基于面片模型的人机交互装配关键技术研究

针对现有的虚拟装配系统大部分是基于实体模型,其计算量大、渲染慢、装配速度慢并且难以处理来自不同CAD系统模型的问题,提出了基于面片模型的人机交互快速装配方法.利用面片所包含的几何信息通过边界表示法重构零部件装配所需的几何信息和空间位姿信息,给出了基于面片模型的装配约束定义.通过人机交互技术将复杂的约束组分解为多个单约束进行求解,实现了约束的快速、准确的求解;按照旋转矩阵和平移矩阵对零部件的空间位姿进行变化,实现装配;最后基于HOOPS三维图形数据平台开发了虚拟装配系统.实践证明,该方法可以有效地减少计算量、提高装配速度、实现协同装配.     

可视化虚拟装配系统及关键技术研究

虚拟装配是虚拟制造的关键技术之一，可在产品设计阶段进行预装配，验证装配工艺的正确性，基于Solid Edge的可视化虚拟装配系统，通过其二次开发，应具备装配路径设置，装配零部件姿态调整及消隐，装配视角调整和视图放缩，虚拟仿真设置等功能，系统的总体包括装置建模初始化，装配工艺文件获取，装配过程动画和仿真等模块。其关键技术有：解除CAD装配体约束，并提取虚拟装配部件6元组位置和姿态信息；以6元组信息为基础的虚拟装配体重绘，及其装配过程仿真；包括虚拟装配零部件，装配件，装配路径和优先级，角度姿态，装配关键点坐标及绕坐标轴角度等信息的数据库组织。     

可视化虚拟装配系统及关键技术研究

虚拟装配是虚拟制造的关键技术之一 ,可在产品设计阶段进行预装配 ,验证装配工艺的正确性 .基于SolidEdge的可视化虚拟装配系统 ,通过其二次开发 ,应具备装配路径设置、装配零部件位置和姿态调整及消隐、装配视角调整和视图放缩、虚拟仿真设置等功能 .系统的总体结构包括装配建模初始化、装配工艺文件获取、装配过程动画和仿真等模块 .其关键技术有 :解除CAD装配体约束 ,并提取虚拟装配零部件 6元组位置和姿态信息 ;以 6元组信息为基础的虚拟装配体重绘 ,及其装配过程仿真 ;包括虚拟装配零部件、装配体、装配路径和优先级、角度姿态、装配关键点坐标及绕坐标轴角度等信息的数据库组织 .     

基于Quest3D的虚拟人机交互系统中5DT数据手套的应用研究

在基于虚拟现实的遥操作系统的开发中,在客户端的人机交互系统中,数据手套可以同时做为输入输出通道,能够充分发挥手在交互过程中的自然性,向虚实无缝结合跨进一大步。介绍了数据手套在虚拟环境中进行交互的过程。在基于虚拟现实的遥操作原型系统中实现了基于5DTData Glove 16-W的人机交互操作,并对数据手套校准,手势的匹配输入进行了研究,设计了在Quest3D场景中用数据手套进行漫游的程序,利用Quest3D SDK编制了数据手套与虚拟环境交互的接口程序。上述方法对于各种基于数据手套的虚拟人机交互应用程序的设计将具有一定的启发作用。     

虚拟装配技术在飞机发动机装配中的应用

飞机发动机的可靠性、稳定性以及主要性能参数在很大程度上是取决于装配工艺水平和装配质量的。在计算机里建立零件三维模型,运用虚拟装配技术模拟装配过程,对可装配性、装配精度进行分析,同时验证装配工具工装的有效性、进一步优化装配工艺,对缩短飞机发动机装配周期、提高装配质量稳定性和一次装配成功率有着实际应用意义。     

虚拟装配系统及其关键技术

基于约束识别和混合建模思想开发了一个虚拟装配系统(VAE)．分析并构建了系统的功能模块和体系结构，研究了特征和网格混合建模、约束识别和求解以及实时碰撞检测等支撑VAE的关键技术，据此开发了基于PowerWall硬件系统的VAE原型系统．该原型系统可以完成产品的装配工艺规划和装配操作培训，并具备简单的参数化几何建模功能．     

