一、产品装配虚拟现实技术及应用(论文文献综述)
魏巍,冯蓬勃,陈峥廷,迟昭娟[1](2021)在《增强现实辅助装配技术综述》文中研究指明目的增强现实技术是一种将虚拟信息与真实环境相融合的技术,增强装配是指将增强现实技术应用到装配领域,旨在提高装配效率与质量、降低装配培训成本。方法对增强现实辅助装配技术进行了介绍,并对增强现实三大关键技术(跟踪配准技术、实时交互技术、虚实融合技术)及其在辅助装配系统中的实现方法进行了详细阐述,然后分类介绍了增强现实辅助装配实例,最后提出了在实际应用中面临的问题。结论增强现实技术在辅助装配时充分发挥作用的前提是必须要有完善的装配信息模型;目前受硬件的限制,头戴式显示器只能在便携性与图形性能之间取一个平衡;增强装配引导系统的最终使用对象是工人,因此构建一个用户友好型增强装配系统十分重要。
张振玉[2](2021)在《基于虚拟现实技术的样机设计 ——以辣椒分段设备设计为例》文中提出随着计算机技术的飞速发展,基于计算机的虚拟现实技术得到了进一步提升。虚拟空间中可以为用户创建出更加真实的环境,使用户在沉浸感和交互性方面获得更好的体验。目前,虚拟现实技术被广泛应用于建筑、军事、医疗、教育等众多领域,在工程中仅有少量应用,在产品功能展示和交互方面仍有开发空间。虚拟样机验证应用于机械设计可以提高设计效果,减少设计缺陷,其潜力有待进一步挖掘。本文提出一种以头戴式虚拟现实技术为基础,使用Unity3D开发引擎对机械设计进行仿真的方案,成功开发了一款辣椒分段切割设备。这既解决了工程实践中的生产需要,也探索了使用虚拟现实技术验证机械设计的可能性。同时本文在虚拟环境中深化产品展示功能,实现了用户与虚拟样机深入交互的功能。首先根据虚拟现实的技术特点了解其在各个领域的应用情况,分析虚拟现实技术应用于机械设计中的可行性。选取以设计辣椒分段设备作为方法验证,调研了目前辣椒相关产品的加工方式,总结其加工特点,利用UG软件实现三维模型的设计。针对当前生产辣椒产品主要是依靠人力进行生产的情况,本文设计了一套辣椒自动切割设备。该设备利用上下两组同步带实现辣椒的传输和压紧,使用多组圆形刀片组成的旋转刀组实现辣椒在运输过程中的切割,使用分料盒实现辣椒段的分类收集。使用该设备能够较精确的进行辣椒切割,得到较高质量的产品,解决了人工加工方式效率低和成本高的问题。在完成三维建模后,通过Unity3D引擎读取三维模型,将该设备在虚拟现实空间中展示,操作者通过手柄操作,实现人与该设备的人机交互功能,完成该设备三维设计的虚拟仿真,进一步验证了该设备的功能。最后,按照机械行业标准绘制该设备图纸,并对该设备进行整机装配和调试,从而验证虚拟现实技术的仿真效果。在辣椒切割试验中,该设备得到了较高质量的产品,从而验证了本文在机械设计中使用虚拟现实技术进行仿真方案的可行性。
王帅[3](2021)在《装配线仿真与装配件检测关键技术研究及应用》文中研究指明装配线仿真与装配件检测是装配线管控的重要任务。装配是智能制造的重要生产阶段,装配线是智能制造的关键组成单元,装配线管控也是装配制造中不可或缺的管理控制方式。中国制造2025科学和技术发展规划将数字化和智能化设计制造列为关键研究领域之一,装备制造业列为国家工业化和现代化的重要支柱产业之一,汽车产业列为重点产业项目之一。本论文以汽车装配线为研究对象,从装配线的前期搭建,布局优化实现装配效益最优,再到装配线的后期建成,装配件检测确保装配质量最佳。针对整条装配线布局仿真和装配件检测的主要问题进行深入的研究,紧密结合“三个之一”的“中国智造”核心需求,主要围绕四个关键技术:多目标布局优化、混合现实布局仿真、深度学习目标检测和混合现实装配检测,开展如下研究工作:1.基于组合多目标优化的机器人装配线的三维安全布局方法。针对现有的布局优化方法缺乏考虑机器人的高度信息和装配范围容易产生不安全布局的问题。首先,定义机器人等不规则设备的建模规则,使用蒙特卡罗(Monte Carlo)方法模拟机器人实际装配作业空间;再建立具有安全指标的装配线布局模型,兼顾物流成本最低和占地面积最小的多优化目标;然后,采用改进的结合优化方法求解该模型,有效提升主流的多目标优化算法求解该模型多样性和收敛性不佳的情况;最后,通过安全指标的阈值筛选确定安全布局,三维安全验证确保布局方案的安全性、多样性和经济性。2.基于混合现实的装配线布局人机交互方法。针对混合现实布局设计应用较少且人机交互不够直观灵活的问题,提出一种基于混合现实装配线布局的人机交互方法,为布局设计者提供直观便捷的辅助决策指导。视线跟踪和手势识别结合的方法进行目标选择,提升布局设计者单一手势选择的交互操作感和使用舒适性。针对传统布局需要实地布置,还需要不断的测试调整费时费力的问题,提出虚拟端和现实端数据驱动的装配线仿真方法。以数据驱动为载体,高保真度的完成装配线中各种设备间的信息交互,节约时间成本和人力成本,提高布局设计的时效性。3.基于深度学习的装配件质量检测方法。针对传统图像识别需要人工特征提取耗时长的问题,提出一种基于卷积神经网络目标识别的装配质量检测的方法,有效保证装配件的装配质量和效果。应用Alex Net和Faster R-CNN叠加,实现不同种类装配件的自适应装配检测。针对人为疲劳导致的装配失误,质量检测可跟踪记录检测过程,从管理端、操作端可视化装配线的工艺流程、生产节拍等装配信息。4.混合现实装配检测中深度学习数据增强方法。针对混合现实中装配操作者佩戴Holo Lens移动头戴显示设备具有检测视角多自由度且受检测环境影响大的问题,提出一种混合现实装配检测中深度学习数据增强方法。首先,采用人为最佳数据增强策略的数据预处理方法生成增强数据集;再用改进的图像增强方法,解决图像增强后装配件的部分检测目标特征失真的情况。该方法能有效生成数据增强集,无需大量的人工样本标注,既能有效提升检测模型的泛化能力,又能提高装配检测的识别精度。依托中国科学院沈阳计算技术研究所承担的国家级项目,理论研究成果已经应用于面向大型复杂结构件的多机器人协同制造子系统和基于数字孪生的智能车间管控技术之智能装配线的安全仿真子系统。本论文对装配线仿真与检测具有重要的应用意义。
