BRIEF算法在基于增强现实的产品装配引导中的应用研究

面向增强现实环境下采用零件自然特征的装配引导应用,提出一种基于BRIEF算法的虚实装配场景注册融合方法。利用BRIEF算法进行装配零件图像自然特征的提取,建立零件图像的特征描述符。通过海明距离进行装配引导过程中零件图像特征描述符的匹配,实现虚实装配零件的注册;同时将虚拟装配信息在真实装配场景中叠加,用于引导用户完成装配作业过程。实验结果表明:利用该算法进行虚实注册具有较好的鲁棒性和实时性,能够较好地应用于增强现实环境下的产品装配引导过程中。     

基于单个圆特征的三维注册技术及其在增强装配中的应用

提出了一种利用图像自然圆特征实现增强现实三维注册的方法:在摄像机已经完成标定的情况下,利用在目标平面中预定义的平面坐标系和一个圆特征实现位姿估算。根据绝对二次曲线与平面圆之间的虚交点估算出目标平面的旋转矩阵;在图像平面内确定圆心的像后,估算出平移向量,实现增强现实三维注册;并将其应用到产品装配过程的虚实融合中,将装配引导信息叠加到产品装配视频中,引导用户实现装配操作。本算法与PnP法三维注册对比实验说明了本算法的正确性和可行性;以减速箱输出轴上的齿轮装配为例,分析和说明了增强现实装配引导环境下产品的装配过程。     

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。     

动态视觉手势识别下手工装配时序控制的智能防错方法

为提高手工装配生产过程的效率,提出一种保证过程时序性的手势视觉识别与防错方法,通过识别信号控制增强现实装配引导系统,减少装配过程中检错和返工消耗的时间。在第一视角下采集手工装配过程的样本视频,用预定时间方法分析单步操作的标准手势和时间序列。在虚拟装配环境中建立了装配操作序列仿真引导模型。用肤色检测获取装配图像的手部区域,定义了区域几何特征并进行概率分布拟合,提取装配手势特征及其识别条件。基于装配动作的时序约束,建立了时序锁定的装配手势识别方法,进而判断装配状态,触发推送、隐藏或更新引导信息。计算机主板装配实例表明,所提出的智能防错方法提高了装配序列的执行效率和一次完成率。     

增强现实在复杂产品装配领域的关键技术研究与应用综述

增强现实技术的快速发展引起了装配领域的关注和研究.为研究增强现实在复杂产品装配领域的应用现状,在解析增强装配的概念、内涵的基础上,探究了增强装配系统的典型架构,提出一种基于增强现实的复杂产品智能装配体系框架;通过分析国内外增强装配技术的相关研究和应用,阐述增强装配系统相关的跟踪注册、人机交互、虚实融合、内容创作等关键技...     

基于数字孪生的增强现实多人协作装配

为了保证复杂产品在关键装配阶段的一次成功率和质量一致性,提出一种基于数字孪生的增强现实(AR)多人协作装配方法。首先提出基于数字孪生的AR多人协作装配架构,根据协作装配的复杂性对装配序列进行过程分解;其次将装配过程上下文数据构造为装配工艺知识图谱,明确了协同过程装配信息的传递与迭代机制,提高了AR协作装配的工况自适应性。在此基础上采用基于根锚点的协同方法实现多人装配过程的AR场景协同,并通过装配工艺知识图谱提供的实时知识实现数据协作,保证了协同装配的质量和效率。以某钢厂复杂轧机的装配为例,建立了基于增强现实的多人协作数字孪生装配系统,验证了所提方法的有效性和可行性。     

基于信息物理系统的可重构装配型架智能装调技术

针对可重构装配型架因安装过程繁琐、装调难度大而被限制应用的问题,在分析其装调流程及技术需求的基础上,提出人与智能眼镜相结合的增强工人模型,构建了基于信息物理系统的智能装调技术框架,并设计了面向可重构装配型架的信息物理装调系统。针对所提出的信息物理系统技术框架,制定了面向可重构装配型架的自定义应用层通信协议,实现了装配现场设备的互联互通。建立了基于工作流的可重构装配型架装调过程可视化指导流程和方法,实现了装调过程中决策信息的快速获取和无纸化展示。提出采用惯性测量单元辅助的精确装调引导方法,解决了定位器精调时反复操作的难题。以某无人机垂尾可重构装配型架为例,验证了应用该装调技术能够改变工人的传统作业模式,显著提高装调效率。     

增强现实机械装配环境中装配过程的研究

分析增强现实装配中虚实零件装配过程。研究虚实装配方式、运动路径规划、装配中碰撞检测和力反馈输出。通过规划虚拟零件运动路径,采用六自由度运动方式实现虚实相对运动和装配;提出一种新颖的碰撞检测方法即：壳体检测法,通过虚拟构造虚实零件碰撞点和区域来定义碰撞检测;利用力反馈设备,实现虚拟零件坐标采集和力反馈输出。实验结果证明壳体检测法具有一定通用性,可以快速、准确地实现虚实物体间碰撞检测和力反馈输出。     

基于图像匹配的增强现实装配系统跟踪注册方法

为了改善跟踪注册方法面向弱纹理零件增强现实装配引导的鲁棒性与适用性,提出一种基于图像匹配的跟踪注册方法.采用图像边缘倾角对距离图像的像素值进行加权,提高图像匹配度计算的准确性;准确的初始帧相机位姿是保证跟踪注册准确性的前提,采用差分进化策略与禁忌搜索策略对遗传算法进行改进,提高初始帧相机位姿跟踪的准确性与搜索效率;采用禁忌搜索算法连续跟踪相机位姿,保证跟踪注册的准确性与实时性.实验结果表明,所提跟踪注册方法相对于基于ORB的跟踪注册方法具有较好的精度,能够对弱纹理零件进行跟踪注册,对杂乱环境具有较好的鲁棒性,满足跟踪注册的实时性的要求.     

