計(jì)算掃描點(diǎn)到典型部件的包圍盒的中屯、軸線(xiàn)的距離H，并獲得垂線(xiàn)所在的典型部件的包 圍盒的截面半徑R，當(dāng)所有的掃描點(diǎn)都滿(mǎn)足H>R+e，則判斷該典型部件的包圍盒的距離大 于闊值，該典型部件的包圍盒不會(huì)與障礙物發(fā)生碰撞，如任一個(gè)掃描點(diǎn)的距離小于或等于 闊值，則判斷該典型部件的包圍盒的距離小于或等于闊值，該典型部件的包圍盒會(huì)與障礙 物發(fā)生碰撞。
[0039] 對(duì)于風(fēng)洞中存在小于碰撞檢測(cè)對(duì)象的物體，檢測(cè)碰撞檢測(cè)對(duì)象是否會(huì)與此類(lèi)大小 物體發(fā)生碰撞的方法為；W-定的長(zhǎng)度步長(zhǎng)掃描物體上的點(diǎn)，作從掃描點(diǎn)到碰撞檢測(cè)對(duì)象 中屯、軸線(xiàn)的垂線(xiàn)，檢查掃描點(diǎn)是否在垂線(xiàn)所處的碰撞檢測(cè)對(duì)象截面內(nèi)，如果此物體上所有 掃描點(diǎn)都不在對(duì)應(yīng)的橫截面內(nèi)，則認(rèn)為碰撞檢測(cè)對(duì)象與此物體不發(fā)生碰撞，否則認(rèn)為碰撞 檢測(cè)對(duì)象將與此物體發(fā)生碰撞。
[0040] 進(jìn)一步地，所述的用于風(fēng)洞試驗(yàn)的模型位姿連續(xù)改變碰撞檢測(cè)方法中，所述障礙 物為載機(jī)模型的吊掛。
[0041] 進(jìn)一步地，所述的用于風(fēng)洞試驗(yàn)的模型位姿連續(xù)改變碰撞檢測(cè)方法中，所述碰撞 檢測(cè)對(duì)象為導(dǎo)彈模型。
[0042] 進(jìn)一步地，所述的用于風(fēng)洞試驗(yàn)的模型位姿連續(xù)改變碰撞檢測(cè)方法中，該導(dǎo)彈模 型具有=個(gè)典型部件，分別為彈頭段、彈身段和彈翼段，所述彈頭段的包圍盒設(shè)計(jì)成圓錐 體，所述彈身段的包圍盒設(shè)計(jì)成圓柱體，所述彈翼段設(shè)計(jì)成代表彈翼主體的圓柱體和代表 四個(gè)翼片的四個(gè)長(zhǎng)方體的組合。
[0043] 下面W外掛物捕獲軌跡試驗(yàn)為例，詳細(xì)說(shuō)明防止外掛物模型（即碰撞檢測(cè)對(duì)象） 與風(fēng)洞洞壁和載機(jī)模型發(fā)生碰撞的方法。
[0044] (1)外掛物模型WBasicFirmer標(biāo)模修改型為例，如圖2所示。外掛物模型為連 續(xù)運(yùn)動(dòng)模型，即碰撞檢測(cè)對(duì)象。根據(jù)外掛物模型的幾何外形特點(diǎn)，將外掛物模型拆分成如圖 2所示的S個(gè)典型部件，分別為彈頭段3、彈身段1和彈翼段2 ;
[0045] (2)彈頭段包圍盒設(shè)計(jì)成圓錐體，彈身段包圍盒設(shè)計(jì)成圓柱體，彈翼段包圍盒設(shè)計(jì) 成圓柱體和四個(gè)長(zhǎng)方體的組合，如圖3所示；
[0046] (3)風(fēng)洞試驗(yàn)時(shí)，載機(jī)模型4和外掛物模型5同時(shí)放置在風(fēng)洞中，外掛物模型位于 載機(jī)模型下表面附近，與載機(jī)模型的吊掛相隔一定距離，如圖4所示。在一次吹風(fēng)試驗(yàn)中， 外掛物模型的每一步位移和姿態(tài)都可W由計(jì)算機(jī)提前計(jì)算得到。