刘克迪[4](2021)在《虚拟装配关键技术研究与实现》文中研究说明随着工业技术的快速发展,在机械装配领域,对于装配的精度和质量提出了越来越高的要求。虚拟装配可以使工程师在设定产品装配工艺之前,提前发现存在的问题,提出修改意见,进而提高装配的效率以及可靠性。因此,本课题从虚拟装配中的两项关键技术:装配序列规划、零件间干涉检测出发,展开论文。装配序列规划问题始终是虚拟装配方面研究的热点也是难点,本文分析了目前存在的一些算法在求解装配序列时的不足,针对这个问题,提出了一种装配序列智能规划算法用来解决装配体的装配序列规划问题,该算法在遗传算法的基础上,对零件编号采用装配体结构层次模型和同类零件的统一编号的方式;通过干涉矩阵和接触矩阵对装配序列可行性进行分析,除去无用的装配序列;融入模拟退火思想和Metropolis准则对恶化解概率接受,解决遗传算法容易陷入局部最优解问题。最后通过该算法与单一遗传算法在减速器的装配序列规划的对比实验,验证了装配序列智能规划算法的有效性。零件间的干涉检测精度同样对虚拟装配有着重要意义,针对Unity3d软件中零件间干涉检测精度不足的问题,提出了微分零件三角面片算法,该算法基于计算机中立体模型生成原理即零件模型都是由多个三角面片拼装而成的,通过Unity3d软件内置组件提取出每个三角面片的所有顶点的空间位置坐标,将所有组成零件的三角面片按照设定的精度值进行横向和纵向的等距微分,再在所有分割点上,生成以精度值为边长的小正方形面片,用来代替原零件进行干涉检测。通过实验证明了微分零件三角面片算法的可行性。最后,结合装配序列智能规划算法和零件间精确干涉检测技术,搭建起虚拟装配平台。Unity3d软件和主动快门式3D显示系统分别做为平台的软硬件支持,能够使用户在沉浸式的环境下进行虚拟装配,进行深度的人机交互,发挥人因优势对装配序列进行优化。平台以减速器为例,展示了包含工作原理、查询零件明细、自由拆装以及拆装动画等功能。同时平台还支持在Windows,Android环境下运行。
韩欣雨[5](2021)在《基于WebGL的机械产品虚拟装配展示方法研究》文中研究指明随着互联网技术的发展,在Web网页上展示和操作机械产品装配模型有非常广泛的应用。新兴的WebGL技术及HTML5技术为浏览器操作和展示三维模型提供了技术支撑,为了对包含众多零部件的复杂机械产品开展更深入的应用,需要对产品装配模型进行展示,因此基于WebGL技术实现复杂机械产品的虚拟装配展示具有重要的研究意义和应用价值。机械产品的虚拟展示需要有完整的装配模型,大多机械产品包括了十分复杂的几何模型和装配约束关系,需要通过CAD建模软件创建机械产品的装配模型,然而不同的建模软件都采用各自的模型存储格式,一般提供较低级的边界几何信息,因此需要对CAD建模软件完成的装配模型进行装配重构。首先通过WebGL中的Three.js加载服务端的STL格式的机械产品三维装配模型;其次对机械产品的三角网格模型基于半边数据结构进行拓扑重构,实现对三角面进行邻域搜索和几何操作;然后基于重构的拓扑关系并根据零件的几何位置和姿态,对装配约束关系自动识别,重构出机械产品的装配约束关系,完成产品装配模型的重构;另外为了方便在浏览器中对组成机械产品装配模型的零部件进行查找并分析其内部结构和空间位置关系,在浏览器上引入了产品的装配零部件导航和基于装配约束关系的装配爆炸图自动生成,从而完成了复杂机械产品在浏览器上的虚拟装配展示。最后以一级减速器为例进行了展示实验,实现了减速器的虚拟装配展示,验证了方法的可行性。该方法表明基于WebGL技术可以构建功能强大的装配模型虚拟展示平台,用户只需借助浏览器即可查看及操作机械产品的装配模型。
曹玉法[6](2021)在《基于HTC的机床虚拟装配运动仿真研究》文中进行了进一步梳理虚拟现实是近些年来兴起的一项全新的实用技术,实现的方式是通过计算机对虚拟环境进行模拟,使人沉浸于环境中并可以与环境中的物体进行交互。虚拟现实技术的出现正在慢慢的改变人们的日常生活,已发展成为当今最重要的方向之一。目前,有关于虚拟现实的研究方法和所涉及的相关理论已变得成熟,已经在多个领域得到了应用。虚拟装配是虚拟现实与传统装配结合的产物,在制造业中,装配具有非常重要的地位。最近几年虚拟现实发展速度极快,虚拟装配作为虚拟现实的重要组成部分,成为许多企业和机构的重点研究对象。虚拟现实技术与传统装配技术相比具有不受空间限制、操作简单便捷、仿真效果好、所需成本低的特点。本文根据虚拟装配中的实际需求,研究了装配过程中的关键技术,完成了机床主轴箱虚拟装配系统的设计与实现,并对机床进行分模块装配,设计并实现机床在虚拟环境下的铣削运动仿真,主要研究内容如下:(1)分析对比虚拟现实常用的几种工作引擎以及硬件设备,根据实际情况选择Unity3d软件和HTC VIVE硬件作为本文研究虚拟装配的工具,并对两者涉及的技术理论进行详细的介绍,充分理解了工作原理。(2)研究了虚拟装配中的装配工艺顺序。并提出一种新的稳定性概念,使子组件检测能够以最小的计算量进行并行装配顺序规划。提出了静态稳定性、动态稳定性和强化稳定性的概念,并以主轴箱为例验证复杂结构在装配阶段的稳定性。(3)本文先以机床的主轴箱为例,对主轴箱零件进行了建模,对装配工艺以及技术要求做了相关分析,装配系统使用C#进行语言编程,系统使用新UI系统进行并设计了系统的用户界面,设计了零件的高亮显示功能、文本显示功能以及手柄震动功能,大大增加了用户的操作体验。进行虚拟环境的构建,并对场景做了相关设置。使用手柄实现了零件的抓取和移动。完成了主轴箱虚拟装配系统的设计,最后通过软硬件结合的人机交互方式,实现了对机床主轴箱的装配仿真和拆卸仿真。(4)对机床整体的虚拟装配进行了研究,对机床的各个部分进行建模,并进行了渲染和格式转换工作,对机床虚拟装配路径进行了规划,最后完成整个机床的虚拟装配工作,设计并实现了机床在进行铣削运动时的虚拟仿真。
