汽车发动机AR检修系统开发与关键技术研究
发布时间：2021-11-15 06:48
随着现代化社会的快速发展,汽车已经成为现代日常生活的必备元素。同时,汽车维修行业规模也日益扩大。发动机作为汽车的核心系统,其结构复杂,涉及原理繁多,是维修工作中的重点与难点。在发动机维修相关工作中,存在结构认知困难、检修效率低下、操作不规范等问题。针对汽车发动机检修方面存在的这些问题,本文以四缸直列水冷式汽油发动机（CA4GA1）为例,基于增强现实技术（Augmented Reality,简称AR）初步设计并开发了汽车发动机AR检修系统。将其用于相关企业培训设备维修人员、学校检修教学、用户自行维修操作等场景。通过虚实结合的方式实现汽车发动机检修操作的准确规范指导,提高发动机维修质量与维修效率。本系统硬件选用安卓系统手机。按照汽车发动机维修要求和方法进行开发,课题的主要研究内容有以下几方面:（1）简要分析了课题背景以及研究意义,介绍了AR技术,重点分析了国内外对AR技术在设备培训、教学等领域的研究与应用。（2）结合发动机结构与维修特点,确定了系统的功能要求与整体框架,通过分析各种开发工具,确定了系统的开发路线。（3）对三维建模软件的选择、使用和建模操作过程优化进行了研究,并深入探索了模型...
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
增强现实技术在机械显示和维修向导方面的应用
山东建筑大学硕士学位论文17图3.2SolidWorks建模主要步骤图（2）基于SolidWorks的建模优化在建模中进行模型的优化对后期整个系统的流畅度和工作量具有很大的影响。绘制零件时，选择好各个零件的朝向，方便零件的摆放以减少工作量。在设计时注意每个零件的尺寸以及连接部位（如孔、插槽）的位置，以免发生孔与孔出现不同轴等装配不上的问题。在使用SolidWorks软件进行模型制作时，模型应尽量满足轻量化，主要有如下几种方法：1）减少复杂的圆角特征使用。在建模过程中使用圆角特征之后再进行建模工作，能够使最终的具有圆角模型的尺寸比较低。2）进行模型适当简化处理。通过除去非可视的隐藏的部分或者是对多边形的面适当减少等方式，能够压缩文件的大小，从而提高建模速度。3）在非必须的地方进行贴图操作。对于一些如镂空、纹理等特征的较为复杂的模型表面，如果应用拉伸和切除操作建立出来的模型会造成具有很大的特征面。同时占用系统资源太大的问题，所以通过贴图的方式即可以同样达到效果还能有效节省系统资源。同时，在建模的过程中，通常可以先整体的部分建模，再细节构建。先做主要特征再做次要特征。将复杂的构建过程尽量精简操作，通过减少对抽壳、放样、扫描等复杂建模特征的操作以减少模型尺寸，提高建模效率。（3）基于零件装配的优化和保存各零件建模完毕后，需要装配操作。注意如下几点可以提高效率：
1）在放置零件时，首先放置机架或者中间核心装置，这样在后续装配中能减少中间零件装配不上而导致整个装配体重新装配的可能。2）装配零件时应先选择插入一个零件装配后再插入其他零件。可以净化绘图界面以防止大量零件堆积。零件与零件配合的过程中应遵循配合关系，而不是将零件固定在零件上导致其他的零件无法正常安装。3）在装配相同的零件时，可使用“随配合复制”功能，在选择配合面后，就可以做到快速大量装配相同的零件，能减少插入零件和再配合的时间。如图 3.3 所示，以活塞连杆组中插销为例，展示“随配合复制”功能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三维建模技术的学生制图能力培养研究[J]. 李炎光,焦芳敏,胡新颖. 湖北农机化. 2020(01)
[2]增强现实技术（AR）在中学生物学教学中的应用[J]. 王淑佳,刘凯于. 生物学教学. 2020(01)
