基于嵌入式平台与增强现实技术的设备维修辅助系统设计

发布时间：2020-08-06 13:04

【摘要】：增强现实技术AR(Augmented Reality)是一种运用计算机数字图像处理功能把现实场景信息和虚拟世界信息实时的整合在用户眼前的应用技术。论文以提高设备维护管理工作水平为目标,通过对基于嵌入式平台的增强现实技术的研究,为工程技术人员设计开发出一款可准确提供实时信息辅助完成维修作业的设备维修辅助系统。论文以嵌入式平台为基础,利用增强现实技术,把设备维修辅助系统作为研究对象,对其设计实现及其控制算法进行了分析,深入的研究了系统应用框架的构建,提出了将基于嵌入式平台的增强现实技术应用于设备维护、维修的研究思路,从在设备维护管理中的应用出发,对AR技术的实现进行了相应的论证和研究。文章重点研究了实现增强现实的算法流程;并根据理论分析建立了系统框图。依据对系统原理、功能、需求及性能等各项指标的分析,设计了系统的硬件平台建设方案,并完成了系统的主程序设计,研究了系统软件的逻辑结构并完成了系统运行环境的搭建。在系统设计实现完成后,对系统的运行效果进行了测试与分析,系统的运行效果良好,完全符合设计的预期目标,可以适用于各类设备的辅助维修。本系统主要应用于复杂机械设备组装或维修,可将虚拟模型与提示文本直接与人类真实视野结合,把设备运营维护过程中的大量数据信息变得更加可视和直观,并实时对维修工作进行现场指导。对施工现场的维修人员而言,利用增强现实技术叠加的3D图形进行注释、注解、或演示,远比说明书生动且更易于理解。因此该系统的应用大大降低了工程技术人员维修作业的难度,对于提高工作效率及工程质量,缩短装备维护周期,降低企业成本具有非常重要的意义。
【学位授予单位】：西安科技大学
【学位级别】：硕士
【学位授予年份】：2018
【分类号】：TP391.9;TB47
【图文】：

（Augmented Reality）。它是 VR 技术的一个分支，它借助计算机数字图像处理技术计算机视觉技术，在用户所能感知到的客观世界中通过显示设备实时准确的将虚拟世的环境、视频、3D 模型、文本或图片等虚拟的信息加以叠加。实现了对客观世界的信增强，提升人类对客观世界感知的能力，将一座桥梁搭建于虚拟环境与客观世界之间AR 技术涉及到了很多不同领域的研究成果，例如可佩戴移动计算机、人体工学、虚现实、人工智能、计算机视觉、人机交互等技术[4]。增强现实技术的理念最初源自各类科幻作品，例如日本漫画家鸟山明从 1984 年开连载的著名少年漫画作品《龙珠》（如图 1.1 所示）等。1902 年在波音公司诞生了增现实这一名称，Tom Caudell 研究员和他的同事们在一个辅助布线系统（如图 1.2 所示的设计过程中首次运用了增强现实这个名词。通过光学透视头盔显示器 S-HMD(OpticSee through Head Mounted Display)，该系统在操作者的视野中成功叠加了用各种简单条绘制成的布线路径图和文本提示信息，这些叠加的信息用来逐步地辅助操作者完成缆的拆卸过程，以此达到减低操作者在日常工作中的出错概率的目的[5]。随着增强现技术的不断发展，无论是高校、研究所还是企业都开始越来越重视此技术，针对其开大量的研究，并获得了许多成果。

（Augmented Reality）。它是 VR 技术的一个分支，它借助计算机数字图像处理技术计算机视觉技术，在用户所能感知到的客观世界中通过显示设备实时准确的将虚拟世的环境、视频、3D 模型、文本或图片等虚拟的信息加以叠加。实现了对客观世界的信增强，提升人类对客观世界感知的能力，将一座桥梁搭建于虚拟环境与客观世界之间AR 技术涉及到了很多不同领域的研究成果，例如可佩戴移动计算机、人体工学、虚现实、人工智能、计算机视觉、人机交互等技术[4]。增强现实技术的理念最初源自各类科幻作品，例如日本漫画家鸟山明从 1984 年开连载的著名少年漫画作品《龙珠》（如图 1.1 所示）等。1902 年在波音公司诞生了增现实这一名称，Tom Caudell 研究员和他的同事们在一个辅助布线系统（如图 1.2 所示的设计过程中首次运用了增强现实这个名词。通过光学透视头盔显示器 S-HMD(OpticSee through Head Mounted Display)，该系统在操作者的视野中成功叠加了用各种简单条绘制成的布线路径图和文本提示信息，这些叠加的信息用来逐步地辅助操作者完成缆的拆卸过程，以此达到减低操作者在日常工作中的出错概率的目的[5]。随着增强现技术的不断发展，无论是高校、研究所还是企业都开始越来越重视此技术，针对其开大量的研究，并获得了许多成果。

图 1.3 百度地图步行实景导航备维修方法及其研究现状设备的组装、维护与维修领域具有其天然究所早在 1998 年就利用识别标志物的序中[7]。美国哥伦比亚大学也成功的将增统中[8]。2012 年新加坡国立大学面向增强了一套可编程的环境感知增强现辅助维修可以将操作人员的相关业务知识、业务水，并能够让相关工作人员根据实际维修环于实际的维修环境，从而实现进一步提高利亚先进技术发展中心开发出了一套以一强现实技术的维修系统，该系统能够实现在跟踪模块的引导下，描述模块将基于 D准确地覆盖在标识物上，系统在实际运行

【参考文献】

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本文编号：2782440