專利名稱：至少兩個相互運動的物體的可能相撞的確定方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明涉及一種至少兩個相互運動的物體的可能相撞的確定方法。
背景技術(shù)：
在用該方法中，要對至少兩個相互運動的物體的規(guī)定的相對運動進行模擬，在模擬時，至少一個物體配置一個包絡(luò)該物體的包跡，此外，在模擬時，代表這兩個物體的相對運動的軌跡應(yīng)按一個確定的步距步進；并且在模擬時，為了確定物體的可能碰撞，必須確定該軌跡在步進過程中這兩個(被模擬的)物體產(chǎn)生的重疊，且以該至少一個物體的對應(yīng)包跡的外輪廓為依據(jù)進行重疊探測。
這種方法用于對機床的機器部件，例如對回轉(zhuǎn)工作臺、艙壁、刀具、主軸頭等等進行碰撞監(jiān)控，以便提前發(fā)現(xiàn)可能的碰撞，并用機床控制系統(tǒng)避免碰撞。
為了在模擬單個機器部件的運動時能以足夠的速度進行所需的計算，被監(jiān)控的物體不論具有何等復雜的幾何結(jié)構(gòu)都用一個包絡(luò)該物體的相應(yīng)包跡來表示。這樣，在模擬時，不是用相對運動的物體的真實幾何形狀，而是用配屬于該物體的包跡的幾何形狀來進行碰撞監(jiān)控，這種包跡一般由諸如球體、長方六面體、圓柱體、棱柱體和棱錐體這類簡單幾何形狀的物體組成。所以為了提前發(fā)現(xiàn)碰撞，在進行對配屬有一簡單幾何形狀的包跡的被監(jiān)控物體的模擬時，在監(jiān)控過程中，不是確定該物體本身與另一物體或其包跡的重疊，而是確定配屬于該物體的包跡與另一物體或與配屬于另一物體的另一包跡的可能重疊。
代表要進行碰撞監(jiān)控的相互運動的物體的相對運動的軌跡描述這些物體例如在一個機床控制系統(tǒng)中存儲的確定的控制程序的流程中所處的可能的相對位置。在機床的情況中，這條軌跡的個個點分別相當于被監(jiān)控的物體相對于該機床的機床坐標軸的一個確定的位置，亦即既相當于沿個個機床坐標軸的直線運動的一個確定的位置，又相當于圍繞機床坐標軸的旋轉(zhuǎn)運動的一個確定的位置。所以這里所謂的軌跡是泛指待碰撞監(jiān)控的物體在一個確定的例如通過一個控制程序被預(yù)先給定的相對運動中所處的全部相對位置的組合。其中確定一種可能碰撞的相應(yīng)模擬在該機床控制系統(tǒng)中或在一個與該機床控制系統(tǒng)連接的計算單元中進行，所以該機床控制系統(tǒng)在必要時可通過停止這種相對運動或通過改變這種相對運動來阻止真實的、被監(jiān)控物體的碰撞。
在模擬時，下面的表述，即為了檢定兩個物體的重疊，即相互穿插是“以所述物體對應(yīng)的外輪廓為依據(jù)”，在檢定兩個被監(jiān)控的(模擬的)物體的重疊或相互穿插并不涉及到這兩個物體在其具體的真實的幾何形狀方面是否重疊，而是只涉及到一個相關(guān)物體對應(yīng)的包跡是否與另一物體對應(yīng)的包跡重疊，或者說，只涉及到這個物體對應(yīng)的包跡是否與另一個物體對應(yīng)的包跡重疊。所以在兩個被監(jiān)控的物體分別對應(yīng)一個包跡的情況中，要考慮這兩個包跡的相互穿插。如果兩個物體中只有一個物體配置一個包跡，則只考慮該包跡與另一物體的重疊。
上述那種監(jiān)控碰撞的方法例如可從EP 0 268 317 A2中分開。
