專利名稱：一種iGPS測量系統(tǒng)和CATIA軟件數(shù)據(jù)通信的方法
技術(shù)領(lǐng)域：
本發(fā)明屬于信息技術(shù)領(lǐng)域，涉及一種iGPS測量系統(tǒng)和CATIA軟件數(shù)據(jù)通信的方法。
背景技術(shù)：
在飛機(jī)大部件裝配中，需要測量基準(zhǔn)點(diǎn)以調(diào)整裝配件的位置和姿態(tài)，而且需要滿足很高的精度。室內(nèi)測量定位系統(tǒng)iGPS是一種新型的三維數(shù)字化測量技術(shù)，具有量程空間大、整體測量、多任務(wù)、高效率的獨(dú)特優(yōu)點(diǎn)，很好地匹配了飛機(jī)數(shù)字化裝配對(duì)于三維測量技術(shù)的需求。在國外先進(jìn)的飛機(jī)制造技術(shù)中，iGPS測量技術(shù)已經(jīng)成為數(shù)字化裝配中最重要的技術(shù)手段之一，展現(xiàn)出廣闊而又富有魅力的應(yīng)用前景和價(jià)值。iGPS測量系統(tǒng)由激光發(fā)送器、接收器、接收中心和控制器組成。當(dāng)一臺(tái)iGPS系統(tǒng)安裝在已校準(zhǔn)的環(huán)境中時(shí)，它可以在一個(gè)新計(jì)量時(shí)段開始前輕易地啟動(dòng)。其接收器的探測針可以附在物件上也可以由使用者手握面向物件，一個(gè)單點(diǎn)檢測只需要幾秒鐘就可以完成。矢量桿跟探測針連接，將獲取的測量資料儲(chǔ)存在一個(gè)堅(jiān)固的手持控制器內(nèi)，或以無線的方式傳送給工作站。Metris公司的iGPS系統(tǒng)多供應(yīng)航天、造船、汽車業(yè)等領(lǐng)域使用,Metris iGPS讀取數(shù)據(jù)的軟件是 Surveyor, Surveyor 軟件提供了 SDK (Software Development Kit,軟件開發(fā)工具包)供使用者實(shí)現(xiàn)自己需要的功能，其SDK支持Visual C++語言的二次開發(fā)，可以按照用戶的需求實(shí)現(xiàn)不同的功能。我國航空企業(yè)大多數(shù)采用Dassault公司的CATIA軟件實(shí)現(xiàn)航空產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、建模、仿真等。CATIA軟件提供了二次開發(fā)接口，可以通過兩種方式與外部程序通信:進(jìn)程內(nèi)應(yīng)用程序(In-process Application)方式和進(jìn)程外應(yīng)用程序(Out-Process Application)方式。進(jìn)程內(nèi)應(yīng)用程序方式下，CATIA軟件與腳本運(yùn)行在同一進(jìn)程地址空間，比如宏方式(Macro)，這種方式比較簡單，在CATIA環(huán)境中就可完成。進(jìn)程外應(yīng)用程序方式下，CATIA與外部應(yīng)用程序在不同進(jìn)程地址空間運(yùn)行。在CATIA運(yùn)行的情況下，外部進(jìn)程可以通過接口駕馭CATIA，創(chuàng)建、修改CATIA環(huán)境和幾何形體的數(shù)據(jù)、尺寸等，同時(shí)支持對(duì)象連接與嵌入(Object Linking and Enbedding, OLE)?；?CAAV5 的 CATIA 的二次開發(fā)就是屬于后者，其功能也比較強(qiáng)大。在實(shí)際用途中，將iGPS系統(tǒng)和CATIA軟件結(jié)合使用中存在一些不足:(I) iGPS系統(tǒng)難以和三維模型結(jié)合現(xiàn)代航空企業(yè)的飛機(jī)產(chǎn)品模型基本上是在CATIA V5里實(shí)現(xiàn)建模和裝配的，在實(shí)際裝配過程中，需要觀測實(shí)際裝配件的變形，利用Surveyor讀取的測量數(shù)據(jù)難以和三維數(shù)據(jù)模型結(jié)合，雖然Suveyor可以將數(shù)據(jù)傳給SA (Spatial Analyzer)等支持三維模型的處理軟件，但基于CATIA的數(shù)模必須轉(zhuǎn)換為其允許的格式，如將CATIA零件的格式CATPart轉(zhuǎn)換為igs格式，這樣就增加了工作量，而且在數(shù)模轉(zhuǎn)換的時(shí)候可能會(huì)丟失一些信息，不利于三維模型和實(shí)際測量數(shù)據(jù)的結(jié)合。