陈书骐[7](2021)在《基于手势交互的装配仿真系统研发》文中认为目前的装配仿真系统虽能将用户带入到虚拟环境中,但仍需用户手持辅助设备才能进行相应操作,对用户来说是一种负担。随着虚拟现实技术不断进步,人们已不满足于目前的交互体验,对交互方式又提出了新的要求。针对该需求,本课题以宁夏某公司使用的一种机械手爪为装配对象,借助虚拟现实辅助设备HTC Vive,开发了一个基于手势交互的装配仿真系统,用户除了能在虚拟环境中学习手爪的拆装过程外,还能利用手势操控零件来进行手爪的拆装训练,增强了人机交互的体验感。本课题完成的工作主要有两项:1.对本课题的装配对象——机械手爪进行三维建模和装配工序设计。由于机械手爪包含的零部件数量较多,通过分析其结构特征来对机械手爪进行拆分,然后利用建模软件Solid Works,按照机械手爪各个组成部分的零部件的真实尺寸创建三维模型,并导入到渲染软件3DS Max进行重新渲染和优化,最后参照机械手爪的装配工序对交互的拆装操作进行规划。2.人机交互的设计与实现。根据虚拟环境下机械手爪拆装交互的特点,对系统的交互需求进行分析,设计了一套交互手势动作,包括人物在场景中的漫游、人手对零部件的抓取、移动、释放、旋转以及切换场景等操作手势,并详细介绍了每个手势动作的设计和实现。
邓继周[8](2020)在《基于增强现实的信息投影辅助装配平台关键技术研究》文中研究指明传统装配过程中,装配人员依靠纸质的装配工艺文档进行装配作业,存在如下问题:装配工艺文档以文字并辅以装配图详尽描述装配流程,但可视化效果不直观,装配人员需要花费一定的时间才能获取有效信息,制约着装配效率;同时,现代机械产品往往是多学科交叉、多技术融合的复杂装配体,对装配人员的专业素养、认知水平以及操作熟练度提出了较高的要求,现场装配时,极有可能因为装配人员的理解不充分,出现漏装、错装现象,造成产品质量不合格。因此,本文针对传统装配效率低、装配周期长等问题,以辅助机械产品装配为目的,研究基于增强现实的信息引导辅助装配技术,通过真实装配现场同虚拟装配信息相互融合,减轻装配人员认知与理解负担,实现装配作业引导。具体研究内容如下:(1)针对传统装配过程中存在的问题,提出了构建信息投影辅助装配平台。以辅助装配工人作业为目的,分析基于增强现实的信息投影辅助装配平台的特点,建立了体系框架,明确了平台功能模块的作用以及相互关系。在此基础上确定了信息投影平台的关键支撑技术。(2)研究了投影信息管理与可视化表达技术。针对增强现实装配过程中,产品装配对信息引导的需求,提出了构建装配信息层次结构模型以及基于XML的装配引导信息存储方法,实现了对装配引导信息的有效管理;采用多种可视化表达方式,形成装配现场增强显示的信息源。最后,通过研究基于手势质心运动轨迹的动态手势识别方法,实现基于增强现实装配过程中虚拟引导信息的更迭。(3)研究了基于图像自然特征的位姿注册技术,具体包括摄像机标定技术、投影仪标定技术、投影仪现场位姿注册技术。首先对摄像机标定技术进行研究,提出基于正面图像的摄像机标定方法,在此基础上了完成了投影仪的标定。其次在投影仪现场注册过程中,针对金属零件存在反光以及弱纹理等易造成特征识别与特征匹配不准确的问题,采用SURF特征检测算法并结合随机采样一致算法(RANSAC),完成基于自然特征的投影仪现场位姿注册,实现虚拟引导信息的现场叠加。(4)基于上述相关研究工作,在VS2010集成开发环境下,结合Open CV图像处理库和Open GL图形处理库,完成对信息投影辅助装配平台的开发。以自吸泵为实例对象,阐述了信息投影辅助装配的流程,验证平台各个功能的正确性和可行性。
彭俊江[9](2020)在《基于Unity3D的轨道车辆虚拟设计系统研究》文中提出随着图像处理技术、仿真技术、人机交互技术、面向对象编程等技术的发展与成熟,虚拟现实技术大量应用在社会各领域中。针对轨道车辆产品设计在实际过程中设计周期长、设计成本高、设计效果无法实时显示、无法实现设计产品跨平台联动等问题,提出了基于Unity3D的轨道车辆虚拟设计系统研究,开发基于Unity3D引擎平台沉浸感、想象性、交互性特点的轨道车辆虚拟设计系统,为用户提供一个低成本、高效率、多样式,且包括轨道车辆总体设计、关键部件设计、虚拟装配、虚拟运行的集成设计系统。第一章阐述了本文的背景及研究意义,详细讲述了虚拟现实技术特征,综述了基于Unity3D技术在轨道车辆方面应用的国内外现状,包括虚拟现实技术在轨道车辆检修、装配、虚拟运行等方面的应用,并介绍了本文在开发过程中的主要研究工作和文章组织结构。第二章根据项目要求分析了轨道车辆虚拟设计系统需求,详细介绍了轨道车辆虚拟设计系统功能模块和系统组织架构、系统开发软硬件环境,包括虚拟引擎平台、3D建模软件,仿真分析软件,系统阐述了轨道车辆虚拟设计系统开发技术路线。第三章研究了轨道车辆虚拟设计系统功能实现的关键技术,提出了UI自适应屏幕与锚点和空间扇形检测方法解决人机交互问题;研究了场景虚拟视角控制数学模型算法,解决了运行场景运行时视角变化不真实,用户眩晕、运行画面切换不稳定等问题;分析了不同实时碰撞算法之间的优缺点,提出使用AABB包围盒算法进行场景模型间的碰撞检测,实现模型间碰撞的快速检测。