基于头戴式眼镜的装配工艺增强可视化技术研究
发布时间：2021-11-18 23:46
作为增强装配可视化指导的重要应用平台之一,头戴式眼镜能够自然地实现现场装配数据信息与真实环境的紧密结合,但由于目前头戴式眼镜仍处于开发试验阶段,自身搭载的移动式计算机的计算处理能力有限,在装配工艺增强可视化指导过程中,对于包含了几何外形,产品参数,平面草图和装配约束关系的产品原始模型不能完整加载与浏览。因此,本文以头戴式眼镜为应用平台,对基于头戴式眼镜平台进行装配工艺增强可视化研究,分别提出了面向增强可视化的三维模型数据轻量化技术以及面向现场装配指导的语音交互操作。通过分析基于头戴式眼镜的装配工艺增强可视化的一般要求,得出在头戴式眼镜平台下的装配工艺增强可视化工作的功能需求。对面向增强可视化的三维模型数据信息内容进行了分类,建立三维模型数据信息模型,并通过模型完成面向增强可视化的三维模型数据轻量化结构框架的搭建。概述面向现场装配指导的语音交互的相关关键技术,明确基于头戴式眼镜的语音交互操作的需求。设计面向现场装配指导的语音交互机制,构建语音交互功能模块与框架,确立语音交互方案的具体实现方法。建立了装配工艺增强可视化系统的框架,结合示例描述了面向增强可视化的产品轻量化模型信息管理系统和面...
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
头戴式眼镜应用产品效果图
文（a）Google glasses （b）Microsoft Hololens图 1.1 头戴式眼镜应用产品效果图1.2.2 基于增强现实的装配指导技术装配过程是指将产品中的每个部件进行有序组合后形成的具有工业附加值的产品的组装过程。如今，竞争激烈的市场环境迫切需要缩短工业制造产品的上市时间。通过制造环境要求对各个产品开发生命周期过程进行优化与改善，从而达到缩短产品开发周期的行业发展趋势越发明显。通过近几年相关技术的表现综合来看，增强现实技术表现出来具有解决以上问题的潜力与开发前景。增强现实技术是通过虚拟对象来与现实世界中的真实对象进行融合叠加，从而产生虚实对象的共存交互的技术，能有效丰富用户的使用体验和感官[8]。这项技术已经成功地应用于许多领域，如医学[9]、维修[10]、文化遗产[11]和教育[12]。增强现实技术在制造业的开展是为了解决产品生命周期中整个装配阶段的一系列问题，例如产品规划、产品设计、人体工程学评估、装配指导等。具体方法是构建虚拟对象与真实环境的共存的增强现实混合环境。在这样一个混合环境之下，用户可以通过交互手段获得真实的反馈和虚拟内容（图像、声音等），分析装配产品的外形特征与装配特点，从而从感官上切实感受、记忆以及学习相关装配产品的装配流程与步骤[13]。美国等科技发达国家对于增强现实技术在装配指导训练中的开发较早，且应用也取得了较好的成果。早在 1992 年，Caudell[14]就提出了一种通过将头部位置传感器和真实世界坐标系进行匹配来实现原始的增强现实装配指导系统，通过这种方式来将装配产品中包含相关信息的图表叠加在真实世界对象的特定位置上；2001 年，Molineros 与 Sharma[15]提出了一种能够有效利用增强现实技术来表达装配流程的信息表示方案。此方案中对于增强现实技术在装配指导中的理解认为