(2) CATIA軟件與外界數(shù)據(jù)通信困難CATIA軟件是基于Windows核心API編寫的模塊化程序，其三維造型、仿真、數(shù)控加工等能力很強(qiáng)，CATIA軟件內(nèi)部不同模塊之間數(shù)據(jù)通信能力也很強(qiáng)，但外部程序和CATIA通信因?yàn)闆]有設(shè)置一個(gè)統(tǒng)一的接口，需要自行設(shè)計(jì)輸入接口或者手工導(dǎo)入，這就造成了 CATIA軟件與外界數(shù)據(jù)通信比較困難，如把iGPS的測量數(shù)據(jù)導(dǎo)入到CATIA中，或者提取CATIA軟件中三維模型的信息等。(3) iGPS系統(tǒng)和飛機(jī)裝配應(yīng)用中缺乏通用方法現(xiàn)階段，飛機(jī)大部件裝配過程中，往往沒有統(tǒng)一的軟件裝配平臺(tái)，沒有統(tǒng)一的數(shù)據(jù)傳輸方法，不同廠家的工作人員往往會(huì)從測量設(shè)備的數(shù)據(jù)讀取軟件里手動(dòng)輸入或者自動(dòng)提取，不僅效率低而且缺乏通用性和可移植性。
發(fā)明內(nèi)容
針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)中存在的問題，本發(fā)明提出一種iGPS測量系統(tǒng)和CATIA軟件數(shù)據(jù)通信的方法，本發(fā)明方法中提出了實(shí)時(shí)跟蹤和單點(diǎn)測量跟蹤的測量模式，將測量數(shù)據(jù)與三維實(shí)體模型結(jié)合，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將裝配現(xiàn)場的實(shí)況反應(yīng)在CATIA軟件里，最終以文檔的形式記錄裝配路線的曲線信息。本發(fā)明提出一種iGPS測量系統(tǒng)和CATIA軟件數(shù)據(jù)通信的方法，包括以下幾個(gè)步驟:第一步:加載product文件。利用CATIA 的函數(shù)庫 CAA(Component Application Architecture)編寫一個(gè)基于CATIA裝配環(huán)境的模塊,命名為VirtualAsseambly。進(jìn)入VirtualAsseambly模塊后，加載事先用CATIA裝配環(huán)境編輯的虛擬裝配件的product文件。第二步:在VirtualAssembly環(huán)境中建立虛擬全局坐標(biāo)系。利用iGPS測量基準(zhǔn)點(diǎn)來建立全局坐標(biāo)系，基準(zhǔn)點(diǎn)布置在裝配車間內(nèi)位置固定的地方。將建立的全局坐標(biāo)系相對(duì)于iGPS系統(tǒng)坐標(biāo)系的位置和轉(zhuǎn)角傳遞給VirtualAssembly模塊，在VirtualAssembly環(huán)境中建立對(duì)應(yīng)實(shí)際裝配現(xiàn)場的全局坐標(biāo)系的虛擬全局坐標(biāo)系，也就是裝配環(huán)境坐標(biāo)系，裝配環(huán)境坐標(biāo)系相對(duì)于iGPS系統(tǒng)坐標(biāo)系的位置和轉(zhuǎn)角等于全局坐標(biāo)系相對(duì)于iGPS系統(tǒng)坐標(biāo)系的位置和轉(zhuǎn)角。第三步:初始化不同裝配件的位姿。首先確定固定件，在固定件和裝配件上分別設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)，測量基準(zhǔn)點(diǎn)并獲取固定件在全局坐標(biāo)系中的位姿，位姿包括位置和角度，將獲取的位姿數(shù)據(jù)傳遞給VirtualAssembly模塊,更新虛擬裝配件的位姿。第四步:判斷是否是實(shí)時(shí)跟蹤，若為實(shí)時(shí)跟蹤，執(zhí)行第五步，否則執(zhí)行第十二步。第五步:獲取第三步中設(shè)置的基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)于接收器坐標(biāo)系的相對(duì)位置?？梢岳胕Probe單點(diǎn)測量，再經(jīng)過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換獲取基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)于接收器坐標(biāo)系的坐標(biāo)，也可以借助其他精度較高的測量設(shè)備，例如激光跟蹤儀和關(guān)節(jié)臂等測量設(shè)備，再將數(shù)據(jù)同一到全局坐標(biāo)系下，進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換即可獲得。