部件创建相对独立的显示表，在仿真软件中，通过调用不同的显示表，并结合部件的三维转动向量，组装成最终的实体三维模型，从而再现实体各个部件的相对运动状况和仿真结果。

【技术实现步骤摘要】

本专利技术涉及一种三维图形仿真方法及系统。
技术介绍
三维图形仿真是指建立一个精确且逼真的实体模型以及实体的工作环境。一般情况下，三维图形仿真通过读取实体的立体光造文件，并通过专业的图形程序接口(OpenGL)重新构造几何模型，将实体的所有的单个几何模型封装到一个显示表，将显示表导入仿真软件中实现仿真。这种方式只能针对各个部件之间没有运动的实体，例如整体模型的构建与观察。但是如果实体各个部件之间有运动，该方法就没法实现仿真。
技术实现思路
本专利技术主要解决的技术问题是提供一种三维图形仿真方法及系统，能够对实体各个部件之间有运动的情况实现仿真，从而再现实体各个部件的相对运动状况和仿真结果。为解决上述技术问题，本专利技术采用的一个技术方案是:提供一种三维图形仿真方法，包括:获取部件的三角面片数据；利用所述部件的三角面片数据为所述部件构建独立的显示表；获取所述部件运动的三维转动向量，将所述部件运动的三维转动向量与所述独立的显示表组装得到仿真结果。其中，所述获取部件的三角面片数据的步骤包括:读取机器人的立体光造文件以获取部件的三角面片数据。其中，所述读取机器人的立体光造文件以获取部件的三角面片数据的步骤之前，还包括:根据机器人各个部件的运动状态，将所述机器人的立体光造文件划分为五轴和向量六个部件的立体光造文件；所述读取机器人的立体光造文件以获取部件的三角面片数据的步骤包括:读取所述五轴和向量六个部件的立体光造文件，以获取所述机器人的所述五轴和向量六个部件的三角面片数据。其中，所述利用所述部件的三角面片数据为所述部件构建显示表的步骤包括:从所述机器人的所述五轴和向量六个部件的三角面片数据中获取所述五轴和向量六个部件的中心点信息，利用所述五轴和向量六个部件的中心点信息分别构建所述五轴和向量六个部件的三维模型，将所述五轴和向量六个部件的三维模型分别封装得到所述五轴和向量六个部件的独立的显示表。其中，所述获取所述部件运动的三维转动向量，将所述部件运动的三维转动向量与所述独立的显示表组装得到仿真结果的步骤包括:获取所述机器人的所述五轴和向量六个部件运动的三维转动向量，为所述五轴和向量六个部件运动的三维转动向量分别设置旋转矩阵，将所述五轴和向量六个部件的所述旋转矩阵与所述五轴和向量六个部件的独立的显示表对应组装得到仿真结果。其中，所述读取机器人的立体光造文件以获取部件的三角面片数据的步骤包括:获取机器人的立体光造文件，判断所述立体光造文件的格式为文本格式还是二进制格式；若所述立体光造文件的格式为文本格式，打开所述立体光造文件读取文件头标识，并读取一个部件的三角面片数据转化为数值后存入三角链表；判断所有部件的立体光造文件是否读取完；若所有部件的立体光造文件已经读取完，则结束读取所述机器人的立体光造文件，否则，返回继续读取直到读取完所有部件的立体光造文件；若所述立体光造文件的格式为二进制格式，打开所述立体光造文件读取文件头以获取三角面片数据的总数量，读取一个部件的三角面片数据存入三角链表；判断读取的所述三角面片数据的数量是否与所述三角面片数据的总数量相同；若相同，则结束读取所述机器人的立体光造文件，若不同，返回继续读取直到读取的所述三角面片数据的数量与所述三角面片数据的总数量相同。为解决上述技术问题，本专利技术采用的另一个技术方案是:提供一种三维图形仿真系统，包括获取模块、构建模块以及仿真模块，其中:所述获取模块用于获取部件的三角面片数据，并将所述部件的三角面片数据发送给所述构建模块；所述构建模块用于利用所述部件的三角面片数据为所述部件构建独立的显示表，并将所述独立的显示表发送给所述仿真模块；所述仿真模块用于获取所述部件运动的三维转动向量，将所述部件运动的三维转动向量与所述独立的显示表组装得到仿真结果。。其中，所述获取模块具体用于读取机器人的立体光造文件以获取部件的三角面片数据，并将所述部件的三角面片数据发送给所述构建模块。其中，所述系统还包括划分模块，用于根据机器人各个部件的运动状态，将所述机器人的立体光造文件划分为五轴和向量六个部件的立体光造文件；所述获取模块具体用于读取所述五轴和向量六个部件的立体光造文件，以获取所述机器人的所述五轴和向量六个部件的三角面片数据，并将所述五轴和向量六个部件的三角面片数据发送给所述构建模块。其中，所述构建模块具体用于从所述机器人的所述五轴和向量六个部件的三角面片数据中获取所述五轴和向量六个部件的中心点信息，利用所述五轴和向量六个部件的中心点信息分别构建所述五轴和向量六个部件的三维模型,将所述五轴和向量六个部件的三维模型分别封装得到所述五轴和向量六个部件的独立的显示表，并将所述五轴和向量六个部件的独立的显示表发送给所述仿真模块。其中，所述仿真模块具体用于获取所述机器人的所述五轴和向量六个部件运动的三维转动向量，为所述五轴和向量六个部件运动的三维转动向量分别设置旋转矩阵，将所述五轴和向量六个部件的所述旋转矩阵与所述五轴和向量六个部件的独立的显示表对应组装得到仿真结果。本专利技术的有益效果是:区别于现有技术的情况，本专利技术通过获取实体的部件的三角面片数据，针对部件的三角面片数据为部件构建显示表，并获取部件运动的三维转动向量，将部件运动的三维转动向量与显示表组装得到仿真结果。通过这种方式，能够分别为各个部件创建相对独立的显示表，而不是现有技术中而不是将所有部件的三维模型全部封装到一个显示表中。这样如果某个部件的模型的属性发生变化，只需要对该模型本身重新创建显示表，而不需要对其他部件的模型重新创建显示表，极大减轻建模的负担，简化每次运动状态改变更新仿真结果时的工作量。在仿真软件中，通过调用不同的显示表，并结合部件的三维转动向量，组装成最终的实体三维模型，从而再现实体各个部件的相对运动状况和 仿真结果。附图说明图1是本专利技术三维图形仿真方法一个实施方式的流程图；图2是本专利技术三维图形仿真方法一个实施方式中读取STL文件的流程图；图3是本专利技术三维图形仿真方法一个实施方式中机器人结构示意图；图4是本专利技术三维图形仿真方法一个实施方式中模型设计类图；图5是本专利技术三维图形仿真方法一个实施方式中用部件的三角面片数据为部件构建独立的显示表的流程图；图6是本专利技术三维图形仿真方法一个实施方式中的仿真结果示意图；图7是本专利技术三维图形仿真系统一个实施方式的原理框图。具体实施例方式请参阅图1，本专利技术三维图形仿真方法一个实施方式包括:步骤SlOl:获取部件的三角面片数据；本实施方式中的部件是指实体的各个组成要件，比如机器人的各个转动轴和连接法兰等等，因此本实施方式中的部件可以包括实体运动的部件和不运动的部件。通常情况下，通过读取实体的立体光造文件(STL文件)来获取实体的各个部件的三角面片数据。读取STL文件实际就是读取三角面片的信息，而每个三角面片包括有一个法向矢量和三角形三个顶点的信息。STL文件是描述三维几何形状的标准格式之一，它采用一系列离散的三角片来描述三维曲面形状。大多数CAD(计算机辅助设计)系统都能够将几何模型的数据以ASCII或二进制形式输出STL文件。这里我们使用由Solidworks (基于windows开发的三维机械设计软件)输出的ASCII (用于信息交换的美国标准代码)形式的STL文件。在STL文件中的三角面本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维图形仿真方法，其特征在于，包括：获取部件的三角面片数据；利用所述部件的三角面片数据为所述部件构建独立的显示表；获取所述部件运动的三维转动向量，将所述部件运动的三维转动向量与所述独立的显示表组装得到仿真结果。