[0047] (3. 1)根據(jù)計(jì)算得到的外掛物模型在風(fēng)洞坐標(biāo)系中的質(zhì)屯、坐標(biāo)（X，y，Z)，外掛物 模型在風(fēng)洞中的姿態(tài)角（)，W及各包圍盒的形狀尺寸，可W計(jì)算得到危險(xiǎn)點(diǎn)；風(fēng)洞坐 標(biāo)系下彈頭段包圍盒X值最大點(diǎn)、X值最小點(diǎn)、y值最大點(diǎn)、y值最小點(diǎn)、Z值最大點(diǎn)、Z值最 小點(diǎn)，假設(shè)為1、2、3、4、5、6點(diǎn)；風(fēng)洞坐標(biāo)系下彈身段包圍盒X值最大點(diǎn)、X值最小點(diǎn)、y值最 大點(diǎn)、y值最小點(diǎn)、Z值最大點(diǎn)、Z值最小點(diǎn)，假設(shè)為7、8、9、10、11、12點(diǎn)；風(fēng)洞坐標(biāo)系下彈翼 段包圍盒X值最大點(diǎn)、X值最小點(diǎn)、y值最大點(diǎn)、y值最小點(diǎn)、Z值最大點(diǎn)、Z值最小點(diǎn)，假設(shè) 為13、14、15、16、17、18點(diǎn)。由于相對(duì)于載機(jī)模型和風(fēng)洞洞壁來(lái)說(shuō)，主要是可能發(fā)生在y方 向和Z方向的碰撞，因此，上述在6類(lèi)危險(xiǎn)點(diǎn)中，實(shí)際計(jì)算時(shí)只使用了后4類(lèi)點(diǎn)，即y值最大 點(diǎn)、y值最小點(diǎn)、Z值最大點(diǎn)、Z值最小點(diǎn)，并分別進(jìn)行了命名。
[0048] (3.。風(fēng)洞下洞壁y坐標(biāo)值為yd。?，載機(jī)下表面y坐標(biāo)值為ypi。。。，順著氣流方向前 視風(fēng)洞左洞壁Z坐標(biāo)值為Zwt,風(fēng)洞右洞壁Z坐標(biāo)值為Zdght。
[0049] 如果3、4、9、10、15、16點(diǎn)的y坐標(biāo)值滿(mǎn)足W下關(guān)系式；
[0050] Ydown+ e<y(3,4,9,10,15,16)<y plane- e
[0化1] 那么外掛物模型與風(fēng)洞下洞壁和載機(jī)模型下表面將不發(fā)生碰撞，否則外掛物模型 與風(fēng)洞下洞壁和載機(jī)模型下表面將會(huì)發(fā)生碰撞。
[0化2] 如果5、6、11、12、17、18點(diǎn)的Z坐標(biāo)值滿(mǎn)足W下關(guān)系式； 口05引Zfi曲t+e <2(5,6,11,12,17,18)< Zleft-e
[0化4] 那么外掛物模型與風(fēng)洞左右洞壁將不發(fā)生碰撞，否則外掛物模型與風(fēng)洞左右洞壁 將發(fā)生碰撞。
[0055] (3. 3)載機(jī)模型的吊掛W長(zhǎng)方體方盒模擬，吊掛屬于小于外掛物模型的物體。
[0化6] W-定長(zhǎng)度步長(zhǎng)掃描方盒上的點(diǎn)，通過(guò)掃描點(diǎn)到外掛物中屯、軸線(xiàn)的距離H，與垂足 所對(duì)應(yīng)的外掛物模型截面半徑R二者之間的大小關(guān)系，判斷是否會(huì)發(fā)生碰撞。
[0057] 外掛物模型截面半徑分為W下S種情況：
[005引當(dāng)垂足落在彈頭段時(shí)，外掛物模型截面半徑可W根據(jù)垂足到彈頭頂點(diǎn)距離和圓錐 包圍盒底面半徑計(jì)算得到。
[0059] 當(dāng)垂足落在彈身段時(shí)，外掛物模型截面半徑為圓柱包圍盒的半徑。
[0060] 當(dāng)垂足落在彈翼段時(shí)，外掛物模型截面半徑需要考慮外掛物模型的滾轉(zhuǎn)，如圖所 示，當(dāng)垂線(xiàn)經(jīng)過(guò)翼片時(shí)，外掛物模型的截面半徑為彈身半徑和彈翼展長(zhǎng)之和，當(dāng)垂線(xiàn)不經(jīng)過(guò) 翼片時(shí)，外掛物模型的截面半徑為彈身半徑。