第六步:向Surveyor發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流的請(qǐng)求命令。利用Surveyor提供的SDK開發(fā)一個(gè)介于Surveyor和CATIA之間的軟件MySurveyor, VirtualAssembly模塊發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流的請(qǐng)求命令給MySurveyor,MySurveyor根據(jù)請(qǐng)求數(shù)據(jù)內(nèi)容，向Surveyor請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。請(qǐng)求數(shù)據(jù)內(nèi)容包括請(qǐng)求接收器的名稱和請(qǐng)求數(shù)據(jù)的類型，請(qǐng)求數(shù)據(jù)的類型是指數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)或者是單點(diǎn)數(shù)據(jù)。第七步:建立數(shù)據(jù)流通道。MySurveyor在Surveyor和CATIA之間建立一個(gè)數(shù)據(jù)流通道,根據(jù)需要設(shè)置數(shù)據(jù)發(fā)送的頻率。第八步:接收數(shù)據(jù)流并獲取裝配件設(shè)計(jì)坐標(biāo)系在全局坐標(biāo)系中的位姿。根據(jù)第三步設(shè)置好的基準(zhǔn)點(diǎn)和iGPS接收器，Surveyor直接獲得的數(shù)據(jù)是接收器組成的接收器坐標(biāo)系的位置和轉(zhuǎn)角，根據(jù)第五步確定好的相對(duì)位置獲取基準(zhǔn)點(diǎn)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)，根據(jù)多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的位置信息和基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)于設(shè)計(jì)坐標(biāo)系的理論值，可以利用最小二乘法擬合得到裝配件設(shè)計(jì)坐標(biāo)系在全局坐標(biāo)系中的位姿。第九步:根據(jù)第八步的位姿更新CATIA軟件中虛擬裝配件的位姿。第十步:判斷是否裝配結(jié)束，若未結(jié)束返回第八步繼續(xù)執(zhí)行，若結(jié)束，轉(zhuǎn)第十一步執(zhí)行。第十一步:關(guān)閉數(shù)據(jù)通道記錄裝配路線，執(zhí)行第二十步。第十二步:判斷是否為單點(diǎn)測量，若是，執(zhí)行第十三步，若不是則轉(zhuǎn)第二十步執(zhí)行。第十三步:布置好iProbe。iProbe是Metris iGPS系統(tǒng)的手持式接收器，其探針的位置相對(duì)于接收器坐標(biāo)系的位置已知，因此在基準(zhǔn)點(diǎn)處布置好iProbe后，根據(jù)測得接收器坐標(biāo)系的位置和姿態(tài)就能夠獲得探針處基準(zhǔn)點(diǎn)的位置。第十四步:通過中間軟件MySurveyor向Surveyor請(qǐng)求單點(diǎn)數(shù)據(jù),獲取探針處基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)于全局坐標(biāo)系的坐標(biāo)。第十五步:判斷所有基準(zhǔn)點(diǎn)是否都測量完成，若是，執(zhí)行第十六步，若否，轉(zhuǎn)第十三步執(zhí)行。第十六步:獲取裝配件的設(shè)計(jì)坐標(biāo)系相對(duì)全局坐標(biāo)系中的位姿。第十七步:根據(jù)所獲取的位姿更新虛擬裝配件的位姿。第十八步:判斷是否裝配完成，若未完成則返回第十三步執(zhí)行，若完成則執(zhí)行第十九步。第十九步:發(fā)送終止數(shù)據(jù)測量命令，并記錄裝配路線。第二十步:退出VirtualAssembly 模塊。本發(fā)明的優(yōu)點(diǎn)和積極效果在于:(I)本發(fā)明方法避免了 iGPS系統(tǒng)難以和三維模型結(jié)合以及CATIA軟件與外界數(shù)據(jù)通信困難的問題，可將iGPS測量數(shù)據(jù)直接傳遞到CATIA V5環(huán)境里，實(shí)現(xiàn)實(shí)際裝配件和數(shù)據(jù)模型結(jié)合，可實(shí)時(shí)觀測裝配過程中裝配件的變形情況。(2)本發(fā)明方法利用CATIA的環(huán)境作為裝配的虛擬平臺(tái)，并能根據(jù)測量數(shù)據(jù)以及數(shù)據(jù)的在線處理控制，實(shí)現(xiàn)自動(dòng)化控制。(3)本發(fā)明方法擴(kuò)展了 CATIA的功能，同時(shí)為其他測量設(shè)備和CATIA軟件間的數(shù)據(jù)