這種方法存在的問題是，為了可靠地識別兩個相對運動的物體的可能的碰撞，代表被監(jiān)控物體的相對位置的軌跡必須用一個盡可能小的步距步進被通過，因為在用太大的步距時，恰好可能跳過軌跡的那些可能存在碰撞危險的軌跡點。這是與用盡可能少的計算時間進行碰撞監(jiān)控的要求是矛盾的。

發(fā)明內(nèi)容
所在本發(fā)明的課題是改進本文開頭所述類型的那種碰撞監(jiān)控的方法。
根據(jù)本發(fā)明，這個課題是通過提出一種具有權(quán)利要求1的特征的方法來解決的。
據(jù)此，在模擬時，被監(jiān)控物體的至少一個物體需配置一個內(nèi)包跡和一個外包跡，其中，該內(nèi)包跡包圍該相應(yīng)物體，而該外包跡則包圍該內(nèi)包跡并與之相隔一定的距離，其中為了檢定兩個相對運動的物體的重疊，首先以該至少一個物體的外包跡為依據(jù)，并在確定這個重疊后，在此基礎(chǔ)上，重新用一個較小的、第二步距通過代表兩個物體相對運動的軌跡的與重疊相關(guān)的區(qū)段，并在重新通過軌跡的這段時，為了檢測重疊，以該至少一個物體的內(nèi)包跡為依據(jù)。
本發(fā)明的解決方案是基于這樣的認識即在多數(shù)情況中，被監(jiān)控的、相對運動的物體相互間具有這樣的距離，以致用一個盡可能精確匹配被監(jiān)控物體的包跡和一個相應(yīng)小的步距來進行精確的碰撞監(jiān)控是完全不需要的。作為替代這里首先用一個較大的外包跡進行粗監(jiān)控，這種粗監(jiān)控表明一個相應(yīng)較大的步距是正確的。因為在用一個足夠大的包跡監(jiān)控碰撞時，更容易發(fā)生一個顯示碰撞危險的重疊，所以即使在用較大的步距時也能可靠地保證，不會忽略可能的碰撞。在任意的個別情況中，一方面外包跡的尺寸相對于被監(jiān)控物體的尺寸和另一方面被配屬的步距之間的合適的比例都是借助被監(jiān)控物體的性能以及借助所用的包絡(luò)體的幾何形狀來確定的。
較大步距的相繼的步和較小步距的相繼的步都是如此地選擇的，即這些步相互鄰接。大步距的步覆蓋整個軌跡，兩個被監(jiān)控的物體優(yōu)先(但不是必須)沿著該軌跡進行相對運動，并且不產(chǎn)生個個相繼的步的重疊。這同樣適用于涉及該軌跡的一個相關(guān)區(qū)段的小步距的第二步進。其中，個個步總是審慎的和有限的。
從表面上看，用較大的、配屬于個個物體的包絡(luò)體進行碰撞監(jiān)控存在明顯的缺點即如果被配屬的物體本身事實上根本沒有重疊時，往往也將可觀察到相對于所用的包絡(luò)體的重疊。但在本發(fā)明提出的方法中，這個想象的缺點是可以這樣避免的，即在識別出涉及較大的外包絡(luò)體的重疊時，還不是必然存在碰撞的依據(jù)，而只是需要再一次檢查碰撞的存在，也就是說讓涉及的一個相應(yīng)較小的、配屬于被監(jiān)控物體的包絡(luò)體在使用一個相應(yīng)較小的、細的步距的情況下通過該軌跡的這樣一個區(qū)段，在該區(qū)段上，先前由于一次—涉及較大的外包跡的—重疊而曾表明存在碰撞的危險。
在下面詳細說明本發(fā)明方法時涉及兩個相對運動的物體的碰撞。但本發(fā)明的方法當然也可用于屬時可監(jiān)控兩個以上的相互運動的物體的場合，其中，如果對兩個被監(jiān)控的物體或其配屬于這兩個物的包跡進行的模擬顯示出重疊，則總是可假設(shè)有碰撞。就這點而言，在進行兩個以上的相對運動的物體的碰撞監(jiān)控時也總是存在確定至少兩個被監(jiān)控物體的碰撞問題。