第四章开发了基于Unity3D的轨道车辆虚拟设计原型系统,介绍了系统3D模型构建、车辆总体设计子模块、关键部件结构设计子模块、虚拟装配设计子模块、虚拟运行子模块主要功能实现的方法方式。第五章分析了轨道车辆虚拟设计系统在相应硬件环境下,对用户需求、模型功能、数据的准确性、运行流畅度等功能效果进行了调试,根据调试结果对系统模型和内存进行了优化,模型优化考虑Mesh合并、控制多边形数量两个方向,内存优化考虑Assert、引擎Native、和临时调用对象三个方向,优化测试结果表明轨道车辆虚拟设计系统运行稳定流畅,功能符合需求,具备可扩展性。第六章总结本文研究内容,对论文研究内容和方向进行了展望。
邴源[10](2020)在《沉浸式虚拟装配过程仿真关键技术的研究》文中研究指明基于虚拟现实技术的虚拟装配过程仿真方法是一项极具应用潜力的技术,但目前其仍然缺乏足够成熟的人机交互手段以及约束信息反馈方法。本文针对虚拟装配中的虚拟手交互与装配定位两项关键仿真技术进行了研究,并进行了实现与验证,相关研究成果对于现阶段虚拟装配技术实用性的提升有很好的理论意义和应用价值。本文的主要研究成果及工作内容如下:(1)开发了虚拟手交互系统。基于人手生理特点和各手指关节运动原理建立了虚拟手的几何模型,研究了基于数据手套的动捕数据整理方法并实现了人手向虚拟手的动作映射。研究了基于虚拟弹簧和指段碰撞器来防止手指与物体相互穿透的方法,并通过Unity建立了虚拟手的物理模型。基于物理模型的碰撞检测信息制定了单、双手的启发式抓取规则以及对被抓物体变换的控制方法。(2)建立了基于零件变换信息的虚拟装配定位方法。定义了基于PI和OI的零件变换描述方法,并基于此将零件划分为常规类型、轴对称类型和螺纹类型。基于对常规装配操作过程的观察,提出了由PI约束、OI约束、位置重合三阶段导航运动构成的虚拟装配定位方法,并针对每种零件类型制定了相应的导航触发规则和导航运动计算方法。研究了虚拟手系统与待装配零件的运动关联,对正常干涉与不正常干涉的区分方法,以及对可互换零件的处理方法。(3)开发了可重用的虚拟装配插件。通过Unity开发了由虚拟手预设物体和装配信息中心、装配定位执行器、零件装配信息、互换信息交换器等基本组件所构成的虚拟装配插件,并以某型微型电动汽车的轮毂总成为对象,说明了在Unity引擎平台中结合本文开发的虚拟装配插件搭建沉浸式虚拟装配过程仿真环境的具体流程及使用实效。
二、产品装配虚拟现实技术及应用(论文开题报告)
(1)论文研究背景及目的
此处内容要求:
首先简单简介论文所研究问题的基本概念和背景,再而简单明了地指出论文所要研究解决的具体问题,并提出你的论文准备的观点或解决方法。
写法范例:
本文主要提出一款精简64位RISC处理器存储管理单元结构并详细分析其设计过程。在该MMU结构中,TLB采用叁个分离的TLB,TLB采用基于内容查找的相联存储器并行查找,支持粗粒度为64KB和细粒度为4KB两种页面大小,采用多级分层页表结构映射地址空间,并详细论述了四级页表转换过程,TLB结构组织等。该MMU结构将作为该处理器存储系统实现的一个重要组成部分。
(2)本文研究方法
调查法:该方法是有目的、有系统的搜集有关研究对象的具体信息。
观察法:用自己的感官和辅助工具直接观察研究对象从而得到有关信息。
实验法:通过主支变革、控制研究对象来发现与确认事物间的因果关系。
文献研究法:通过调查文献来获得资料,从而全面的、正确的了解掌握研究方法。
实证研究法:依据现有的科学理论和实践的需要提出设计。
定性分析法:对研究对象进行“质”的方面的研究,这个方法需要计算的数据较少。
定量分析法:通过具体的数字,使人们对研究对象的认识进一步精确化。
跨学科研究法:运用多学科的理论、方法和成果从整体上对某一课题进行研究。
功能分析法:这是社会科学用来分析社会现象的一种方法,从某一功能出发研究多个方面的影响。
模拟法:通过创设一个与原型相似的模型来间接研究原型某种特性的一种形容方法。
三、产品装配虚拟现实技术及应用(论文提纲范文)
(1)增强现实辅助装配技术综述(论文提纲范文)
1 增强现实辅助装配 |
2 跟踪配准技术 |
2.1 基于自然特征的跟踪配准 |
2.2 其他跟踪配准方法 |
3 实时交互技术 |
4 虚实融合技术 |
4.1 装配信息建模 |
4.2 虚拟信息自动推送 |
5 增强现实辅助装配实例 |
6 结语 |
(2)基于虚拟现实技术的样机设计 ——以辣椒分段设备设计为例(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景及意义 |
1.2 课题研究现状 |
1.2.1 VR技术的研究现状 |
1.2.2 辣椒分段设备研究现状 |
1.3 课题的主要研究内容 |
1.4 本章小结 |
第二章 虚拟现实软件与硬件及应用分析 |
2.1 Unity功能模块 |
2.1.1 Unity3D引擎 |
2.1.2 Unity常用面板 |
2.1.3 Unity重要组件 |
2.1.4 场景元素 |
2.1.5 界面模块 |
2.2 HTC VIVE与 steam |
2.3 VR技术在机械设计中的特点 |
2.4 本章小结 |
第三章 辣椒分段设备结构设计 |
3.1 功能需求分析 |
3.2 方案设计 |
3.2.1 切割刀具 |
3.2.2 刀具组合在虚拟现实中的验证 |
3.2.3 刀具组合优化 |
3.2.4 输送方式 |
3.2.5 整体机架 |
3.2.6 动力传输 |