通信提出一種參考模式，具有一定的參考價(jià)值。
圖1是本發(fā)明的iGPS測量系統(tǒng)和CATIA V5數(shù)據(jù)通信方法流程圖；圖2是中間軟件MySurveyor實(shí)現(xiàn)的原理圖；圖3是中間軟件MySurveyor實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流通信的流程圖。
具體實(shí)施例方式下面將結(jié)合附圖和實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的詳細(xì)說明。首先，說明一下本發(fā)明方法中涉及到的坐標(biāo)系:全局坐標(biāo)系:是指在實(shí)際裝配現(xiàn)場建立的坐標(biāo)系；裝配環(huán)境坐標(biāo)系:是指在VirtualAssembly環(huán)境中建立的對(duì)應(yīng)實(shí)際裝配現(xiàn)場的全局坐標(biāo)系的虛擬全局坐標(biāo)系；iGPS系統(tǒng)坐標(biāo)系:是指iGPS系統(tǒng)坐標(biāo)系；接收器坐標(biāo)系:是指由iGPS的接收器組成的接收器坐標(biāo)系；設(shè)計(jì)坐標(biāo)系:是指在VirtualAssembly模塊中設(shè)計(jì)待裝配件的坐標(biāo)系。本發(fā)明提出一種iGPS測量系統(tǒng)和CATIA軟件數(shù)據(jù)通信的方法，如圖1所示，包括以下幾個(gè)步驟:第一步:加載product文件。利用CAA編寫的VirtualAsseambly模塊是基于CATIA裝配環(huán)境的,其默認(rèn)的功能等同于CATIA裝配模塊，因此可以直接加載product文件。product文件中保存著事先用CATIA裝配環(huán)境編輯好約束關(guān)系的虛擬裝配件，在后期的裝配過程中將刪除這些約束關(guān)系。啟動(dòng) CATIA,進(jìn)入 VirtualAsseambly 模塊,加載 product 文件。由于 VirtualAsseambly 模塊是基于CATIA裝配環(huán)境，所以可以充分利用CATIA裝配環(huán)境的功能。第二步:在VirtualAssembly環(huán)境中建立全局坐標(biāo)系。利用iGPS測量基準(zhǔn)點(diǎn)來建立全局坐標(biāo)系，建立坐標(biāo)系的方法有多種，有基于三點(diǎn)式、四點(diǎn)式等方法，這些基準(zhǔn)點(diǎn)應(yīng)布置在裝配車間內(nèi)位置固定的地方。建立全局坐標(biāo)系后，將全局坐標(biāo)系相對(duì)于iGPS系統(tǒng)坐標(biāo)系的位置和轉(zhuǎn)角傳遞給VirtualAssembly模塊，在VirtualAssembly環(huán)境中建立對(duì)應(yīng)的裝配環(huán)境坐標(biāo)系，使虛擬全局坐標(biāo)系相對(duì)于iGPS系統(tǒng)坐標(biāo)系的位置和轉(zhuǎn)角，等于全局坐標(biāo)系相對(duì)于iGPS系統(tǒng)坐標(biāo)系的位置和轉(zhuǎn)角。第三步:初始化不同裝配件的位姿。第一步中加載的product文件是事先在CATIA裝配環(huán)境建立的虛擬裝配狀態(tài)，首先確定固定件，在固定件和裝配件上分別設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)，測量基準(zhǔn)點(diǎn)并獲得固定件在全局坐標(biāo)系中的位姿，將位姿數(shù)據(jù)傳遞給VirtualAssembly模塊,更新裝配件三維模型的位姿。第四步:判斷是否是實(shí)時(shí)跟蹤，若為實(shí)時(shí)跟蹤，則轉(zhuǎn)第五步執(zhí)行，否則轉(zhuǎn)第十二步執(zhí)行。第五步:獲取第三步中設(shè)置的基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)于接收器坐標(biāo)系的相對(duì)位置?？