增强现实维修诱导系统交互技术研究

针对航空发动机维修任务的特点,提出了发动机增强现实维修诱导系统的交互流程,将整个维修诱导过程划分为命令解释、运动感知、场景分析、维修诱导任务网(MGTN)工作流控制、信息获取、信息增强等模块;在分析民航发动机维修检查工卡的基础上,提出了MGTN工作流交互控制模型;针对飞机辅助动力单元APU典型部件的拆卸和装配以及载荷压气机孔探检查过程,在实验室构建了增强现实维修诱导原型系统.     

增强现实设备维修系统操作状态检测方法研究

设备维修越来越成为人们日常生活中的主题,随着设备的集成度、复杂度越来越高,设备的维修越来越困难。借助增强现实技术将使复杂设备的维修变得直观方便,但增强现实设备维修必须解决在混合现实环境下的操作状态检测问题。因此以打印机的维修系统作为研究范例,在增强现实的环境下,提出了一种基于颜色判断的操作状态检测方法,与传统方法相比,在实时性、精确性和经济性方面都有很大的改进,较好的实现了打印机维修向导系统的构建与设计。     

面向增强现实引导的设备维修工艺知识管理方法

针对设备故障维修领域信息管理不规范、结构性差、可视化表达不直观的问题,文中提出了一种面向增强现实环境的设备维修工艺知识管理方法.采用E-R图建立维修工艺信息模型,并根据此模型建立数控机床维修工艺知识库,实现维修工艺知识的建模、索引与增强可视化;开发增强现实环境下的维修指导系统,可视化引导维修工艺流程;最后通过数控机床"刀库原点丢失"故障维修案例进行应用验证,验证表明提出的维修工艺知识管理方法满足增强现实引导需求,提高了维修效率.     

基于三维CAD模型的复杂机械设备拆装智能诱导系统

为实现复杂机械设备三维设计与拆卸、装配三维诱导的一体化,提出了基于三维CAD模型的复杂机械设备增强现实拆装诱导框架,基于该框架提出了基于拆装优先关系分层网络模型的拆装顺序诱导方法,该方法在初始化阶段自动生成树状拆装优先关系分层网络模型,在设备拆装过程中根据操作者的拆装操作在线规划拆装顺序,智能输送相关诱导信息.提出了基于透视投影原理的三维诱导场景生成与显示方法,能够根据拆装方向和零部件包围盒的尺寸,利用透视投影原理将虚拟诱导场景定位在世界坐标系中,使虚拟诱导场景以合适的视角显示在屏幕的指定位置上,提高了三维信息显示的直观性.最后建立了原型系统,验证了以上理论和方法的可行性.     

遥操作在设备维修中的应用

针对远程设备维修遥操作系统时延对可操作性、稳定性和安全性的影响进行了探讨。提出基于增强现实技术构建本地操作系统，将具有时延的远程通讯排除在本地控制循环外，同时采用友好的人机交互手段提高系统的可操作性；采用预测显示控制远程维修机器人的控制方式，保证系统的操作稳定性和安全性。构建了维修实验平台，验证了方法的可行性和有效性。     

增强现实装配和维修系统的技术研究

针对传统的人工维修存在培训周期长、效率低下、成本高等不足,引入增强现实技术,以某型电源箱为维修目标,构建了一套装配维修训练的增强现实系统。利用双目立体视觉技术、计算机图形技术、图像处理技术等开发了此套系统。在人机交互过程中采用静态标识和动态标识相结合的方法,人手控制动态标识触发感兴趣的内容,完成维修作业。实践证明该系统人机交互性能良好,操作方便,较之传统的人工维修在数字化程度和效率上有了很大的提高。     

增强现实诱导拆卸序列规划研究

装配体的拆卸序列规划研究对于增强现实维修诱导系统具有重要意义。为能以较高效率求解诱导拆卸装配体的序列方案,基于装配体中零件之间的干涉矩阵,提出并建立目标装配体的拆卸混合层次图模型。通过拆卸影响因子的分析,进一步得到装配体拆卸时间数学模型,并运用自适应遗传算法求解最优的拆卸路径。最后,通过增强现实诱导拆卸系统仿真实例,验证了此方法的可行性和准确性,为增强现实诱导拆装系统的进一步开发和改进奠定了基础。     

基于增强现实技术的3D打印辅助系统研究

简要介绍了增强现实技术及AR+3D打印技术的应用情况,阐述了基于增强现实技术的3D打印辅助系统的构建和实现过程。该系统利用Unity3D引擎,以3D打印模型为研究对象,将3D打印技术和增强现实技术相结合,实现了虚拟和真实环境的融合显示。系统发布于PC端并应用于3D打印工作和机械结构教学中,对于促进机械行业的智能化发展具有重要意义。     

融合数字孪生与混合现实技术的机电设备辅助维修方法

针对复杂机电设备故障维修指导知识获取不直观、专业维修不及时的问题,提出一种融合数字孪生与混合现实技术的机电设备辅助维修方法,该方法借助数字孪生和混合现实技术,构建了数字孪生驱动的复杂机电设备维修指导总体模型和技术框架,研发了基于BIM-Unity3D-HoloLens的故障辅助维修指导系统,研究了维修环境感知、数据信息交互、虚实注册融合和故障维修指导等关键技术.最后,以煤矿综采关键设备电牵引采煤机摇臂传动系统的齿轮故障为例,验证了该方法的有效性.     

基于Kinect的投影式增强现实 装配诱导系统研究

针对大批量定制中产品装配工艺转换快、效率低、易出现差错等问题,提出并设计了一种投影式增强现实装配诱导系统。对装配诱导过程中操作者所需穿戴设备和手动操作计算机设备优缺点进行了归纳,系统将文字、图片和三维动画等诱导信息投影到真实装配场景中,诱导操作者完成了产品装配,并对此进行了测试;利用骨骼跟踪技术和人手边缘轮廓提取方法进行了手势识别研究,提出了一种装配诱导过程中的徒手交互方法,利用Kinect跟踪操作者头部方位,提出了一种基于视点跟踪自动变换投影图像,以及使投影内容随操作者视点变化的投影增强现实方法。研究结果表明:该系统可提高装配诱导过程中的人机交互性能和装配效率,具有一定的工程应用价值。