內(nèi)包跡離被配屬的物體的外輪廓的全部點優(yōu)先有一個有限的最小距離；外包跡離被配屬的內(nèi)包跡的全部點也優(yōu)先有一個有限的最小距離，這樣相應(yīng)的外包跡比相應(yīng)的內(nèi)包跡離被分配的物體具有一個較大的最小距離。但原則上不排除的是，內(nèi)包跡接觸被監(jiān)控物體的個別點并且外包跡接觸被配屬的內(nèi)包跡的個別點。
應(yīng)用其確定被監(jiān)控物體相對于當時的物體的外包跡的可能碰撞的粗的第一步距分別根據(jù)依賴于該外包跡離被分配的物體的外輪廓的最小距離被確定。外包跡與其被包絡(luò)的待監(jiān)控的物體之間的距離越大，則第一步距就可被選擇得越大，而不存在忽略可能碰撞的危險。
按相應(yīng)的方式，用于重新通過軌跡的被視為有碰撞危險的區(qū)段的，較小的第二步距也內(nèi)包跡離被分配的、待監(jiān)控的物體的最小距離有關(guān)。
此外，所選用的步距也可由軌跡的走向，即被監(jiān)控物體的相對運動的類型來確定，以及還與個個包絡(luò)體的絕對尺寸有關(guān)。所以對相關(guān)步距的確定例如有意義的是，被監(jiān)控的運動是直線運動還是旋轉(zhuǎn)運動，因為在描繪這種運動的軌跡的半徑有關(guān)的旋轉(zhuǎn)運動中，在同樣的角度變化的情況下可能產(chǎn)生差異很大的走過的路段。
兩個相對運動的物體的被監(jiān)控的相對運動經(jīng)常是直線性運動和旋轉(zhuǎn)運動的組合。
特別是對具有多個參與碰撞監(jiān)控的物體的機床中，通過碰撞監(jiān)控不涉及到那些由于機床的設(shè)計事先就排除了相對運動的物體的相對運動的碰撞而可明顯減少計算工作量。例如一個旋轉(zhuǎn)支承的機床工作臺(回轉(zhuǎn)工作臺)不可能與一個沿一圓形軌道圍繞著該回轉(zhuǎn)工作臺的固定外艙碰撞，因為在回轉(zhuǎn)工作臺的純粹旋轉(zhuǎn)運動的情況下，回轉(zhuǎn)工作臺和外艙之間的距離是保持不變的。這時如果對這兩個物體進行碰撞監(jiān)控，則會花費不必要的計算時間。
此外，不必總是都用一個包這把整個相關(guān)聯(lián)的物體或機床的機器部件包絡(luò)起來，只要只有一個物體或一個機器部件的一部分區(qū)域與另一物體或機器部件通?？赡芟嘧?，可把一個完整物體或機器部件的這部分區(qū)域視為被監(jiān)控的物體用一個包跡包絡(luò)。所以，所謂被監(jiān)控的物體或機器部件總是指例如一臺機床的那個真正納入碰撞監(jiān)控的部件或分部件，且該部分被分配一個相應(yīng)的包跡，以便于模擬。
本發(fā)明方法的其他細節(jié)和優(yōu)點在結(jié)合附圖對實施例的下列說明中變得清晰。


圖1兩個為了碰撞監(jiān)控分別配屬有一個內(nèi)包跡和一個外包跡的相對運動的物體；圖2圖1的兩個物體沿一條涉及該外包跡的軌跡進行相對運動時的碰撞監(jiān)控；圖3圖1所示的兩個物體在圖2所示的軌跡的一個分段內(nèi)涉及相應(yīng)的內(nèi)包跡運動時的精細的碰撞監(jiān)控；圖4用圖示法說明一個相關(guān)物體只配置一個包跡進行監(jiān)控時所出現(xiàn)的缺點；圖5用圖示法說明在通過一個相關(guān)的軌跡時的一個合適步距的一種確定方法。
具體實施例方式
在圖1中以兩個物體K1，K2的形式示出了兩個相對運動的物體，這兩個物體例如可以是一臺機床的機器部件，它們在機床操作工序的范圍內(nèi)應(yīng)沿一條由機床控制系統(tǒng)預(yù)先給定的軌跡B被相互運動。