梢岳胕Probe單點(diǎn)測量，再經(jīng)過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換獲取，也可以借助其他精度較高的測量設(shè)備，例如激光跟蹤儀和關(guān)節(jié)臂等測量設(shè)備，再將數(shù)據(jù)同一到全局坐標(biāo)系下，進(jìn)行坐標(biāo)轉(zhuǎn)換即可獲得。第六步:向Surveyor發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流的請(qǐng)求命令。
Surveyor提供了供用戶二次開發(fā)SDK,利用SDK開發(fā)一個(gè)介于Surveyor和CATIA之間的軟件MySurveyor。VirtualAssembly模塊發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流請(qǐng)求給MySurveyor,MySurveyor根據(jù)請(qǐng)求數(shù)據(jù)內(nèi)容，向Surveyor請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)。請(qǐng)求數(shù)據(jù)內(nèi)容包括請(qǐng)求接收器的名稱和請(qǐng)求數(shù)據(jù)的類型，請(qǐng)求數(shù)據(jù)的類型是指數(shù)據(jù)流數(shù)據(jù)或者是單點(diǎn)數(shù)據(jù)。第七步:建立數(shù)據(jù)流通道。MySurveyor判斷出請(qǐng)求的數(shù)據(jù)類型是實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流,在Surveyor和CATIA之間建立一個(gè)數(shù)據(jù)流通道，并根據(jù)需要設(shè)置數(shù)據(jù)發(fā)送的頻率。第八步:接收數(shù)據(jù)并計(jì)算位姿。根據(jù)第三步中設(shè)置好的基準(zhǔn)點(diǎn)和iGPS的接收器，Surveyor直接獲得的數(shù)據(jù)是接收器組成的接收器坐標(biāo)系的位置和轉(zhuǎn)角，根據(jù)第五步獲取的相對(duì)位置可以獲取基準(zhǔn)點(diǎn)的實(shí)時(shí)坐標(biāo)，根據(jù)多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的位置信息和基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)于設(shè)計(jì)坐標(biāo)系的理論值，可以利用最小二乘法擬合算出裝配件設(shè)計(jì)坐標(biāo)系在全局坐標(biāo)系中的位姿。第九步:根據(jù)第八步獲取的位姿更新VirtualAssembly環(huán)境中虛擬裝配件的位姿。將VirtualAsseambly環(huán)境中的裝配件設(shè)計(jì)坐標(biāo)系相對(duì)于第二步建立的全局坐標(biāo)系的位置和角度設(shè)置為第九步獲取的位置和角度，這樣虛擬裝配件在VirtualAssembly環(huán)境中的位姿就能實(shí)時(shí)更新。VirtualAssembly模塊是繼承CATIA裝配環(huán)境所有功能的，在裝配過程中可以設(shè)定待裝配件的設(shè)計(jì)坐標(biāo)系相對(duì)于裝配環(huán)境坐標(biāo)系的位置和轉(zhuǎn)角，這樣就可以將待裝配件定位在虛擬裝配環(huán)境中。第十步:判斷是否裝配結(jié)束，若未結(jié)束返回第八步，若結(jié)束，轉(zhuǎn)第i^一步。
`
第十一步:關(guān)閉數(shù)據(jù)通道記錄裝配路線，轉(zhuǎn)第二十步。第十二步:判斷是否為單點(diǎn)測量，若是則轉(zhuǎn)第十三步，若不是則轉(zhuǎn)第二十步。第十三步:在基準(zhǔn)點(diǎn)處布置好iProbe。iProbe是Metris iGPS系統(tǒng)的手持式接收器，其探針的位置相對(duì)于接收器坐標(biāo)系的位置已知，因此測得接收器坐標(biāo)系的位置和姿態(tài)即可求得探針處基準(zhǔn)點(diǎn)的位置，但由于它是通過手持定位的，所以不可避免有所抖動(dòng)，測量的數(shù)據(jù)精度會(huì)受影響，所以測量之前一定要固定好iProbe的位置。