[3]以AR构建高等职业教育实践课程教学新模式[J]. 方伟. 六盘水师范学院学报. 2019(06)
[4]基于增强现实技术的机械原理实验教学系统设计[J]. 王雨,王英,王恒,陈嘉瑶,黄海波. 实验技术与管理. 2019(11)
[5]基于Vuforia的增强现实方法及航线维护应用研究[J]. 史永胜,崔义辉,吕杰. 飞机设计. 2019(05)
[6]基于移动端的交互式增强现实应用设计[J]. 杨路,王茂林,王松. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2019(05)
[7]3Dmax建模方法和技巧研究[J]. 兰晓天. 南方农机. 2019(16)
[8]基于Unity3D的变电站移动虚拟培训研究[J]. 卢梅丽. 天津职业技术师范大学学报. 2018(04)
[9]三维注册技术在图书馆个性化服务平台中的应用研究[J]. 董屹,李佳. 电脑编程技巧与维护. 2018(10)
[10]增强现实（AR）、虚拟现实（VR）和混合现实（MR）技术[J]. 鲁馨. 办公自动化. 2018(10)
博士论文
[1]顾及视觉变量相似性的地图符号GPU高效渲染方法研究[D]. 郑培蓓.南京师范大学 2016
[2]实时增强现实中运动目标及场景的跟踪注册关键问题研究[D]. 赵越.东北大学 2015
硕士论文
[1]Android热更新管理系统的研究与设计[D]. 张鑫.西安电子科技大学 2018
[2]增强现实图书《AR Dinosaur》的设计与开发[D]. 张毅.扬州大学 2018
[3]基于分布式MIMO雷达的多目标检测前跟踪算法研究[D]. 梅秀飞.电子科技大学 2016
[4]基于稀疏表示的人脸超分辨率算法研究[D]. 吴晶晶.天津理工大学 2016
[5]基于CGA参数化的三维校园建模方法研究与实现[D]. 徐翰.东华理工大学 2015
[6]基于Unity3D的移动增强现实技术与应用研究[D]. 罗永东.青岛科技大学 2015
[7]基于Unity引擎的手机2D酷跑端游的设计与实现[D]. 肖林朋.北京交通大学 2015
[8]基于Unity3D的液压传动虚拟仿真教学系统开发[D]. 栾飞.山东建筑大学 2015
[9]虚拟现实技术在船体装配中的应用研究[D]. 虞臣超.集美大学 2014
[10]增强现实摄像机-IMU相对姿态的自动标定研究[D]. 姜广浩.中国工程物理研究院 2014
本文编号：3496257
【文章来源】：山东建筑大学山东省
【文章页数】：75 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
增强现实技术在机械显示和维修向导方面的应用
山东建筑大学硕士学位论文17图3.2SolidWorks建模主要步骤图（2）基于SolidWorks的建模优化在建模中进行模型的优化对后期整个系统的流畅度和工作量具有很大的影响。绘制零件时，选择好各个零件的朝向，方便零件的摆放以减少工作量。在设计时注意每个零件的尺寸以及连接部位（如孔、插槽）的位置，以免发生孔与孔出现不同轴等装配不上的问题。在使用SolidWorks软件进行模型制作时，模型应尽量满足轻量化，主要有如下几种方法：1）减少复杂的圆角特征使用。在建模过程中使用圆角特征之后再进行建模工作，能够使最终的具有圆角模型的尺寸比较低。2）进行模型适当简化处理。通过除去非可视的隐藏的部分或者是对多边形的面适当减少等方式，能够压缩文件的大小，从而提高建模速度。3）在非必须的地方进行贴图操作。对于一些如镂空、纹理等特征的较为复杂的模型表面，如果应用拉伸和切除操作建立出来的模型会造成具有很大的特征面。同时占用系统资源太大的问题，所以通过贴图的方式即可以同样达到效果还能有效节省系统资源。同时，在建模的过程中，通常可以先整体的部分建模，再细节构建。先做主要特征再做次要特征。将复杂的构建过程尽量精简操作，通过减少对抽壳、放样、扫描等复杂建模特征的操作以减少模型尺寸，提高建模效率。（3）基于零件装配的优化和保存各零件建模完毕后，需要装配操作。注意如下几点可以提高效率：
