* Detection
Abstract. * detection is used for the model collision check. The paper introduce the * detection in PDMS, and also about how to set the piping component for the operation space * check.
Key Word. * Detection, Collision Detection
1. Introduction
碰撞检查是PDMS中一个用于模型检查的辅助功能。三维模型已经很直观，但是仅凭直观并不能保证模型完全没有干涉。通过碰撞检查，可以实现模型完全无碰撞，优化设计。
精确碰撞检查算法的实现较为复杂，简单的碰撞检查实现起来较为简单。即将待检查的模型的层次包围盒（BVH）生成，直接将包围盒进行碰撞检查。如果包围盒都没有碰撞，则模型就没有碰撞。如果包围盒之间存在碰撞，则需要再进一步分析了。精确的算法会根据模型的几何参数表示来计算，粗略的处理是将模型离散后的网格数据进行分析，两种处理方法各有利弊。如下图所示两个几何体的包围盒是碰撞了，但是实际上因为有个开孔是没有碰撞的。
Figure 1.1 * Detection demo
Open CASCADE也提供了碰撞检测的功能模块Collision Detection，不过不是开源免费的。没有用过，不知道性能如何。关于Collision Detection模块更多介绍，可参考：http://www.opencascade.com/content/collision-detection
本文对PDMS中的* Detection进行介绍，并说明如何定义管件Piping Component，使其能够进行操作空间的碰撞检查。
2. Obstruction Levels
PDMS的Design模块中的碰撞检查* Detection功能可以用来检查模型中指定部分的模型的干涉Interferences情况。碰撞检查的结果取决于以下两个因素：
v Obstruction Levels
v Touch and Clearance
2.1 Obstruction Level
PDMS所有设计数据库（Design Database)和部件库数据库（Catalogue Database）中的基本几何体都有个属性：Obstruction，其取值范围是0到2，意义如下：
v OBST 0 ：None，不占空间，即不参考碰撞检查；
v OBST 1 ：Soft，软占有，用来对操作空间等作碰撞检查；
v OBST 2 ：Hard，硬占有，表示碰撞检查；
Figure 2.1 Obstruction Levels in Design and Paragon module
2.2 Touch and Clearance
除了Obstruction Level以外，还有这些精度设置直接影响碰撞检查的结果，他们是Touch Gap, Overlap, Clearnace ，如下图所示：
Figure 2.2 Tolerances for the *er
当Overlap设值为5, Touch为2，Clearance为8时，碰撞检查时的意义如下图所示：
Figure 2.3 Physical *, Touches and Clearances
v 当两个几何体之间的重叠部分超过5mm时，就会报告一个物理的碰撞*；
v 当两个几何体之间的重叠部分小于5mm，就会报告一个接触Touch；
v 当两个几何体之间没有重叠，但是接触间隙小于2mm，也会报告一个接触；
v 当两个几何体之间没有重叠，但是间距大于2小于8mm，会报告一个Clearance；
v 当两个几何体之间间距大于8mm，即没有干涉发生。
3.Operating Space Check
对于一些管件如阀门或温度计之类，有个操作空间Operating Space。不满足这个操作空间，管件的安装或操作都有些不便之处。所以需要对管件的操作空间进行检测。管件的外形都是在部件库中使用多个基本几何体进行定义的。每个基本几何体都可以指定Obstruction Level，即None, Soft和Hard。假设一个阀门的操作空间如下图所示：
Figuer 3.1 Operating Space for a Valve
将部件定义中的几何体的Represent指定为Piping Reserved时，会自动设置此几何体的Obstruction Level为Soft(1)，即将此几何体做为操作空间进行碰撞检测。当将几何体指定为Piping Reserved时，在模型空间中并不会显示，但是在碰撞检查时会报告与其碰撞的模型。
如下图所示：
Figure 3.2 Operating Space *
虽然阀门和设备并没有接触，但是设备与阀门的操作空间碰撞了，依然做为一种碰撞进行报告。
4.Conclusion
PDMS设计模块中的碰撞检查是进行优化设计的一种辅助功能。通过使用碰撞检查，可以做到零干涉，使设计更合理。
通过指定Obstruction Level不仅可以用来检测直接的物理碰撞，还可以用来进行操作空间的检查。
通过在软件中使用碰撞检查功能，可以理解此功能的意义。对于想深究此功能实现算法的读者，可以更有的放矢。OPEN CASCADE中也提供了碰撞检查的功能模块Collision Detection，只不过要收费。由此可见，此功能有实际应用价值。
5. References
1. AVEVA. DEISGN Reference Manual Utilities.
2. OPEN CASCADE. Collision Detection. http://www.opencascade.com/content/collision-detection
PDF Version: * Detection