第十四步:通過中間軟件MySurveyor向Surveyor請(qǐng)求單點(diǎn)數(shù)據(jù),獲取探針處基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)于全局坐標(biāo)系的坐標(biāo)。當(dāng)數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令到達(dá)MySurveyor軟件時(shí)，MySurveyor會(huì)為當(dāng)前請(qǐng)求數(shù)據(jù)的客戶端開辟一個(gè)單獨(dú)的線程來處理數(shù)據(jù)請(qǐng)求，單點(diǎn)請(qǐng)求數(shù)據(jù)時(shí)，每一個(gè)點(diǎn)的獲取都需要發(fā)送請(qǐng)求，由之前開辟的數(shù)據(jù)處理線程負(fù)責(zé)從Surveyor獲取數(shù)據(jù)并發(fā)送給客戶端。第十五步:判斷基準(zhǔn)點(diǎn)是否測量完成，若完成則轉(zhuǎn)第十六步，若沒完成則返回第
I ~- j_hi\ 二少ο第十六步:獲取裝配件的設(shè)計(jì)坐標(biāo)系在全局坐標(biāo)系中的位姿。單點(diǎn)測量跟蹤時(shí)，需要完成多個(gè)基準(zhǔn)點(diǎn)的測量后在確定裝配件的設(shè)計(jì)坐標(biāo)系在全局坐標(biāo)系中的位置和角度，不同于動(dòng)態(tài)數(shù)據(jù)流測量，可以實(shí)時(shí)獲取多個(gè)點(diǎn)的數(shù)據(jù)，然后通過基準(zhǔn)點(diǎn)的位置，和適當(dāng)?shù)乃惴ㄇ蟪鲅b配件設(shè)計(jì)坐標(biāo)系的位置和轉(zhuǎn)角。第十七步:更新product文件中虛擬裝配件的位姿。將VirtualAsseambly環(huán)境中的裝配件設(shè)計(jì)坐標(biāo)系相對(duì)于第二步建立的全局坐標(biāo)系的位置和角度設(shè)置為第十六步獲取的位置和角度，使得裝配件的位姿能實(shí)時(shí)更新。第十八步:判斷是否裝配完成，若未完成則返回第十三步，若完成則轉(zhuǎn)第十九步。第十九步:發(fā)送終止數(shù)據(jù)測量命令并記錄裝配路線。第二十步:退出VirtualAssembly 模塊。中間軟件MySurveyor的原理如圖2所示。Surveyor程序SDK提供了很多數(shù)據(jù)讀取的接口，包含在Surveyor程序內(nèi)部，中間程序MySurveyor主線程從Surveyor中讀取測量數(shù)據(jù)和消息通信，MySurveyor主線程同時(shí)創(chuàng)建一個(gè)等待數(shù)據(jù)請(qǐng)求的線程，當(dāng)?shù)却龜?shù)據(jù)請(qǐng)求的線程收到數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令時(shí)，為CATIA的客戶端創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)處理線程，由數(shù)據(jù)處理線程和CATIA客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)流通信。實(shí)現(xiàn)數(shù)據(jù)流通信主要分為以下幾步，如圖3所示:步驟I Jl^WtMySurveyor 軟件。初始化服務(wù)端程序主要是MySurveyor從Surveyor獲取一些iGPS的系統(tǒng)信息,包括發(fā)射器的個(gè)數(shù)，接收器的個(gè)數(shù)以及接收器的名稱信息，為讀取數(shù)據(jù)作準(zhǔn)備。步驟2:判斷Surveyor軟件是否打開,若沒有打開則提醒用戶打開Surveyor程序并返回步驟I，若打開則轉(zhuǎn)步驟3。
步驟3:讀取配置文檔。配置文檔中記錄有Surveyor軟件中讀取的數(shù)據(jù)單位和進(jìn)行單位轉(zhuǎn)換時(shí)用到的轉(zhuǎn)換系數(shù)，以及MySurveyor軟件需要的角度轉(zhuǎn)換系數(shù)等。Surveyor軟件中讀取的數(shù)據(jù)是以英寸為單位的，轉(zhuǎn)換成毫米單位需要乘以轉(zhuǎn)換系數(shù)，同時(shí)MySurveyor還需要角度轉(zhuǎn)換系數(shù)等參數(shù)，配置文檔主要記錄上述信息，這一步驟主要是讀取配置文檔里的這些參數(shù)，以用于數(shù)據(jù)處理。步驟4:判斷是否有數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令，若有執(zhí)行步驟5，若沒有則繼續(xù)等待。