3.2.7 分料结构 |
3.2.8 辅助结构 |
3.3 本章小结 |
第四章 辣椒分段设备虚拟仿真设计 |
4.1 搭建虚拟空间 |
4.2 虚拟功能演示 |
4.2.1 功能演示 |
4.2.2 交互功能 |
4.2.3 交互模式 |
4.3 搭建UI界面 |
4.3.1 UI界面设计原则 |
4.3.2 UI界面设计 |
4.3.3 界面转换 |
4.4 系统发布 |
4.5 本章小结 |
第五章 辣椒分段设备样机及应用 |
5.1 样机制造与调试 |
5.1.1 零件加工与制造 |
5.1.2 设备组装与调试 |
5.2 样机性能检测 |
5.3 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录 攻读学位期间学术成果 |
(3)装配线仿真与装配件检测关键技术研究及应用(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 研究背景 |
1.1.1 装配线概述 |
1.1.2 XR技术概述 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 装配线仿真优化的研究现状 |
1.2.2 布局设计中XR技术应用的研究现状 |
1.2.3 深度学习目标识别的研究现状 |
1.2.4 装配检测中AR和MR技术应用的研究现状 |
1.3 研究意义和论文来源 |
1.3.1 研究意义和目的 |
1.3.2 论文来源 |
1.4 研究内容和论文结构 |
1.4.1 研究内容 |
1.4.2 论文组织结构 |
1.5 本章小结 |
第2章 基于组合多目标优化的机器人装配线安全布局方法的研究 |
2.1 问题提出 |
2.2 基于安全指标的装配线布局模型 |
2.2.1 装配线布局描述 |
2.2.2 安全布局建模 |
2.2.3 确定模型参数 |
2.3 基于组合多目标优化的安全布局方法 |
2.3.1 NSGA-II算法的理论基础 |
2.3.2 DE算法的理论基础 |
2.3.3 组合多目标优化安全布局方法的研究 |
2.3.4 布局安全验证方法 |
2.4 实验与验证 |
2.4.1 性能测试及对比实验 |
2.4.2 求解安全布局实例 |
2.4.3 组合多目标优化的机器人装配线安全布局方法的应用 |
2.5 本章小结 |
第3章 基于混合现实的装配线布局人机交互方法的研究 |
3.1 问题的提出 |
3.2 混合现实装配线布局仿真人机交互方法 |
3.2.1 混合现实装配线布局仿真人机交互框架 |
3.2.2 基于数字孪生的装配线布局仿真方法 |
3.2.3 基于混合现实的人机交互方法 |
3.3 实验与验证 |
3.3.1 实验结果 |
3.3.2 基于数字孪生的虚拟模型的实现 |
3.3.3 基于混合现实装配线布局人机交互方法的应用 |
3.4 本章小结 |
第4章 基于深度学习的装配件质量检测方法的研究 |
4.1 问题的提出 |
4.2 基于深度学习的装配件质量检测方法 |
4.2.1 装配件质量检测框架 |
4.2.2 基于Faster R-CNN的装配件目标识别方法 |
4.2.3 基于AlexNet卷积神经网络的装配件分类方法 |
4.3 实验与验证 |
4.3.1 实验数据集 |
4.3.2 实验结果 |
4.3.3 基于深度学习的装配质量检测方法的应用 |
4.4 本章小结 |
第5章 混合现实装配检测中深度学习数据增强方法的研究 |
5.1 问题的提出 |
5.2 混合现实装配检测方法 |
5.2.1 混合现实装配检测框架 |
5.2.2 混合现实装配检测方法的研究 |
5.3 混合现实装配检测中数据增强方法 |
5.3.1 改进的CLAHE的图像增强方法 |
5.3.2 数据集预处理几何变换方法 |
5.4 实验与验证 |
5.4.1 增强数据集 |
5.4.2 实验结果 |
5.4.3 混合现实装配检测中深度学习数据增强方法的应用 |
5.5 本章小结 |
第6章 总结 |
6.1 本文工作总结 |
6.2 创新点 |
6.3 研究展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简历及攻读学位期间发表的学术论文与研究成果 |
(4)虚拟装配关键技术研究与实现(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题背景及研究意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 装配序列规划的研究现状 |
1.2.2 零件干涉检测的研究现状 |
1.2.3 虚拟装配研究现状 |
1.3 本课题主要研究内容 |
1.4 论文体系结构 |
本章小结 |
第二章 装配序列智能规划算法 |
2.1 引言 |
2.2 装配序列规划算法对比 |
2.2.1 遗传算法 |
2.2.2 蚁群算法 |
2.2.3 混合蛙跳算法 |
2.2.4 帝国竞争算法 |
2.3 装配序列智能规划算法的基本思想 |
2.3.1 降低装配体零件编号个数 |
2.3.2 序列可行性分析 |
2.3.3 模拟退火算法 |
2.4 装配序列智能规划算法的实现过程 |
2.5 装配序列智能规划算法的流程 |
2.6 装配序列规划对比实验 |
本章小结 |
第三章 基于微分零件三角面片算法的零件间干涉检测 |
3.1 引言 |
3.2 立体模型生成原理 |
3.3 微分零件三角面片算法 |
3.3.1 算法原理 |
3.3.2 微分零件三角面片算法的流程 |
3.3.3 微分零件三角面片算法的实现结果 |