[0061] 判斷外掛物模型是否與吊掛發(fā)生碰撞的依據(jù)是：
[0062] 當(dāng)H>R+ e時(shí)，認(rèn)為外掛物模型與吊掛不發(fā)生碰撞；否則認(rèn)為外掛物模型與吊掛 發(fā)生碰撞。
[0063] 本發(fā)明雖然W較佳實(shí)施例公開(kāi)如上，但其并不是用來(lái)限定本發(fā)明，任何本領(lǐng)域技 術(shù)人員在不脫離本發(fā)明的精神和范圍內(nèi)，都可W做出可能的變動(dòng)和修改，因此，本發(fā)明的保 護(hù)范圍應(yīng)當(dāng)W本發(fā)明權(quán)利要求所界定的范圍為準(zhǔn)。
【主權(quán)項(xiàng)】
1. 一種用于風(fēng)洞試驗(yàn)的模型位姿連續(xù)改變碰撞檢測(cè)方法，其特征在于，包括： (1) 以連續(xù)運(yùn)動(dòng)的模型為碰撞檢測(cè)對(duì)象，根據(jù)碰撞檢測(cè)對(duì)象的幾何外形特點(diǎn)，將碰撞檢 測(cè)對(duì)象幾何外形拆分成典型部件的組合； (2) 根據(jù)每個(gè)典型部件的幾何外形特點(diǎn)，設(shè)計(jì)將該典型部件包含在內(nèi)的包圍盒，各典型 部件的包圍盒為規(guī)則立體幾何圖形或者規(guī)則立體幾何圖形的組合； (3) 實(shí)時(shí)跟蹤碰撞檢測(cè)對(duì)象在吹風(fēng)試驗(yàn)中連續(xù)改變的位移和姿態(tài)，并計(jì)算碰撞檢測(cè)對(duì) 象的下一個(gè)試驗(yàn)時(shí)刻的位移和姿態(tài)，根據(jù)計(jì)算得到的碰撞檢測(cè)對(duì)象在風(fēng)洞中的位移和姿 態(tài)，結(jié)合各典型部件的包圍盒的形狀和尺寸，換算得到各典型部件的包圍盒在風(fēng)洞中的位 移和姿態(tài)；逐個(gè)計(jì)算各典型部件的包圍盒與障礙物之間的距離，如所有典型部件的包圍盒 的距離大于閾值，則判斷碰撞檢測(cè)對(duì)象在下一個(gè)位移和姿態(tài)不會(huì)與風(fēng)洞洞壁和其他模型發(fā) 生碰撞；若任一典型部件的包圍盒的距離小于或等于閾值，則碰撞檢測(cè)對(duì)象在下一個(gè)位移 和姿態(tài)會(huì)與障礙物發(fā)生碰撞。2. 如權(quán)利要求1所述的用于風(fēng)洞試驗(yàn)的模型位姿連續(xù)改變碰撞檢測(cè)方法，其特征在 于， 各典型部件的包圍盒在風(fēng)洞中的邊界點(diǎn)包含以下6類(lèi)危險(xiǎn)點(diǎn)： X值最大點(diǎn)、X值最小點(diǎn)、y值最大點(diǎn)、y值最小點(diǎn)、z值最大點(diǎn)以及z值最小點(diǎn)； 判斷時(shí)，對(duì)于任一個(gè)典型部件的包圍盒，逐個(gè)計(jì)算各危險(xiǎn)點(diǎn)與障礙物之間的距離，當(dāng)所 有危險(xiǎn)點(diǎn)的距離均大于閾值，則判斷該典型部件的包圍盒的距離大于閾值，該典型部件的 包圍盒不會(huì)與障礙物發(fā)生碰撞，如任一個(gè)危險(xiǎn)點(diǎn)的距離小于或等于閾值，則判斷該典型部 件的包圍盒的距離小于或等于閾值，該典型部件的包圍盒會(huì)與障礙物發(fā)生碰撞。3. 如權(quán)利要求2所述的用于風(fēng)洞試驗(yàn)的模型位姿連續(xù)改變碰撞檢測(cè)方法，其特征在 于，所述障礙物為風(fēng)洞洞壁和/或載機(jī)模型。4. 