步驟5:創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)處理線程來處理數(shù)據(jù)請(qǐng)求。步驟6:判斷數(shù)據(jù)處理是否結(jié)束，若未結(jié)束則返回步驟4執(zhí)行，若結(jié)束則執(zhí)行步驟7。步驟7:記錄日志文件并退出服務(wù)端。
權(quán)利要求
1.一種iGPS測量系統(tǒng)和CATIA軟件數(shù)據(jù)通信的方法，其特征在于，包括如下步驟: 第一步:利用CATIA的函數(shù)庫CAA編寫基于CATIA裝配環(huán)境的模塊VirtualAsseambly，進(jìn)入VirtualAsseambly模塊,加載用CATIA裝配環(huán)境編輯的虛擬裝配件的product文件；第二步:利用iGPS測量基準(zhǔn)點(diǎn)建立全局坐標(biāo)系，基準(zhǔn)點(diǎn)布置在裝配車間內(nèi)位置固定的地方，將建立的全局坐標(biāo)系相對(duì)于iGPS系統(tǒng)坐標(biāo)系的位置和轉(zhuǎn)角傳遞給VirtualAssembly模塊，在VirtualAssembly環(huán)境中建立對(duì)應(yīng)實(shí)際裝配現(xiàn)場的全局坐標(biāo)系的裝配環(huán)境坐標(biāo)系，裝配環(huán)境坐標(biāo)系相對(duì)于iGPS系統(tǒng)坐標(biāo)系的位置和轉(zhuǎn)角，等于全局坐標(biāo)系相對(duì)于iGPS系統(tǒng)坐標(biāo)系的位置和轉(zhuǎn)角； 第三步:確定固定件，在固定件和裝配件上分別設(shè)置基準(zhǔn)點(diǎn)，測量基準(zhǔn)點(diǎn)并獲取固定件在全局坐標(biāo)系中的位姿，將獲取的位姿數(shù)據(jù)傳遞給VirtualAssembly模塊，更新VirtualAssembly環(huán)境中虛擬裝配件的位姿； 第四步:判斷是否是實(shí)時(shí)跟蹤，若為實(shí)時(shí)跟蹤，則執(zhí)行第五步，否則執(zhí)行第十二步； 第五步:獲取第三步中設(shè)置的基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)于接收器坐標(biāo)系的相對(duì)位置； 第六步:利用Surveyor提供的軟件開發(fā)工具包SDK開發(fā)一個(gè)介于Surveyor和CATIA之間的軟件MySurveyor, VirtualAssembly模塊發(fā)送實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)流的請(qǐng)求命令給MySurveyor,MySurveyor根據(jù)請(qǐng)求數(shù)據(jù)內(nèi)容，向Surveyor請(qǐng)求對(duì)應(yīng)的數(shù)據(jù)； 第七步:MySurveyor在Surveyor和CATIA之間建立一個(gè)數(shù)據(jù)流通道,根據(jù)需要設(shè)置數(shù)據(jù)發(fā)送的頻率； 第八步:根據(jù)第三步設(shè)置好的基準(zhǔn)點(diǎn)和iGPS接收器，Surveyor直接獲得由接收器組成的接收器坐標(biāo)系的位置和轉(zhuǎn)角，根據(jù)第五步獲得的相對(duì)位置獲取基準(zhǔn)點(diǎn)的位置，根據(jù)基準(zhǔn)點(diǎn)的位置和基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)于設(shè)計(jì)坐標(biāo)系的理論值，利用最小二乘法擬合獲取裝配件設(shè)計(jì)坐標(biāo)系在全局坐標(biāo)系中的位 置和角度； 第九步:根據(jù)所獲取的位姿更新虛擬裝配件的位姿； 第十步:判斷是否裝配結(jié)束，若未結(jié)束，執(zhí)行第七步，若結(jié)束，執(zhí)行第十一步； 第十一步:關(guān)閉數(shù)據(jù)通道，記錄裝配路線，執(zhí)行第二十步； 第十二步:判斷是否為單點(diǎn)測量，若是，執(zhí)行第十三步，若不是，執(zhí)行第二十步； 第十三步:在基準(zhǔn)點(diǎn)處布置好Metris