面向装配的自行车CAD系统研究

为了提高自行车设计效率和设计质量,本文基于UG建立了自行车CAD系统,引入了参数化模板和装配接口模型。利用模板描述车架结构、引导车架设计;利用模型文件属性内统一定义的装配接口描述装配特征信息,实现零部件按统一方式自动装配。文中还阐述了参数化建模、自动装配、干涉检查等关键技术在该系统中的实现。     

虚拟环境下的轨道车分配阀装配人机工程仿真研究

轨道车分配阀的装配作业是制造过程的关键步骤,为了减少装配作业疲劳程度,提高生产效率,对轨道车分配阀的装配作业过程进行改善。结合生产现场情况,运用HumanCAD平台搭建虚拟装配作业环境;通过对分配阀的装配作业过程仿真,对工人操作进行人机工程分析与评价。所得结果证明了虚拟装配中进行人机问题评估可以准确发现存在的问题,并以此提出工装优化方案,避免了实际生产中人机装配不良的问题。该方法对于指导产品设计、减少作业疲劳程度及提高工位作业效率具有较为显著的作用。     

基于Unity3D的机械产品拆装系统在手机终端的实现

为了提高机械产品在装配设计、结构设计和培训等方面的效率,介绍一种以Unity3D引擎为工具,基于虚拟现实技术,可在智能手机上流畅运行的机械产品拆装系统。首先,将三维模型从专业设计软件导入到3DMax中,简化零件模型的面数,构建场景模型; 其次,在Unity3D中设计World Space交互菜单,提供简洁友好的虚拟交互方式,通过C#语言,在智能手机上实现双目立体视觉、陀螺仪头部跟踪、交互外设适配及控制和角色控制器; 最后,以二级减速器为例,在智能手机上实现拆装展示。实验结果表明,该系统人机交互性能良好,具有高度的沉浸感,可以满足机械产品虚拟拆装的需求。     

三维组合夹具数据库设计及装配技术研究

为了改变组合夹具传统的实物试装模式,提高组合夹具设计的效率和质量,从实用性和易用性的角度出发,以UG为平台,建立组合夹具的三维数据库和组装系统。利用该系统,夹具设计师可在计算机中快速模拟组装组合夹具,以完成夹具的三维设计并生成二维工程图纸,以此指导夹具的实际组装。     

热费发票信息管理系统

发票管理信息系统是一个利用计算机软硬件资源以及数据库的人—机系统,该系统使得热费收取工作系统化、规范化、经济化,从而达到提高热费收缴管理效率的目的。详细论述了利用数据库软件技术实现集中供热采暖费的发票开据和统计报表分析等功能的方法。     

面向汽车驱动桥装配的集成化模型技术的研究与应用

为提高汽车驱动桥装配效率对装配信息与三维模型集成的方法进行了研究。研究内容包括：驱动桥装配信息模型的构建,装配工艺信息与装配体模型进行集成的方式,装配资源信息在装配体模型上表达的方法。最后设计开发了三维装配工艺原型系统,并与实例结合验证了集成化模型技术的可行性。     

Assembly Auxiliary System for Narrow Cabins of Spacecraft

Due to the narrow space and complex structure of spacecraft cabin, the existing asssembly systems can not well suit for the assembly process of cabin products. This paper aims to introduce an assembly auxiliary system for cabin products. A hierarchical-classification method is proposed to re-adjust the initial assembly relationship of cabin into a new hierarchical structure for efficient assembly planning. An improved ant colony algorithm based on three assembly principles is established for searching a optimizational assembly sequence of cabin parts. A mixed reality assembly environment is constructed with enhanced inforamtion to promote interaction efficiency of assembly training and guidance. Based on the machine vision technology, the inspection of left redundant objects and measurement of parts distance in inner cabin are efficiently performed. The proposed system has been applied to the assembly work of a spacecraft cabin with 107 parts, which includes cabin assembly planning, assembly training and assembly quality inspection. The application result indicates that the proposed system can be an effective assistant tool to cabin assembly works and provide an intuitive and real assembly experience for workers. This paper presents an assembly auxiliary system for spacecraft cabin products, which can provide technical support to the spacecraft cabin assembly industry.     

I-DEAS平台下基于装配特征识别的装配技术

提出一种基于装配特征识别的装配技术。根据装配设计过程中的工程装配语义建立装配知识库。装配时,设计者只需选取待装配件,系统就会根据待装配件的装配特征搜索装配知识库并识别出零件间的工程装配语义,然后转化为系统能理解的装配关系。开发了基于I—DEAS的装配平台,实践证明,这种装配技术能重复使用装配信息,有效提高装配设计的效率。     

RESEARCH OF GUIDANCE TECHNOLOGY FOR ASSEMBLY MODELING IN VIRTUAL ENVIRONMENT

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面向钢管企业的计算机辅助信息分类编码系统

针对钢管企业分类编码规则多、原材料数量大的特点，开发计算机辅助编码系统以提高信息编码效率。在分析码段填充类型与数据库存储模型的基础上，提出计算机辅助编码的运行流程。编码生成向导在编码规则的作用下，对不同类型码段进行相应处理，以人机交互的方式辅助代码生成。通过在某钢管企业PDM系统中的实际应用，证明该系统具有高效率和模块化的特点。