如權(quán)利要求1至3中任一項(xiàng)所述的用于風(fēng)洞試驗(yàn)的模型位姿連續(xù)改變碰撞檢測(cè)方 法，其特征在于， 當(dāng)所述障礙物小于碰撞檢測(cè)模型時(shí)，則將所述障礙物的包圍盒設(shè)計(jì)成長(zhǎng)方形方盒； 各典型部件的包圍盒在風(fēng)洞中的位置通過(guò)該典型部件的包圍盒的中心軸線(xiàn)以及沿中 心軸線(xiàn)截面半徑R表示； 判斷時(shí)，對(duì)于任一個(gè)典型部件的包圍盒，以一定長(zhǎng)度步長(zhǎng)逐個(gè)掃描障礙物的包圍盒上 的點(diǎn)，計(jì)算掃描點(diǎn)到典型部件的包圍盒的中心軸線(xiàn)的距離H，并獲得垂線(xiàn)所在的典型部件的 包圍盒的截面半徑R，當(dāng)所有的掃描點(diǎn)都滿(mǎn)足H > R+ e，則判斷該典型部件的包圍盒的距離 大于閾值，該典型部件的包圍盒不會(huì)與障礙物發(fā)生碰撞，如任一個(gè)掃描點(diǎn)的距離小于或等 于閾值，則判斷該典型部件的包圍盒的距離小于或等于閾值，該典型部件的包圍盒會(huì)與障 礙物發(fā)生碰撞。5. 如權(quán)利要求4所述的用于風(fēng)洞試驗(yàn)的模型位姿連續(xù)改變碰撞檢測(cè)方法，其特征在 于，所述障礙物為載機(jī)模型的吊掛。6. 如權(quán)利要求4所述的用于風(fēng)洞試驗(yàn)的模型位姿連續(xù)改變碰撞檢測(cè)方法，其特征在 于，所述碰撞檢測(cè)對(duì)象為導(dǎo)彈模型。7. 如權(quán)利要求6所述的用于風(fēng)洞試驗(yàn)的模型位姿連續(xù)改變碰撞檢測(cè)方法，其特征在 于，該導(dǎo)彈模型具有三個(gè)典型部件，分別為彈頭段、彈身段和彈翼段，所述彈頭段的包圍盒 設(shè)計(jì)成圓錐體，所述彈身段的包圍盒設(shè)計(jì)成圓柱體，所述彈翼段設(shè)計(jì)成代表彈翼主體的圓 柱體和代表四個(gè)翼片的四個(gè)長(zhǎng)方體的組合。
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明公開(kāi)了一種用于風(fēng)洞試驗(yàn)的模型位姿連續(xù)改變碰撞檢測(cè)方法：包括：1、連續(xù)運(yùn)動(dòng)的模型為碰撞檢測(cè)對(duì)象，根據(jù)碰撞檢測(cè)對(duì)象的幾何外形特點(diǎn)，將其拆分成典型部件的組合；2、依據(jù)每個(gè)典型部件的幾何外形特點(diǎn)，設(shè)計(jì)可包含典型部件在內(nèi)的包圍盒；3、依據(jù)碰撞檢測(cè)對(duì)象在風(fēng)洞中的位移和姿態(tài)，通過(guò)計(jì)算機(jī)解算其下一步在風(fēng)洞中的位移和姿態(tài)，結(jié)合各包圍盒的幾何尺寸，對(duì)包圍盒是否會(huì)與風(fēng)洞洞壁和其他模型發(fā)生碰撞作出判斷；4、依據(jù)所有典型部件包圍盒的碰撞情況，對(duì)碰撞檢測(cè)對(duì)象是否會(huì)與風(fēng)洞洞壁和其他模型發(fā)生碰撞作出判斷。本發(fā)明實(shí)現(xiàn)了預(yù)期判斷模型是否會(huì)與風(fēng)洞洞壁或其他模型發(fā)生碰撞。
【IPC分類(lèi)】G01M9/06
【公開(kāi)號(hào)】CN104964807
【申請(qǐng)?zhí)枴緾N201510195055
【發(fā)明人】謝峰, 董金剛, 尼文斌, 魏忠武, 秦永明, 張江
【申請(qǐng)人】中國(guó)航天空氣動(dòng)力技術(shù)研究院
【公開(kāi)日】2015年10月7日
【申請(qǐng)日】2015年4月22日