【技术特征摘要】
1.一种三维图形仿真方法，其特征在于，包括: 获取部件的三角面片数据； 利用所述部件的三角面片数据为所述部件构建独立的显示表； 获取所述部件运动的三维转动向量，将所述部件运动的三维转动向量与所述独立的显示表组装得到仿真结果。2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于， 所述获取部件的三角面片数据的步骤包括:读取机器人的立体光造文件以获取部件的三角面片数据。3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于， 所述读取机器人的立体光造文件以获取部件的三角面片数据的步骤之前，还包括:根据机器人各个部件的运动状态，将所述机器人的立体光造文件划分为五轴和向量六个部件的立体光造文件； 所述读取机器人的立体光造文件以获取部件的三角面片数据的步骤包括:读取所述五轴和向量六个部件的立体光造文件，以获取所述机器人的所述五轴和向量六个部件的三角面片数据。4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于， 所述利用所述部件的三角面片数据为所述部件构建显示表的步骤包括:从所述机器人的所述五轴和向量六个部件的三角面片数据中获取所述五轴和向量六个部件的中心点信息，利用所述五轴和向量六个部件的中心点信息分别构建所述五轴和向量六个部件的三维模型，将所述五轴和向量六个部件的三维模型分别封装得到所述五轴和向量六个部件的独立的显示表。5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于， 所述获取所述部件运动的三维转动向量，将所述部件运动的三维转动向量与所述独立的显示表组装得到仿真结果的步骤包括: 获取所述机器人的所述五轴和向量六个部件运动的三维转动向量，为所述五轴和向量六个部件运动的三维转动向量分别设置旋转矩阵，将所述五轴和向量六个部件的所述旋转矩阵与所述五轴和向量六个部件的独立的显示表对应组装得到仿真结果。6.根据权利要求2所述的方法，其特征在于， 所述读取机器人的立体光造文件以获取部件的三角面片数据的步骤包括: 获取机器人的立体光造文件，判断所述立体光造文件的格式为文本格式还是二进制格式； 若所述立体光造文件的格式为文本格式，打开所述立体光造文件读取文件头标识，并读取一个部件的三角面片数据转化为数值后存入三角链表；判断所有部件的立体光造文件是否读取完；若所有部件的立体光造文件已经读取完，则结束读取所述机器人的立体光造文件，否则，返回继续读取直到读取完所...

【专利技术属性】
技术研发人员：张丽娜，
申请(专利权)人：北京配天大富精密机械有限公司，
类型：发明
国别省市：