為了確定兩個物體K1、K2在沿軌跡B進行由機床控制系統(tǒng)預(yù)先給定的相對運動的過程中是否相撞，在實際實施相應(yīng)的機床操作之前，這兩個物體K1、K2的相對運動通過機床控制系統(tǒng)或通過一個與該機床控制系統(tǒng)連接的計算單元被模擬。就是說，在本實施例中，先檢查這兩個物體K1，K2在沿軌跡B運動的過程中是否產(chǎn)生接觸。在這種情況中，不允許進行相應(yīng)的機床操作。
為了用模擬進行這種碰撞監(jiān)控，兩個被監(jiān)控物體K1、K2的任一個都配置一個內(nèi)包跡I1，I2以及一個外包跡A1，A2。這有利于碰撞監(jiān)控的簡化，因為由于被監(jiān)控的機器部件大都具有復雜的幾何結(jié)構(gòu)，若用其真實的幾何形狀進行碰撞監(jiān)控，勢必導致太大的計算花費。
所以，為了進行碰撞監(jiān)控，選擇了比較簡單的幾何(包絡(luò))體，例如球體、長方六面體、圓柱體、棱柱體或棱錐體，為了進行對一定的機器部件的模擬，這些幾何體又可相互組合。有關(guān)有碰撞危險的機器部件的合適模擬的選擇細節(jié)以及被模擬的機器部件的可能重疊的適宜計算方法例如可參閱G.Pritschow和M.Kremer在《WtWerkstattechnik online》92卷、218～222頁(2002年)上發(fā)表的文章以及該文引用的文獻。
下面借助圖2和3說明的碰撞識別方法的特點在于，按圖1被監(jiān)控物體K1、K2的任一個物體不是象先有技術(shù)通常那樣只配置一個單一的模擬該物體的包跡，而是分別配置一個內(nèi)包跡I1或I2以及一個外包跡A1或A2。其中，該內(nèi)包跡I1或I2包絡(luò)被分配的物體K1或K2并與各被分配的物體K1或K2的外輪廓有一個最小距離m1或m2。外包跡A1或A2包絡(luò)被分配的物體K1或K2的內(nèi)包跡I1或I2并離該內(nèi)包跡有一限定的最小距離a1或a2。如果相應(yīng)的內(nèi)包跡和被配屬的外包跡選擇地通過同心圓被形成，則其間的距離對相應(yīng)包跡的全部點都是恒定不變的。
在所示的實施例中，被監(jiān)控的物體K1、K2分別作為二維形體和所屬的包跡I1、A1和I2、A2分別作為正方形示出。其中，內(nèi)正方形I1、I2分別以一個確定的最小距離m1或m2直接包絡(luò)物體K1、K2之一，而外正方形A1、A2則分別以一個確定的最小距離a1或a2包絡(luò)一個被配屬的內(nèi)正方形I1、I2。
在延伸成三維的情況時，則正方形分別用立方體或長方六面體代替。但如前所述，也可用別的包絡(luò)體例如球體、圓柱體、棱柱體或棱錐體以及這類簡單幾何體的組合來模擬以具體的機器部件的形式出現(xiàn)的被監(jiān)控物體K1、K2。
代表待碰撞監(jiān)控的物體K1、K2的相對位置的軌跡B在主要是一條直線。但下面所述的碰撞監(jiān)控方法也可按相同方式用于兩個物體的旋轉(zhuǎn)相對運動以及普遍用于，后者通過曲線軌跡被描述的和例如由直線運動和旋轉(zhuǎn)運動組合而成的相對運動。
在進行碰撞檢驗時，按圖2，軌跡B首先用一較大的步距Sg被通過，并借助待碰撞試驗的物體的外包跡A1和A2的重疊或相互穿插來檢驗這兩個相互運動的物體之間的可能發(fā)生的碰撞。如果在這些步中的一步中發(fā)現(xiàn)在外包跡A1、A2之間產(chǎn)生這樣的重疊L，則說明在其中實施該步的軌跡B的一個區(qū)段內(nèi)這兩個被監(jiān)控的物體存在著碰撞的危險。但還不能從中得出，在軌跡B的該相應(yīng)區(qū)段內(nèi)真正會發(fā)生這種碰撞；因為出現(xiàn)的重疊L也可能只是由于被監(jiān)控物體的外包跡A1、A2的特殊尺寸所致。