图 1.2 移动平板式增强现实指导基于增强现实的装配指导技术的研究相对于发达国家还有些许了各大高校与科研机构的关注与重视。桂林电子科技大学的张种基于物体特征识别的增强现实装配指导方案。主要基于 Uni配部件表面的物理信息与外形特征，最终实现了增强现实装配大学的尹旭锐等人[21]提出了一种针对航天产品相关装配作业可视化指导工艺信息建模方法，构建了基于 Windows 平台装配；中国科学技术大学的王余涛[22]提出了一个基于增强现实的统根据装配体零件的约束关系和装配特征，实现增强现实运动验证装配体可行性；华中科技大学的王峻峰[23]等人研究了基于信息的建模技术, 建立了一种基于BRIEF算法的自然特征识别，实现了装配指导过程信息的统一组织管理；广东工业大学的于 Android 平台的无标识注册算法的齿轮油泵增强现实装配指实际虚拟模型的解析以及模型场景渲染的问题，使虚实场景更
【参考文献】：
期刊论文
[1]光学透视增强现实眼镜研究热点[J]. 邓念晨,杨旭波. 上海交通大学学报. 2018(10)
[2]基于物体识别的增强现实装配指导[J]. 张亚玲,朱望纯. 桂林电子科技大学学报. 2018(05)
[3]航天产品装配作业增强现实引导训练系统及应用[J]. 尹旭悦,范秀敏,王磊,邱凯,刘睿. 航空制造技术. 2018(Z1)
[4]基于微软语音引擎的语音识别设计[J]. 刘欢. 电脑知识与技术. 2017(20)
[5]航天产品数字化研制中三维模型轻量化技术途径研究[J]. 孙连胜,林晓青,刘金山,谭益梅. 科技创新导报. 2016(34)
[6]增强现实车间布局设计的交互操作方法[J]. 吴悦明,何汉武,张帆,梁剑斌. 计算机集成制造系统. 2015(05)
[7]增强现实交互环境下发动机装配序列呈现方法研究与实现[J]. 赵阳,何汉武,吴悦明,梁剑斌. 装备制造技术. 2015(04)
[8]基于中文语音交互的虚拟装配技术研究[J]. 刘晓晖,万丽莉,季红,苗振江. 系统仿真学报. 2014(09)
[9]基于语义情境的机械设备拆装增强现实诱导[J]. 陈成军,洪军,杨国庆. 计算机集成制造系统. 2014(07)
[10]一种室内导盲机器人的RFID-语音交互系统设计[J]. 靳祖光,陈超,唐坚. 自动化仪表. 2014(03)
硕士论文
[1]航天器典型产品三维模型轻量化转换技术研究[D]. 杨亮.北华航天工业学院 2015
[2]三维模型轻量化技术研究与实现[D]. 王文志.华中科技大学 2015
[3]基于移动终端的增强现实装配技术[D]. 宋春雨.广东工业大学 2014
[4]声学模型训练系统平台设计和软件实现[D]. 陈晓宇.北京交通大学 2014
[5]基于增强现实的协同式装配系统研究[D]. 王余涛.中国科学技术大学 2010
本文编号：3503864
【文章来源】：华中科技大学湖北省 211工程院校 985工程院校 教育部直属院校
【文章页数】：81 页
【学位级别】：硕士
【部分图文】：
头戴式眼镜应用产品效果图
文（a）Google glasses （b）Microsoft Hololens图 1.1 头戴式眼镜应用产品效果图1.2.2 基于增强现实的装配指导技术装配过程是指将产品中的每个部件进行有序组合后形成的具有工业附加值的产品的组装过程。如今，竞争激烈的市场环境迫切需要缩短工业制造产品的上市时间。通过制造环境要求对各个产品开发生命周期过程进行优化与改善，从而达到缩短产品开发周期的行业发展趋势越发明显。通过近几年相关技术的表现综合来看，增强现实技术表现出来具有解决以上问题的潜力与开发前景。增强现实技术是通过虚拟对象来与现实世界中的真实对象进行融合叠加，从而产生虚实对象的共存交互的技术，能有效丰富用户的使用体验和感官[8]。这项技术已经成功地应用于许多领域，如医学[9]、维修[10]、文化遗产[11]和教育[12]。增强现实技术在制造业的开展是为了解决产品生命周期中整个装配阶段的一系列问题，例如产品规划、产品设计、人体工程学评估、装配指导等。具体方法是构建虚拟对象与真实环境的共存的增强现实混合环境。