3.4 零件间的精确干涉检测实验 |
3.4.1 Unity3d软件中模型碰撞触发条件 |
3.4.2 零件间的精确干涉检测实验结果 |
本章小结 |
第四章 虚拟装配平台开发 |
4.1 引言 |
4.2 平台开发分析 |
4.3 虚拟装配平台的软硬件支持 |
4.3.1 开发引擎的选择 |
4.3.2 3D显示设备的选择 |
4.4 三维模型准备 |
4.5 虚拟装配平台功能 |
4.5.1 人机交互设计 |
4.5.2 虚拟装配平台主界面 |
4.5.3 工作原理功能 |
4.5.4 剖分装配体功能 |
4.5.5 查询零件明细功能 |
4.5.6 自由拆装功能 |
4.5.7 拆装动画功能 |
本章小结 |
第五章 总结与展望 |
5.1 总结 |
5.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
(5)基于WebGL的机械产品虚拟装配展示方法研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
1 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.2.1 虚拟展示技术的发展概况 |
1.2.2 虚拟装配技术的发展概况 |
1.2.3 WebGL应用现状 |
1.3 论文的主要任务 |
1.4 论文组织结构 |
1.5 本章小结 |
2 基于WebGL虚拟展示技术基础 |
2.1 WebGL前端相关技术 |
2.1.1 HTML5+CSS技术 |
2.1.2 Java Script技术 |
2.2 WebGL技术 |
2.2.1 WebGL简介 |
2.2.2 Three.js框架 |
2.3 STL文件 |
2.4 系统总体架构设计 |
2.4.1 应用需求分析 |
2.4.2 系统总体架构 |
2.4.3 系统总体方案 |
2.5 本章小结 |
3 产品三维装配展示模型 |
3.1 产品三维装配模型创建 |
3.2 基于浏览器的产品三维展示环境创建 |
3.2.1 场景设置 |
3.2.2 照相机设置 |
3.2.3 渲染器设置 |
3.2.4 光源设置 |
3.3 产品三维装配模型设计 |
3.4 产品三维装配模型重构 |
3.5 本章小结 |
4 产品装配约束关系自动重构 |
4.1 三角网格拓扑数据结构重构 |
4.1.1 网格数据结构 |
4.1.2 STL文件数据分析 |
4.1.3 基于AVL树进行冗余顶点剔除 |
4.1.4 基于半边数据结构进行拓扑重构 |
4.2 装配约束关系自动识别 |
4.2.1 两零件包围盒检查 |
4.2.2 零件三角面片的面面检测 |
4.2.3 同轴关系判定 |
4.3 本章小结 |
5 产品三维装配展示 |
5.1 产品零部件导航 |
5.2 产品装配爆炸图展示 |
5.3 零部件碰撞检测 |
5.3.1 碰撞检测技术 |
5.3.2 层次包围盒技术 |
5.3.3 基于层次包围树的碰撞检测 |
5.4 本章小结 |
6 应用实例 |
6.1 系统配置 |
6.2 减速器虚拟装配展示 |
结论 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间发表学术论文情况 |
致谢 |
(6)基于HTC的机床虚拟装配运动仿真研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 引言 |
1.2 课题来源背景及意义 |
1.2.1 课题来源与背景 |
1.2.2 课题意义 |
1.3 国内外研究现状综述 |
1.3.1 虚拟现实技术的研究现状 |
1.3.2 传统装配技术的研究现状 |
1.3.3 虚拟装配技术研究现状 |
1.4 论文的章节安排 |
第2章 虚拟装配的工具与相关理论 |
2.1 引言 |
2.2 虚拟现实开发平台 |
2.2.1 虚拟设计平台概述 |
2.2.2 Unity3d基础界面 |
2.3 虚拟硬件设备 |
2.3.1 设备介绍 |
2.3.2 Lighthouse光学跟踪技术 |
2.4 碰撞检测技术 |
2.4.1 包围盒法 |
2.4.2 分离轴定理 |
2.4.3 GJK算法 |
2.5 本章小结 |
第3章 机床主轴箱装配工艺与顺序规划 |
3.1 引言 |
3.2 主轴箱简述 |
3.3 主轴箱装配工艺 |
3.3.1 装配技术要求 |
3.3.2 装配工艺顺序 |
3.3.3 拆卸工艺顺序 |
3.4 基于装配顺序规划稳定性的研究 |
3.4.1 装配顺序规划分析 |
3.4.2 稳定性及其分类 |
3.4.3 稳定性矩阵的表示 |
3.4.4 子部件检测与相似子集识别 |
3.4.5 基于主轴箱的稳定装配顺序规划 |
3.5 本章小结 |
第4章 机床主轴箱虚拟装配系统设计与实现 |
4.1 系统设计方案 |
4.2 主轴箱零件建模与处理 |
4.2.1 零件建模 |
4.2.2 零件模型的渲染与格式转换 |
4.2.3 零件模型导入 |
4.2.4 动作脚本的编写 |
4.3 虚拟场景设计 |
4.3.1 虚拟空间构建 |
4.3.2 虚拟场景设置 |
4.4 用户界面设计 |
4.5 零件高亮显示设计 |
4.6 零件文本显示设计 |
4.7 主轴箱虚拟装配与拆卸实现 |
4.7.1 人机交互 |
4.7.2 装配仿真实现 |
4.7.3 拆卸仿真实现 |
4.8 本章小结 |
第5章 机床虚拟装配与运动研究 |
5.1 引言 |
5.2 数控机床概述 |
5.3 数控机床建模 |
5.4 机床虚拟装配路径规划 |