所以如圖3所示，其中由于外包這A1、A2的重疊而存在碰撞危險的軌跡B的那個區(qū)段T重新用一個較小的步距Sk被通過，這時，碰撞的危險借助配屬于這兩個被檢物體的較小的內(nèi)包跡I1、I2的重疊被檢查。如果出現(xiàn)一次重疊L’，則說明這兩個被監(jiān)控的物體在通過軌跡B運動時確實存在相撞的危險，并且如果相對運動的物體是兩個其相對運動由機床控制系統(tǒng)被確定的兩個機器部件，則必須例如通過該機床控制系統(tǒng)的重新編程來進行該軌跡的相應(yīng)校正。
具體地說，其重新用一個較小的步距Sk被通過的一個相關(guān)區(qū)段T的確定優(yōu)先按這樣的方式進行，即該確定分別包括較大步驟Sg的全部相繼的、其在第一次通過軌跡B時在外包跡A1、A2之間曾被配屬一個重疊L的步，也就是說，區(qū)段T總是在其中在外包跡A1、A2之間確定了一個重疊L的較大步距Sg的第一步的始點開始，并包括較大步距Sg的所有緊接著的步在其中在外包跡A1、A2之間一個重疊同樣被確定的，—直到較大步驟Sg的隨后的、在該處沒有發(fā)現(xiàn)這兩個物體K1、K2之間的重疊L的第一步的終點為止。其中較大步距Sg的相繼的步(也象較小步距Sk的相繼的步那樣)是如此選擇成直接相鄰的，即它們相互緊隨。所以較大步距Sg的步覆蓋整個兩個被監(jiān)控的物體K1、K2優(yōu)先(但不是必須)沿其被相對運動的軌跡，而有利地不出現(xiàn)個步的重疊。這也適用于涉及軌跡B的區(qū)段T的較小的步距Sk。
在極端情況中，即只在較大步距Sg的一個單步過程中在第一次通過軌跡B時就發(fā)現(xiàn)外包跡A1、A2之間的重疊L，軌跡B的相應(yīng)區(qū)段T正好在較大步距Sg的那個步的兩個端點之間伸展。如果在較大步距Sg的多個相繼步進中，在外包跡A1、A2之間檢出重疊L，則軌跡B的區(qū)段T在其中曾被確定有重疊L的第一步的始點和較大步距Sg的最后的步的至其有重疊L持續(xù)被確定的終點之間伸展。
當然，在通過代表兩個被監(jiān)控物體K1、K2的相對運動的軌跡B時可能確定多個區(qū)段T，用較大的第一步距Sg沿這些區(qū)段步進時，分別在外包跡A1、A2之間確定一持續(xù)的重疊L。然后用較小的步距Sk重新通過這些單個的區(qū)段T中的每一個區(qū)段T進行更精確地檢測。
通過以用大步距和相應(yīng)大外包絡(luò)體的第一次粗監(jiān)控以及對軌跡的特別是在第一次粗監(jiān)控時被確定為可能產(chǎn)生碰撞的區(qū)段的第二次精監(jiān)控表現(xiàn)形式的上述碰撞監(jiān)控，用較少的計算花費就可達到可靠地測出確實可能存在的碰撞；但同時防止了單是基于用大步距Sg通過相關(guān)軌跡B的較大外包跡的重疊就認為有碰撞并由此停止進行的機床操作。
根據(jù)機床在運動時被檢測的機器零件預(yù)料的相對運動的范圍，粗略的碰撞監(jiān)控完全可在規(guī)定的機床操作開始之前進行，或在實施機床操作的過程中動態(tài)進行—但總是在相應(yīng)機床操作之前留有這樣一個時間間隔，使參與物體的外包跡A1、A2之間出現(xiàn)重疊L后還有足夠的時間在涉及參與物體的內(nèi)包跡I1、I2的情況下進行精細的碰撞檢驗，并根據(jù)這個精細的碰撞檢驗結(jié)果及時停止會導致碰撞的機床操作。