1）在放置零件时，首先放置机架或者中间核心装置，这样在后续装配中能减少中间零件装配不上而导致整个装配体重新装配的可能。2）装配零件时应先选择插入一个零件装配后再插入其他零件。可以净化绘图界面以防止大量零件堆积。零件与零件配合的过程中应遵循配合关系，而不是将零件固定在零件上导致其他的零件无法正常安装。3）在装配相同的零件时，可使用“随配合复制”功能，在选择配合面后，就可以做到快速大量装配相同的零件，能减少插入零件和再配合的时间。如图 3.3 所示，以活塞连杆组中插销为例，展示“随配合复制”功能。
【参考文献】：
期刊论文
[1]基于三维建模技术的学生制图能力培养研究[J]. 李炎光,焦芳敏,胡新颖. 湖北农机化. 2020(01)
[2]增强现实技术（AR）在中学生物学教学中的应用[J]. 王淑佳,刘凯于. 生物学教学. 2020(01)
[3]以AR构建高等职业教育实践课程教学新模式[J]. 方伟. 六盘水师范学院学报. 2019(06)
[4]基于增强现实技术的机械原理实验教学系统设计[J]. 王雨,王英,王恒,陈嘉瑶,黄海波. 实验技术与管理. 2019(11)
[5]基于Vuforia的增强现实方法及航线维护应用研究[J]. 史永胜,崔义辉,吕杰. 飞机设计. 2019(05)
[6]基于移动端的交互式增强现实应用设计[J]. 杨路,王茂林,王松. 佳木斯大学学报(自然科学版). 2019(05)
[7]3Dmax建模方法和技巧研究[J]. 兰晓天. 南方农机. 2019(16)
[8]基于Unity3D的变电站移动虚拟培训研究[J]. 卢梅丽. 天津职业技术师范大学学报. 2018(04)
[9]三维注册技术在图书馆个性化服务平台中的应用研究[J]. 董屹,李佳. 电脑编程技巧与维护. 2018(10)
[10]增强现实（AR）、虚拟现实（VR）和混合现实（MR）技术[J]. 鲁馨. 办公自动化. 2018(10)
博士论文
[1]顾及视觉变量相似性的地图符号GPU高效渲染方法研究[D]. 郑培蓓.南京师范大学 2016
[2]实时增强现实中运动目标及场景的跟踪注册关键问题研究[D]. 赵越.东北大学 2015
硕士论文
[1]Android热更新管理系统的研究与设计[D]. 张鑫.西安电子科技大学 2018
[2]增强现实图书《AR Dinosaur》的设计与开发[D]. 张毅.扬州大学 2018
[3]基于分布式MIMO雷达的多目标检测前跟踪算法研究[D]. 梅秀飞.电子科技大学 2016
[4]基于稀疏表示的人脸超分辨率算法研究[D]. 吴晶晶.天津理工大学 2016
[5]基于CGA参数化的三维校园建模方法研究与实现[D]. 徐翰.东华理工大学 2015
[6]基于Unity3D的移动增强现实技术与应用研究[D]. 罗永东.青岛科技大学 2015
[7]基于Unity引擎的手机2D酷跑端游的设计与实现[D]. 肖林朋.北京交通大学 2015
[8]基于Unity3D的液压传动虚拟仿真教学系统开发[D]. 栾飞.山东建筑大学 2015
[9]虚拟现实技术在船体装配中的应用研究[D]. 虞臣超.集美大学 2014
[10]增强现实摄像机-IMU相对姿态的自动标定研究[D]. 姜广浩.中国工程物理研究院 2014
本文编号：3496257
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