5.5 机床模块虚拟装配仿真实现 |
5.6 机床铣削运动仿真 |
5.6.1 研究方法 |
5.6.2 VR-CAM集成技术 |
5.6.3 机床虚拟铣削运动模拟 |
5.7 本章小结 |
结论与展望 |
结论 |
展望 |
参考文献 |
致谢 |
附录A 攻读学位期间所发表的学术论文 |
(7)基于手势交互的装配仿真系统研发(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 研究背景与意义 |
1.2 国内外研究现状 |
1.3 论文组织结构 |
1.4 本章小结 |
第二章 系统开发工具与相关技术 |
2.1 开发工具UNITY3D |
2.2 虚拟现实辅助设备HTC VIVE |
2.3 SOLIDWORKS简介 |
2.4 3DS MAX简介 |
2.5 本章小结 |
第三章 系统分析与设计 |
3.1 系统可行性分析 |
3.2 需求分析 |
3.3 系统结构与开发流程 |
3.4 图形用户界面设计 |
3.5 本章小结 |
第四章 机械手爪三维建模与装配工序设计 |
4.1 三维模型设计 |
4.2 装配工序设计 |
4.3 本章小结 |
第五章 交互设计 |
5.1 手柄或头显交互 |
5.2 手势交互 |
5.3 交互实验与评价 |
5.4 本章小结 |
第六章 系统实现与测试 |
6.1 系统实现 |
6.2 系统测试 |
6.3 本章小结 |
第七章 总结与展望 |
7.1 工作总结 |
7.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
个人简介 |
(8)基于增强现实的信息投影辅助装配平台关键技术研究(论文提纲范文)
摘要 |
Abstract |
第1章 绪论 |
1.1 课题研究的背景及意义 |
1.2 国内外相关研究现状 |
1.2.1 增强现实辅助装配技术发展现状 |
1.2.2 虚实注册技术研究现状 |
1.3 论文研究内容及章节安排 |
第2章 信息投影辅助装配平台总体方案设计 |
2.1 引言 |
2.2 传统装配作业流程分析 |
2.3 信息投影辅助装配平台的构建 |
2.3.1 信息投影平台的体系框架 |
2.3.2 信息投影平台的功能模块 |
2.3.3 信息投影平台开发支撑技术 |
2.4 本章小结 |
第3章 增强现实辅助装配信息管理与可视化技术研究 |
3.1 引言 |
3.2 增强现实装配引导信息管理 |
3.3 增强现实装配虚拟信息可视化技术 |
3.3.1 平面信息可视化显示 |
3.3.2 三维虚拟模型信息可视化 |
3.4 增强现实装配人机交互技术 |
3.4.1 运动目标检测 |
3.4.2 肤色模型建模 |
3.4.3 实验分析 |
3.5 本章小结 |
第4章 增强现实辅助装配现场位姿注册技术研究 |
4.1 引言 |
4.2 位姿注册原理 |
4.3 摄像机标定 |
4.3.1 概述 |
4.3.2 摄像机标定原理 |
4.3.3 摄像机标定结果分析 |
4.4 投影仪标定 |
4.5 装配现场位姿注册 |
4.6 本章小结 |
第5章 原型系统开发与应用实例 |
5.1 引言 |
5.2 系统概述 |
5.2.1 系统运行框架 |
5.2.2 系统开发环境 |
5.2.3 软件平台简介 |
5.3 应用实例 |
5.4 本章小结 |
总结与展望 |
1.论文总结 |
2.后续工作展望 |
参考文献 |
攻读硕士学位期间学术成果及参与的项目 |
致谢 |
(9)基于Unity3D的轨道车辆虚拟设计系统研究(论文提纲范文)
摘要 |
abstract |
第一章 绪论 |
1.1 课题研究背景及意义 |
1.1.1 课题来源 |
1.1.2 课题研究背景及意义 |
1.2 虚拟现实技术介绍 |
1.2.1 虚拟现实技术特征 |
1.2.2 虚拟现实技术的系统类型 |
1.2.3 虚拟现实技术的应用 |
1.3 虚拟现实技术在轨道车辆中的应用现状 |
1.3.1 国内的应用发展现状 |
1.3.2 国外的应用发展现状 |
1.4 论文的主要研究工作及组织结构 |
1.4.1 论文主要研究工作 |
1.4.2 论文组织结构 |
第二章 轨道车辆虚拟设计系统方案设计 |
2.1 轨道车辆虚拟设计系统需求分析 |
2.1.1 安全管理模块 |
2.1.2 功能实现模块 |
2.1.3 数据库管理模块 |
2.1.4 帮助文档模块 |
2.2 系统架构与功能模块设计 |
2.2.1 系统架构 |
2.2.2 功能模块 |
2.3 系统开发软件选择 |
2.3.1 虚拟引擎软件 |
2.3.2 3D建模软件 |
2.3.3 仿真分析软件 |
2.4 系统开发技术路线 |
2.5 本章小结 |
第三章 系统关键技术与方法 |
3.1 人机交互技术 |
3.1.1 UI自适应屏幕与锚点 |
3.1.2 空间扇形检测 |
3.2 虚拟视角控制算法 |
3.2.1 数学模型 |
3.2.2 仿真分析 |
3.3 实时碰撞检测 |
3.3.1 层次碰撞算法类型 |
3.3.2 AABB碰撞检测算法 |
3.4 Maya 建模关键技术 |
3.5 本章小结 |
第四章 轨道车辆虚拟设计系统具体实现 |
4.1 系统3D模型构建 |
4.1.1 模型分类 |
4.1.2 纹理贴图 |
4.2 车辆总体方案设计子模块实现 |
4.2.1 可视化属性设计 |
4.2.2 Unity3D内部XML读写 |
4.2.3 SQLServer与 Unity3D数据交互 |
4.3 关键部件结构设计子模块实现 |
4.3.1 PDF显示面板 |
4.3.2 Ansys动态链接 |