在这样一个混合环境之下，用户可以通过交互手段获得真实的反馈和虚拟内容（图像、声音等），分析装配产品的外形特征与装配特点，从而从感官上切实感受、记忆以及学习相关装配产品的装配流程与步骤[13]。美国等科技发达国家对于增强现实技术在装配指导训练中的开发较早，且应用也取得了较好的成果。早在 1992 年，Caudell[14]就提出了一种通过将头部位置传感器和真实世界坐标系进行匹配来实现原始的增强现实装配指导系统，通过这种方式来将装配产品中包含相关信息的图表叠加在真实世界对象的特定位置上；2001 年，Molineros 与 Sharma[15]提出了一种能够有效利用增强现实技术来表达装配流程的信息表示方案。此方案中对于增强现实技术在装配指导中的理解认为
图 1.2 移动平板式增强现实指导基于增强现实的装配指导技术的研究相对于发达国家还有些许了各大高校与科研机构的关注与重视。桂林电子科技大学的张种基于物体特征识别的增强现实装配指导方案。主要基于 Uni配部件表面的物理信息与外形特征，最终实现了增强现实装配大学的尹旭锐等人[21]提出了一种针对航天产品相关装配作业可视化指导工艺信息建模方法，构建了基于 Windows 平台装配；中国科学技术大学的王余涛[22]提出了一个基于增强现实的统根据装配体零件的约束关系和装配特征，实现增强现实运动验证装配体可行性；华中科技大学的王峻峰[23]等人研究了基于信息的建模技术, 建立了一种基于BRIEF算法的自然特征识别，实现了装配指导过程信息的统一组织管理；广东工业大学的于 Android 平台的无标识注册算法的齿轮油泵增强现实装配指实际虚拟模型的解析以及模型场景渲染的问题，使虚实场景更
【参考文献】：
期刊论文
[1]光学透视增强现实眼镜研究热点[J]. 邓念晨,杨旭波. 上海交通大学学报. 2018(10)
[2]基于物体识别的增强现实装配指导[J]. 张亚玲,朱望纯. 桂林电子科技大学学报. 2018(05)
[3]航天产品装配作业增强现实引导训练系统及应用[J]. 尹旭悦,范秀敏,王磊,邱凯,刘睿. 航空制造技术. 2018(Z1)
[4]基于微软语音引擎的语音识别设计[J]. 刘欢. 电脑知识与技术. 2017(20)
[5]航天产品数字化研制中三维模型轻量化技术途径研究[J]. 孙连胜,林晓青,刘金山,谭益梅. 科技创新导报. 2016(34)
[6]增强现实车间布局设计的交互操作方法[J]. 吴悦明,何汉武,张帆,梁剑斌. 计算机集成制造系统. 2015(05)
[7]增强现实交互环境下发动机装配序列呈现方法研究与实现[J]. 赵阳,何汉武,吴悦明,梁剑斌. 装备制造技术. 2015(04)
[8]基于中文语音交互的虚拟装配技术研究[J]. 刘晓晖,万丽莉,季红,苗振江. 系统仿真学报. 2014(09)
[9]基于语义情境的机械设备拆装增强现实诱导[J]. 陈成军,洪军,杨国庆. 计算机集成制造系统. 2014(07)
[10]一种室内导盲机器人的RFID-语音交互系统设计[J]. 靳祖光,陈超,唐坚. 自动化仪表. 2014(03)
硕士论文
[1]航天器典型产品三维模型轻量化转换技术研究[D]. 杨亮.北华航天工业学院 2015
[2]三维模型轻量化技术研究与实现[D]. 王文志.华中科技大学 2015
[3]基于移动终端的增强现实装配技术[D]. 宋春雨.广东工业大学 2014
[4]声学模型训练系统平台设计和软件实现[D]. 陈晓宇.北京交通大学 2014
[5]基于增强现实的协同式装配系统研究[D]. 王余涛.中国科学技术大学 2010
本文编号：3503864
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