內(nèi)包跡I1、I2離被配屬的物體K1、K2的最大距離越小，亦即內(nèi)包跡I1、I2模擬被配屬的被監(jiān)控物體K1、K2越精確則由于錯誤確定的、迫近的碰撞而停機的風險越小。當然，在更精確模擬的情況下，勢必增加碰撞監(jiān)控所需的計算費用，這時必須考慮到內(nèi)包跡I1、I2離被配屬的被監(jiān)控物體的最小距離越小，小步距Sk就必須選擇得越小。在其中內(nèi)包跡很精確模擬被配屬的物體的極端情況中，模型和對應(yīng)的被監(jiān)控物體實際上是重合的，這時精細的碰撞監(jiān)控必須用無限小的步距連續(xù)進行。
圖4清楚地表明，在同時使用較小的內(nèi)包跡I1、I2作為參照物體來確定重疊的情況下，用較大步距Sg沿著描述兩個要進行碰撞監(jiān)控的物體的相對運動的軌跡B移動，可能會導致對圖2和3所揭示的可能碰撞的忽視。
所以，重要的是，在用大步距Sg沿軌跡B移動時也相應(yīng)地用大包絡(luò)體A1、A2作為被監(jiān)控物體的模型，并在涉及到用于確定重疊的較小的內(nèi)包跡I1、I2的情況下在對軌跡B進行精細的探測時也用一個相應(yīng)小的步距Sk。
根據(jù)圖5，在沿軌跡B的第一次移動時以及在稍后沿軌跡B的區(qū)段T移動時，可用一個合適的步距進行檢測。
圖5從一種“最壞的情況”出發(fā)，即從為了確定被監(jiān)控物體K1、K2的碰撞或被配屬的包跡H1、H2的重疊，其中需要特別細的步距的碰撞情況出發(fā)。下面的考慮原則上既適用于對第一個大步距Sg的確定，又適用于對第二較小步距Sk的確定。所以，在圖5中用H1和H2表示的包跡可選擇地用于圖1至3所示方法的外包跡A1、A2或內(nèi)包跡I1、I2。
在圖5所示的情況中，假定兩個被監(jiān)控的、具有一個任意小的厚度d1或d2，即在極端情況中，d1趨于零和d2趨于零的物體K1、K2出發(fā)。其中，兩個物體K1、K2沿其相對運動的軌跡B垂直于這兩個物體K1、K2的長度延伸，亦即平行于軌跡B的這兩個物體K1、K2的尺寸d1、d2是極小的或趨于零。
此外，從圖5可看出，在第一物體K1在該處觀察到的步進沿軌跡B用步距S(該步距可代表較小步距Sk或較大步距Sg)的情況下，第二物體K2正好位于步距S的所述步進的始點和終點之間的中心。
其中，相應(yīng)的包跡H1、H2分別以一個最小距離ma1或ma2包絡(luò)對應(yīng)的物體K1或K2。對于相應(yīng)的包跡H1、H2分別代表一個內(nèi)包跡I1或I2的情況，這個最小距離ma1、ma2分別相當于圖1至3的相應(yīng)內(nèi)包跡I1或I2與對應(yīng)物體K1、K2之間的最小距離m1或m2。而對圖5中的相應(yīng)包跡H1、H2是圖1至3中的實施例的外包跡A1和A2的情況，則該最小距離ma1、ma2相當于相應(yīng)物體K1、K2與外包跡A1和A2之間的最小距離。
如圖5清楚示出的那樣，當?shù)谝晃矬wK1相對于第二物體K2沿著軌跡B運動時，第一物體K1與第二物體K2相撞。如果用—定的步距S的審慎的有限的步沿軌跡B移動，則這種相撞必須被探測，這時這兩個物體K1、K2之間的碰撞應(yīng)借助被配導的包跡H1、H2的重疊被確定。
圖5表示，當步距S—在極端情況中，d1趨于零和d2趨于零—最大等于兩個最小距離ma1和ma2的二倍之和即S≤2*ma1+2*ma2時，在步距S的所述的步進的過程中，在兩個包跡H1、H2之間產(chǎn)生至少一最小的(無窮小的)重疊L(即接觸)。