iGPS系統(tǒng)的手持式接收器iProbe，根據(jù)測得接收器坐標(biāo)系的位置和姿態(tài)獲得探針處基準(zhǔn)點(diǎn)的位置； 第十四步:通過中間軟件MySurveyor向Surveyor請(qǐng)求單點(diǎn)數(shù)據(jù),獲取探針處基準(zhǔn)點(diǎn)相對(duì)于全局坐標(biāo)系的坐標(biāo)； 第十五步:判斷所有基準(zhǔn)點(diǎn)是否都測量完成，若完成，執(zhí)行第十六步，否則，執(zhí)行第十三I K少； 第十六步:獲取裝配件的設(shè)計(jì)坐標(biāo)系相對(duì)全局坐標(biāo)系中的位置； 第十七步:根據(jù)所獲取的位姿更新虛擬裝配件的位姿； 第十八步:判斷是否裝配完成，若未完成轉(zhuǎn)第十三步執(zhí)行，否則執(zhí)行第十九步； 第十九步:發(fā)送終止數(shù)據(jù)測量命令，并記錄裝配路線； 第二十步:退出VirtualAssembly模塊。
2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種iGPS測量系統(tǒng)和CATIA軟件數(shù)據(jù)通信的方法，其特征在于，所述的軟件MySurveyor,其主線程從Surveyor中讀取測量數(shù)據(jù)和消息通信，同時(shí)主線程創(chuàng)建一個(gè)等待數(shù)據(jù)請(qǐng)求的線程，當(dāng)?shù)却龜?shù)據(jù)請(qǐng)求的線程收到數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令時(shí)，MySurveyor為CATIA的客戶端創(chuàng)建一個(gè)數(shù)據(jù)處理線程，由數(shù)據(jù)處理線程和CATIA客戶端進(jìn)行數(shù)據(jù)流通信，具體第七步中建立數(shù)據(jù)流通道，實(shí)現(xiàn)實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)通信的步驟如下: 步驟I Jl^MtMySurveyor軟件,MySurveyor從Surveyor獲取iGPS的系統(tǒng)信息,包括發(fā)射器的個(gè)數(shù)、接收器的個(gè)數(shù)以及接收器的名稱； 步驟2:判斷Surveyor軟件是否打開,若沒有打開提醒用戶打開Surveyor程序并返回步驟I，若打開執(zhí)行步驟3 ; 步驟3:讀取配置文檔,配置文檔中記錄有:Surveyor軟件中讀取的數(shù)據(jù)單位以及單位轉(zhuǎn)換時(shí)用到的轉(zhuǎn)換系數(shù)，MySurveyor軟件需要的角度轉(zhuǎn)換系數(shù)； 步驟4:判斷是否有數(shù)據(jù)請(qǐng)求命令，若有執(zhí)行步驟5，否則繼續(xù)等待； 步驟5:創(chuàng)建新的數(shù)據(jù)處理 線程來處理數(shù)據(jù)請(qǐng)求； 步驟6:判斷數(shù)據(jù)處理是否結(jié)束，若未結(jié)束則返回步驟4執(zhí)行，若結(jié)束則執(zhí)行步驟7 ； 步驟7:記錄日志文件并退出服務(wù)端。
全文摘要
本發(fā)明為一種iGPS測量系統(tǒng)和CATIA軟件數(shù)據(jù)通信的方法，用CAA編寫了基于CATIA裝配模塊的VirtualAsseambly模塊，利用VirtualAsseambly加載虛擬裝配件文件，開發(fā)了介于Surveyor和CATIA的中間軟件MySurveyor，中間軟件根據(jù)VirtualAssembly發(fā)送的請(qǐng)求數(shù)據(jù)內(nèi)容，提供實(shí)時(shí)跟蹤測量和單點(diǎn)測量，將測量數(shù)據(jù)與三維虛擬裝配件的模型結(jié)合，通過坐標(biāo)轉(zhuǎn)換將裝配現(xiàn)場的實(shí)況反應(yīng)在CATIA軟件里。本發(fā)明避免了iGPS系統(tǒng)難以和三維模型結(jié)合以及CATIA軟件與外界數(shù)據(jù)通信困難的問題，可實(shí)時(shí)觀測裝配過程中裝配件的移動(dòng)情況，對(duì)飛機(jī)自動(dòng)化裝配有一定參考價(jià)值。
文檔編號(hào)G06F17/50GK103116668SQ201310028808
公開日2013年5月22日 申請(qǐng)日期2013年1月25日 優(yōu)先權(quán)日2013年1月25日
發(fā)明者閆光榮, 朱明浩, 孫涪龍, 范慶香 申請(qǐng)人:北京航空航天大學(xué)