线缆虚拟装配关键技术研究现状及其发展

线缆布线与安装是复杂机电产品设计中带有普遍性的难题,线缆的敷设质量已成为衡量产品整机性能和可靠性的一个重要指标。介绍了线缆虚拟装配的内涵和主要研究内容,重点对线缆虚拟装配涉及到的关键技术及其特点进行了分析,对比分析了国内外线缆虚拟装配的研究现状,分析和指出了线缆虚拟装配存在的问题以及发展趋势。最后对增强现实技术在线缆装配领域中的应用进行了展望。     

面向大型复杂产品的虚拟装配技术研究

针对大型复杂产品在装配生产组织形式、人的参与程度、装配工艺流程的优化、装配人员培训和示教等方面的特点,分别进行了虚拟装配关键技术的研究。重点探讨了考虑人体活动的新型虚拟环境技术、CAD系统和虚拟装配系统的数据集成技术、装配工艺的生成及其优化技术、工艺文件生成和现场示教技术等4个方面。最后给出了开发的虚拟装配原型系统在某型号复杂产品中的应用实例。     

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。     

面向增强现实装配的虚实遮挡技术研究

目前增强现实中的虚实遮挡算法大多数是一般性方法,缺少相关文献针对虚拟装配的特点研究增强现实装配中的虚实遮挡问题.分析了增强现实装配场景中虚实零件、装配特征、上下文导航等元素间的遮挡关系,提出了针对增强现实装配的虚实遮挡方法.原型系统试验证明该方法能够有效解决增强现实装配中虚实遮挡问题.     

AR辅助装配中基体及零件位姿组合估计方法

增强现实装配引导技术应用于复杂工业产品的装配引导中,可以提高装配操作人员装配效率。在产品增强现实装配引导过程中,对装配基体及装配零部件的位姿估计是实现真实场景中增强现实装配引导信息注册的关键技术环节。为同时对装配基体以及零部件进行位姿估计,实时获取装配基体与零部件的相对位置关系进行位置检测,针对装配过程中装配基体与装配零部件的不同特点,分别采用不同的位姿估计方法:使用SIFT特征点匹配和PNP方法对装配基体位姿进行位姿估计;使用LINEMOD算法对装配零部件进行位姿估计。本研究以汽车车门板状连接件及车窗驱动电机的装配为例,说明了该位姿估计方法对真实场景中虚拟装配引导信息注册的有效性,能够应用于产品增强现实装配引导中。     

复杂结构产品虚拟布局与装配设计系统研究

为了在设计阶段发现并解决复杂结构产品的布局和装配问题,针对复杂结构产品的特点,分析了复杂结构产品虚拟布局与装配设计系统的需求。以算法设计为基础进行布局方案设计,以虚拟装配设计为检验手段对布局结果的可装配性进行检验和评价。建立了系统设计过程的功能模型,阐述了复杂布局问题的求解算法、面向虚拟装配的产品建模技术和虚拟装配仿真技术等主要关键技术。在这些原理方法研究的基础上,以飞行器仪器舱为应用背景,进行了原型系统的开发,给出了部分运行实例。运行结果验证了系统原理及其实现技术的可行性和实用性。     

阀门产品的装配规划系统研究与应用

为满足制造企业对装配建模、装配序列规划及装配工艺方案设计等技术的需求,设计和开发了具有工程应用价值的复杂产品装配规划与仿真系统AeroAssem。介绍了系统的总体结构并结合在阀门装配的经验,以典型产品为例分别阐述了各主要功能模块所采用的关键技术及其应用情况。通过与国外装配规划系统相比,分析了系统在矩阵提取、序列规划及工艺图等方面的优势。AeroAssem系统为复杂产品的数字化装配规划提供了较为全面的、具有实际工程应用价值的解决方案。     

基于HoloLens的汽车主减速器虚拟装配系统设计

针对汽车主减速器零/部件种类繁多、装配过程复杂等问题,以UG和3DS Max作为系统模型准备,以Unity和Microsoft Visual Studio作为系统开发环境,利用增强现实设备Holo Lens丰富的人机交互手段,实现了一套包括自动装配和手动装配2种模式的虚拟装配系统,虚拟再现了主减速器的装配流程和装配路径,为用户提供了直观的现场感和全新的产品设计模式。测试表明:该系统具有良好的沉浸性和交互性,有效地提高了产品的装配质量和设计效率,实际应用效果显著。     

基于图像自然特征的增强装配引导系统

基于增强现实的产品装配引导有助于提高装配过程的人机效率,研究了增强装配引导信息的建模技术,实现装配过程引导信息的统一组织管理;基于图像自然特征,利用BRIEF算法进行图像匹配,实现虚实装配零件注册;基于虚实注册信息,实现装配引导信息在真实装配场景中的叠加,并建立了增强装配引导原型系统。增强装配引导作为一种新型的人机交互方式,可用于辅助工人进行装配作业,有助于提高装配培训的效率。     

虚拟装配技术概述

虚拟装配技术是虚拟现实技术在装配领域的全新应用,为产品装配带来了新的思路和方法.对虚拟装配的研究状况进行了全面的综述和分析,主要讨论了虚拟装配的定义,指出虚拟装配实质上是实现两个层次的映射.介绍了虚拟装配的分类,从虚拟现实环境、虚拟装配关键技术和应用系统三个方面对虚拟装配的研究内容进行了详细的阐述,指出了虚拟装配技术研究中的不足和其发展趋势.