4.4 虚拟装配设计子模块实现 |
4.4.1 装配关系 |
4.4.2 装配顺序与路径规划 |
4.4.3 虚拟装配中的零件定位 |
4.5 虚拟运行环境子模块实现 |
4.5.1 Particle system |
4.5.2 虚拟运行环境模拟 |
4.5.3 LOD模型显示 |
4.6 本章小结 |
第五章 系统调试优化与发布 |
5.1 系统调试 |
5.1.1 调试环境 |
5.1.2 调试内容 |
5.1.3 集成测试 |
5.2 系统优化 |
5.2.1 模型优化 |
5.2.2 内存优化 |
5.3 系统发布 |
5.4 测试总结 |
5.5 本章小结 |
第六章 总结与展望 |
6.1 总结 |
6.1.1 结论 |
6.1.2 创新点 |
6.2 展望 |
参考文献 |
个人简历 在读期间发表的学术论文 |
致谢 |
(10)沉浸式虚拟装配过程仿真关键技术的研究(论文提纲范文)
摘要 |
ABSTRACT |
第一章 绪论 |
1.1 课题来源 |
1.2 课题背景与研究意义 |
1.3 国内外研究现状 |
1.3.1 虚拟现实技术的研究状况 |
1.3.2 虚拟装配技术的研究状况 |
1.3.3 虚拟手技术的研究状况 |
1.3.4 装配定位技术研究状况 |
1.4 论文的研究目的与主要内容 |
第二章 系统框架设计及开发技术 |
2.1 引言 |
2.2 产品的可装配性分析与评价方法 |
2.2.1 面向装配的设计 |
2.2.2 手工装配的特点 |
2.2.3 Boothroyd方法概述 |
2.3 仿真系统总体框架 |
2.3.1 系统的设计目标 |
2.3.2 系统涉及的使能技术 |
2.3.3 系统的体系结构 |
2.4 Unity引擎平台 |
2.4.1 脚本生命周期 |
2.4.2 几何变换相关API |
2.4.3 物理仿真相关API |
2.5 本章小结 |
第三章 虚拟手交互系统的设计与实现 |
3.1 引言 |
3.2 人手骨骼结构及关节运动特点 |
3.2.1 人手的骨骼组成与关节分布 |
3.2.2 手指关节运动形式 |
3.3 几何模型 |
3.3.1 人手结构简化模型 |
3.3.2 层次模型与坐标系统 |
3.3.3 几何建模 |
3.4 人手动作捕捉 |
3.4.1 手指动捕硬件设备 |
3.4.2 对原始动捕数据的整理方法 |
3.4.3 手指动捕实效 |
3.4.4 手掌动捕硬件设备及方法 |
3.5 物理模型 |
3.5.1 手指关节虚拟弹簧 |
3.5.2 手指振动的原因及消除方法 |
3.5.3 指段的碰撞器与触发器 |
3.5.4 物理模型工作过程 |
3.6 抓取规则及物体变换控制 |
3.6.1 抓取对 |
3.6.2 单手抓取 |
3.6.3 双手抓取 |
3.7 本章小结 |
第四章 基于零件几何变换信息的虚拟装配定位方法 |
4.1 引言 |
4.2 虚拟装配中零件几何信息的表达和分类 |
4.3 常规类型零件的装配定位过程 |
4.3.1 PI约束 |
4.3.2 OI约束 |
4.3.3 位置重合 |
4.4 轴对称类型零件的装配定位过程 |
4.4.1 关于PI对称 |
4.4.2 关于OI对称 |
4.5 螺纹类型零件的装配定位过程 |
4.6 装配定位过程中虚拟手系统与待装配零件的运动关联 |
4.6.1 对人手运动的过滤 |
4.6.2 对虚拟手的随动处理 |
4.7 零件干涉信息的处理 |
4.7.1 正常干涉与不正常干涉 |
4.7.2 两种干涉类型的区分方法 |
4.8 可互换零件的信息交换 |
4.9 本章小结 |
第五章 虚拟装配插件的开发及测试 |
5.1 引言 |
5.2 VAPSP的资源组成 |
5.3 各预设物体的功能及工作原理 |
5.3.1 BVHIS |
5.3.2 PAM |
5.3.3 APA |
5.3.4 AMC |
5.3.5 IME |
5.3.6 WS |
5.4 电动车轮毂虚拟装配测试 |
5.4.1 对象的总体设计及装配资料 |
5.4.2 装配体及虚拟场景建模 |
5.4.3 硬件环境 |
5.4.4 仿真系统运行实效 |
5.5 本章小结 |
第六章 结论与展望 |
6.1 结论 |
6.2 展望 |
参考文献 |
致谢 |
作者简介 |
1 作者简历 |
2 发明专利 |
学位论文数据集 |
四、产品装配虚拟现实技术及应用(论文参考文献)
- [1]增强现实辅助装配技术综述[J]. 魏巍,冯蓬勃,陈峥廷,迟昭娟. 包装工程, 2021(14)
- [2]基于虚拟现实技术的样机设计 ——以辣椒分段设备设计为例[D]. 张振玉. 烟台大学, 2021(09)
- [3]装配线仿真与装配件检测关键技术研究及应用[D]. 王帅. 中国科学院大学(中国科学院沈阳计算技术研究所), 2021
- [4]虚拟装配关键技术研究与实现[D]. 刘克迪. 北京邮电大学, 2021(01)
- [5]基于WebGL的机械产品虚拟装配展示方法研究[D]. 韩欣雨. 大连理工大学, 2021(01)
- [6]基于HTC的机床虚拟装配运动仿真研究[D]. 曹玉法. 兰州理工大学, 2021(01)
- [7]基于手势交互的装配仿真系统研发[D]. 陈书骐. 北方民族大学, 2021(08)
- [8]基于增强现实的信息投影辅助装配平台关键技术研究[D]. 邓继周. 江苏科技大学, 2020(02)
- [9]基于Unity3D的轨道车辆虚拟设计系统研究[D]. 彭俊江. 华东交通大学, 2020(03)
- [10]沉浸式虚拟装配过程仿真关键技术的研究[D]. 邴源. 浙江工业大学, 2020(02)