基站线束设备的增强现实辅助布线技术研究
发布时间：2022-02-19 03:01
现代基站线束设备具有线束数量多、接插头分布不均匀、排布层次多维的特点。使用传统布线操作,无法完成工艺规范性,难以保证布线路径和线束层次排列一致性,易产生差错,降低生产效率。而增强现实技术以其直观的可视化展示方式解决这些问题。论文主要研究移动增强现实技术,头戴式移动终端和线束设备的布线装配相结合,设计并实现基于Hololens头戴式眼镜的增强现实环境下的辅助布线系统。着重研究基于视觉跟踪算法的多坐标系转换实现大环境下的三维注册和基于Hololens SLAM技术的无标识跟踪以及交互方式设计三方面内容。首先,研究基于视觉跟踪算法的多坐标系转换的三维注册配准。分析基站线束设备的生产环境和注册要求,架设顶部摄像头,研究基于人工标识图与自然特征点的视觉跟踪算法,并将其集成入系统框架中,实现操作者和线束装备的动态跟踪,将获取的多个坐标系转换关系传输入服务器进行数据融合,最终得到用户头戴的显示设备相对线束设备的位姿信息,从而完成虚拟模型配准。将算法应用于Hololens系统平台的移动终端上,并实验验证算法注册的几何一致性和稳定性。其次,利用实时感知场景的SLAM技术消除长时序工作环境下AR系统对于人...
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.2 课题研究的关键技术
1.3 课题来源
1.4 移动增强现实技术
1.4.1 增强现实基本概念
1.4.2 移动增强现实基本概念
1.4.3 移动增强现实关键技术
1.5 国内外研究现状
1.5.1 移动增强现实
1.5.2 头戴式增强现实显示设备
1.5.3 增强现实引导装配
1.6 论文章节安排和结构
第二章 基于平面标识图的虚拟模型配准
2.1 摄像机成像模型
2.2 摄像机内参分析与求解
2.3 摄像机位姿估算
2.3.1 增强现实中的跟踪算法研究
2.3.2 基于视觉跟踪注册
2.3.3 单应性矩阵估算位姿
2.4 三维场景环境下多坐标系转换注册实现
2.4.1 增强现实辅助布线需求分析
2.4.2 初始化注册的系统架构和实现思路
2.4.3 多坐标系转换注册实现
2.5 实验结果
2.6 本章小结
第三章 基于Hololens的SLAM空间映射和场景保持
3.1 视觉SLAM技术
3.2 基于Hololens的三维场景空间映射
3.2.1 Hololens的SLAM技术分析
3.2.2 空间表面数据处理
3.2.3 基于空间映射的注册方案补充
3.3 增强现实场景保持的实现
3.3.1 空间锚点
3.3.2 增强现实场景下虚拟物体保持
3.4 实验结果
3.5 本章小结
第四章 增强现实场景交互操作的设计与实现
4.1 辅助布线工艺与路径规划
4.1.1 布线工艺过程
4.1.2 辅助布线路径规划
4.2 辅助布线中的信息引导
4.2.1 菜单设计的意义
4.2.2 菜单在空间中锁定形式的选择
4.2.3 菜单的设计与定义
4.2.4 布线引导信息
4.3 交互方案
4.3.1 虚拟物体的快速选择和定位
4.3.2 选取信息反馈
4.3.3 基于手势识别的虚拟物体控制
4.3.4 基于语音识别的虚拟物体控制
4.4 本章小结
第五章 增强现实辅助布线系统设计与实现
5.1 系统架构
5.1.1 系统整体架构
5.1.2 系统流程与功能模块
5.2 系统开发工具与运行环境设计
5.2.1 系统开发工具
5.2.2 系统运行环境
5.3 系统运行实例
5.4 本章小结
总结与展望
全文总结
工作展望
参考文献
作者在攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]复杂机电产品线缆虚实融合装配体系构建及其关键技术[J]. 王发麟,郭宇,查珊珊. 图学学报. 2018(01)
[2]移动增强现实在纸质地图中的应用[J]. 叶辉,史瑞芝,王帅. 测绘与空间地理信息. 2018(01)
[3]一种基于SLAM的增强现实跟踪注册方法[J]. 李乐,闫兴亚,范瑶. 计算机与数字工程. 2017(12)
[4]基于增强现实的复杂产品智能装配辅助系统研究[J]. 杨庆,吴晓彬,卢阿丽,张建德,屠立忠,林忠. 机械设计与制造工程. 2017(11)