在兩個物體K1、K2朝軌跡B方向的有限伸展的(真實)情況中，即d1＞0和d2＞0的情況下，步距S尚可選擇得大d1+d2之和。但如果忽略兩個物體K1、K2朝軌跡B方向的伸展，則可用S＜2*ma1+2*ma2定律對步距S作出規(guī)定，用該規(guī)定，兩個物體K1、K2之間的碰撞通過相應(yīng)的包跡H1，H2的重疊L可靠地被識別。
但在使用這個定律時，應(yīng)考慮到在彎曲軌跡和有限伸展的物體的情況下，例如在由圓形軌道描述的相對運動時，相關(guān)物體的個個點根據(jù)離相應(yīng)的曲線運動(例如圓周運動)的中心距離在一個相應(yīng)確定的步進時用一個不同的步距被運動。所以例如在沿一個圓形軌道運動時，一個物體離描述相應(yīng)軌道的圓的中心(中點)最遠的那些點的局部步距最大，也就是說在曲線軌跡B例如為圓形軌道時，一般應(yīng)局部分析地(局部地)注意一個物體K的個個點的步距。
在各個具體情況中，最佳步距通常是通過數(shù)學評估，例如上述類型的組合用經(jīng)驗值被確定，尤其是在被監(jiān)控的物體的幾何形狀以及兩個物體沿其相互運動的軌跡的幾何形狀復雜的情況下。
權(quán)利要求
1.用于通過對物體的預(yù)定的相對運動的模擬確定至少兩個相對運動的物體的可能相撞的方法，其中·至少一個物體配置一個包絡(luò)該物體的包跡；·用一個確定的第一步距的步進通過代表物體的相對運動的軌跡；·為了確定物體的可能相撞，探測物體發(fā)生的重疊，在所說至少一個物體中以其配置的包跡為依據(jù)進行重疊探測；其特征為a)所述至少一個物體(K1、K2)配有一個內(nèi)包跡和一個外包跡(I1、A1；I2，A2)，其中內(nèi)包跡(I1、I2)包絡(luò)所述一個物體(K1、K2)，而外包跡(A1、A2)則包絡(luò)內(nèi)包跡(I1、I2)；b)以所述一個物體(K1、K2)的包跡(A1、A2)為依據(jù)進行物體(K1、K2)的重疊(L)的探測；c)在探測軌跡(B)的一段(T)內(nèi)的重疊(L)時，軌跡(B)的這段(T)重新以一個較小的第二步距(Sk)被通過；d)在重新通過軌跡(B)的這段(T)時，以物體(K1、K2)至少一個的內(nèi)包跡(I1、I2)為依據(jù)進行重疊(L’)的探測。
2.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，其中的另一個物體(K2、K1)與配置有一個包跡(I1、A1；I2、A2)，以該包跡為依據(jù)進行物體(K1、K2)的重疊(L，L’)探測。
3.按權(quán)利要求2所述的方法，其特征為，所述另一個物體(K1、K2)也配屬有一個內(nèi)包跡(I1、I2)和一個外包跡(A1、A2)，其中，在用第一步距(Sg)通過軌跡(B)時以該外包跡(A1、A2)為依據(jù)來確定重疊(L)，并在用較小的第二步距(Sk)重新通過軌跡(B)的一段(T)時以該內(nèi)包跡(I1、I2)為依據(jù)來確定重疊(L’)。
4.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，所述的內(nèi)包跡(I1、I2)離被配屬的物體(K1、K2)的外輪廓的全部點有距離。
5.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，所述的外包跡(A1、A2)離被配屬的物體(K1、K2)的內(nèi)包跡(I1、I2)的全部點有距離。