[5]照片悬空中 解密AR新玩法ARKit[J]. 技术宅. 电脑爱好者. 2017(18)
[6]基于视觉的多旋翼无人机定位与地图构建[J]. 郭峰,王国胜,吕强,张洋. 科技导报. 2017(07)
[7]基于视频的摄像头实时标定算法[J]. 陈滨,王毅,赵建军. 兵工自动化. 2017(01)
[8]移动地图增强现实系统设计与实现[J]. 王占刚,朱希安. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2016(05)
[9]飞机管线交互式虚拟装配技术研究及应用[J]. 郭洪杰,石延波,赵建国,董帅,张群. 航空制造技术. 2015(Z1)
[10]一种智能手机上的场景实时识别算法[J]. 桂振文,陈靖,刘越,王涌天. 自动化学报. 2014(01)
博士论文
[1]面向复杂产品装配现场的移动三维模型关键技术研究[D]. 肖鸿.西北工业大学 2014
[2]增强现实几何一致性相关问题研究[D]. 王延可.山东大学 2014
[3]面向移动增强现实的场景识别与跟踪注册技术研究[D]. 桂振文.北京理工大学 2014
[4]虚拟装配关键技术及其仿真应用的研究[D]. 魏巍.大连海事大学 2013
[5]移动机器人同步定位与地图构建关键技术的研究[D]. 曲丽萍.哈尔滨工程大学 2013
[6]机器人同时定位与建图方法研究[D]. 刘利枚.中南大学 2012
[7]增强现实维修诱导系统关键技术研究[D]. 赵新灿.南京航空航天大学 2007
硕士论文
[1]基于低成本激光传感器移动机器人SLAM研究与实现[D]. 赵淑强.山东大学 2017
[2]未知环境下无人驾驶汽车同时定位与地图创建研究[D]. 赵鑫.西南交通大学 2017
[3]基于立体视觉的运动目标轨迹重建技术[D]. 赵海旭.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于HTC VIVE的虚拟现实心理沙盘游戏设计及研究[D]. 龚文飞.哈尔滨工业大学 2016
[5]移动增强现实装配系统的虚实场景融合研究[D]. 闫甲鹏.广东工业大学 2016
[6]基于虚拟环境的线束设计与装配顺序规划研究[D]. 居露.南京航空航天大学 2015
[7]视线跟踪技术的头戴式实现及桌面式系统的研究[D]. 冀翔.西安电子科技大学 2015
[8]增强现实环境下虚拟装配的研究与实现[D]. 高康.华南理工大学 2013
[9]基于Android终端的移动增强现实技术的研究[D]. 汪星荷.北京邮电大学 2013
[10]增强现实环境下车间布局设计的注册与协同交互研究[D]. 帅朝春.广东工业大学 2012
本文编号：3632079
【文章来源】：广东工业大学广东省
【文章页数】：101 页
【学位级别】：硕士
【文章目录】：
摘要
ABSTRACT
第一章 绪论
1.1 选题背景及研究意义
1.2 课题研究的关键技术
1.3 课题来源
1.4 移动增强现实技术
1.4.1 增强现实基本概念
1.4.2 移动增强现实基本概念
1.4.3 移动增强现实关键技术
1.5 国内外研究现状
1.5.1 移动增强现实
1.5.2 头戴式增强现实显示设备
1.5.3 增强现实引导装配
1.6 论文章节安排和结构
第二章 基于平面标识图的虚拟模型配准
2.1 摄像机成像模型
2.2 摄像机内参分析与求解
2.3 摄像机位姿估算
2.3.1 增强现实中的跟踪算法研究
2.3.2 基于视觉跟踪注册
2.3.3 单应性矩阵估算位姿
2.4 三维场景环境下多坐标系转换注册实现
2.4.1 增强现实辅助布线需求分析
2.4.2 初始化注册的系统架构和实现思路
2.4.3 多坐标系转换注册实现
2.5 实验结果
2.6 本章小结
第三章 基于Hololens的SLAM空间映射和场景保持
3.1 视觉SLAM技术
3.2 基于Hololens的三维场景空间映射
3.2.1 Hololens的SLAM技术分析
3.2.2 空间表面数据处理
3.2.3 基于空间映射的注册方案补充
3.3 增强现实场景保持的实现
3.3.1 空间锚点
3.3.2 增强现实场景下虚拟物体保持
3.4 实验结果