6.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，第一步距(Sg)根據(jù)所述的外包跡(A1、A2)離對應(yīng)的物體(K1，K2)的最小距離來確定。
7.按以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征為，較小的第二步距(Sk)根據(jù)所述的內(nèi)包跡(I1、I2)離對應(yīng)的物體(K1、K2)的最小距離來確定。
8.按權(quán)利要求6和7的方法，其特征為，相關(guān)的步距(Sg，Sk)小于所述一個物體(K1)離對應(yīng)的外或內(nèi)包跡(A1，I1)的最小距離的兩倍，也小于另一個物體(K2)離對應(yīng)的外或內(nèi)包跡(A2，I2)的最小距離的兩倍。
9.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，相關(guān)的步距(Sg，Sk)根據(jù)代表相對運動的軌跡(B)的徑跡來確定。
10.按以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征為，所述的軌跡(B)由物體(K1，K2)的直線的和/或旋轉(zhuǎn)的相對運動構(gòu)成。
11.按以上權(quán)利要求中任一項所述的方法，其特征為，所述物體(K1，K2)由至少兩個相對運動的機器部件的每一個分別構(gòu)成或布置在至少兩個相對運動的機器部件的各一個上，并且所述的機器部件為一臺機床的組成部分。
12.按權(quán)利要求11所述的方法，其特征為，只檢驗在機器按規(guī)定運行時在物理上有可能相撞的那些物體(K1、K2)的碰撞。
13.按權(quán)利要求1所述的方法，其特征為，根據(jù)模擬借助機床控制系統(tǒng)而確定相互運動的物體的可能相撞。
14.按權(quán)利要求13所述的方法，其特征為，設(shè)計和配置該機床控制系統(tǒng)，根據(jù)模擬的結(jié)果影響至少兩個物體的真實運動。
15.按權(quán)利要求13所述的方法，其特征為，在對代表相對運動的軌跡(B)進行了碰撞檢驗后，該機床控制系統(tǒng)才釋放真實物體的相對運動。
全文摘要
一種通過對兩個物體的預(yù)定相對運動的模擬來確定至少兩個相互運動的物體的可能相撞的方法。根據(jù)本發(fā)明，至少一個物體(K1、K2)配置一個內(nèi)包跡和一個外包跡(I1，A1；I2，A2)，其中內(nèi)包跡(I1、I2)包絡(luò)該物體(K1、K2)，而外包跡(A1、A2)則包絡(luò)內(nèi)包跡(I1、I2)；以所述的至少一個物體(K1、K2)的外包跡(A1、A2)為依據(jù)進行兩個物體(K1、K2)的重疊的探測，并在探測到軌跡(B)的一段(T)內(nèi)存在重疊(L)時，用一個較小的第二步距(Sk)重新通過軌跡(B)的這段(T)，在重新通過軌跡(B)的這段(T)時，以至少一個物體(K1、K2)的內(nèi)包跡(I1、I2)為依據(jù)進行重疊(L’)的探測。
文檔編號G06Q50/00GK1794122SQ200510129699
公開日2006年6月28日 申請日期2005年12月20日 優(yōu)先權(quán)日2004年12月20日
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