3.5 本章小结
第四章 增强现实场景交互操作的设计与实现
4.1 辅助布线工艺与路径规划
4.1.1 布线工艺过程
4.1.2 辅助布线路径规划
4.2 辅助布线中的信息引导
4.2.1 菜单设计的意义
4.2.2 菜单在空间中锁定形式的选择
4.2.3 菜单的设计与定义
4.2.4 布线引导信息
4.3 交互方案
4.3.1 虚拟物体的快速选择和定位
4.3.2 选取信息反馈
4.3.3 基于手势识别的虚拟物体控制
4.3.4 基于语音识别的虚拟物体控制
4.4 本章小结
第五章 增强现实辅助布线系统设计与实现
5.1 系统架构
5.1.1 系统整体架构
5.1.2 系统流程与功能模块
5.2 系统开发工具与运行环境设计
5.2.1 系统开发工具
5.2.2 系统运行环境
5.3 系统运行实例
5.4 本章小结
总结与展望
全文总结
工作展望
参考文献
作者在攻读硕士学位期间发表的论文
致谢
【参考文献】：
期刊论文
[1]复杂机电产品线缆虚实融合装配体系构建及其关键技术[J]. 王发麟,郭宇,查珊珊. 图学学报. 2018(01)
[2]移动增强现实在纸质地图中的应用[J]. 叶辉,史瑞芝,王帅. 测绘与空间地理信息. 2018(01)
[3]一种基于SLAM的增强现实跟踪注册方法[J]. 李乐,闫兴亚,范瑶. 计算机与数字工程. 2017(12)
[4]基于增强现实的复杂产品智能装配辅助系统研究[J]. 杨庆,吴晓彬,卢阿丽,张建德,屠立忠,林忠. 机械设计与制造工程. 2017(11)
[5]照片悬空中 解密AR新玩法ARKit[J]. 技术宅. 电脑爱好者. 2017(18)
[6]基于视觉的多旋翼无人机定位与地图构建[J]. 郭峰,王国胜,吕强,张洋. 科技导报. 2017(07)
[7]基于视频的摄像头实时标定算法[J]. 陈滨,王毅,赵建军. 兵工自动化. 2017(01)
[8]移动地图增强现实系统设计与实现[J]. 王占刚,朱希安. 北京信息科技大学学报(自然科学版). 2016(05)
[9]飞机管线交互式虚拟装配技术研究及应用[J]. 郭洪杰,石延波,赵建国,董帅,张群. 航空制造技术. 2015(Z1)
[10]一种智能手机上的场景实时识别算法[J]. 桂振文,陈靖,刘越,王涌天. 自动化学报. 2014(01)
博士论文
[1]面向复杂产品装配现场的移动三维模型关键技术研究[D]. 肖鸿.西北工业大学 2014
[2]增强现实几何一致性相关问题研究[D]. 王延可.山东大学 2014
[3]面向移动增强现实的场景识别与跟踪注册技术研究[D]. 桂振文.北京理工大学 2014
[4]虚拟装配关键技术及其仿真应用的研究[D]. 魏巍.大连海事大学 2013
[5]移动机器人同步定位与地图构建关键技术的研究[D]. 曲丽萍.哈尔滨工程大学 2013
[6]机器人同时定位与建图方法研究[D]. 刘利枚.中南大学 2012
[7]增强现实维修诱导系统关键技术研究[D]. 赵新灿.南京航空航天大学 2007
硕士论文
[1]基于低成本激光传感器移动机器人SLAM研究与实现[D]. 赵淑强.山东大学 2017
[2]未知环境下无人驾驶汽车同时定位与地图创建研究[D]. 赵鑫.西南交通大学 2017
[3]基于立体视觉的运动目标轨迹重建技术[D]. 赵海旭.哈尔滨工业大学 2016
[4]基于HTC VIVE的虚拟现实心理沙盘游戏设计及研究[D]. 龚文飞.哈尔滨工业大学 2016
[5]移动增强现实装配系统的虚实场景融合研究[D]. 闫甲鹏.广东工业大学 2016
[6]基于虚拟环境的线束设计与装配顺序规划研究[D]. 居露.南京航空航天大学 2015
[7]视线跟踪技术的头戴式实现及桌面式系统的研究[D]. 冀翔.西安电子科技大学 2015
[8]增强现实环境下虚拟装配的研究与实现[D]. 高康.华南理工大学 2013
[9]基于Android终端的移动增强现实技术的研究[D]. 汪星荷.北京邮电大学 2013
[10]增强现实环境下车间布局设计的注册与协同交互研究[D]. 帅朝春.广东工业大学 2012
本文编号：3632079
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