虚拟装配技术在装配任务培训中的应用

以火车转向架虚拟拆装系统开发为例,叙述了开发虚拟装配任务培训系统的开发过程.使用Pro/E、3DMAX等软件建立三维模型后,导入EON Studio软件中进行模型驱动.详细描述了如何在EON中进行功能节点设置和通过连续复杂路径排列控制大量零件依次有序地进行精确运动的问题.虚拟装配任务培训系统以其直观、廉价、交互性好和可重复操作等优良特性,具有很大的市场潜质和应用价值.     

面向产品概念设计的虚拟三维装配建模及其仿真技术

探讨了面向概念设计的产品虚拟三维装配建模过程和三维建模方法,提出了面向概念设计阀门装配CAD设计与仿真的思想和方法。     

虚拟仿真技术在装配机械手控制系统中的应用

结合虚拟现实技术与电气控制技术,针对装配生产线的特点和控制要求,开发了一套虚拟仿真系统,可用于系统监控、调试和人员培训.利用罗克韦尔软件编写电气控制程序,通过RSTestStand软件搭建机械手自动装配系统的3D虚拟仿真模型,并基于虚拟可编程控制器(PLC),实现了直线型、余弦-直线型速度曲线调速方案在虚拟仿真对象上的应用.虚拟仿真对象的动作视觉效果和监控曲线表明,控制系统工作良好,通过在机械手各动作的启停、加减速、匀速转换时引入余弦调速方案对速度控制进行优化,有效减小机械臂关节的震动和顿挫,取得了较好的动作流畅性.     

虚拟装配技术的研究与发展

虚拟装配技术是并行设计的重要组成部分。本文介绍了虚拟装配研究的定义和体系结构,对其关键技术进行了较全面的分析,最后讨论了虚拟装配的研究状况和发展趋势。     

人机交互过程中数字手势的识别方法

为了获得简单、高效的数字手势识别方法,增加使用者舒适的体验,提出一种基于Kinect融合深度信息和骨骼信息的数字手势识别方案.首先,使用Kinect进行深度数据的采集,建立深度图像;其次,结合骨骼追踪系统,提取人体轮廓,运用深度阈值法从轮廓中分割出手部区域,并进行二维图像的重建;再次,利用手腕和手掌骨骼点准确分割出手掌区域,并运用图像形态学开运算进行处理,得到不含手指的图像,进而提取掌心坐标;最后,计算半径,确定掌心圆,采用圆的边界和手指相交次数的方式识别手指个数.实验结果表明:数字手势识别方案能够准确、高效地识别数字手势.     

多模态人机交互中基于笔输入的手势识别

为研究多模态人机交互系统的理论及构造方法 ,提出了一种快速的、单笔划手势识别方法 .该方法通过提取手势轨迹的关键点及各关键点的运移方向 ,形成特征码 ,然后与标准手势符号的各种可能的特征码进行匹配 .其中方向特征用于预分类 ,而关键点位置信息用于细分类 .实验结果表明该方法速度快、识别率高 .     

虚拟装配工艺规划及示教系统的研究

描述了基于虚拟现实的装配工艺规划及示教系统的体系结构.采用信息分解法实现了CAD系统与虚拟现实系统之间的数据转换;研究了虚拟环境下装配约束的动态识别与管理问题,实现了基于约束的装配仿真;建立了装配操作任务模型,为交互式工艺规划与评价奠定基础.实际应用证明,该系统一方面可用来评价和优化装配工艺方案,另一方面可指导装配工人培训和示教.     

虚拟环境下的管路布局与装配仿真系统关键技术

针对航空、航天、船舶、汽车等行业广泛存在的管路系统,为了解决管路布局数据繁琐、布局复杂的特点,提出了一种在虚拟环境下基于可控模型的管路布局与装配仿真方法.为了实现导管模型的可控性,建立了基于控制点描述的导管模型,该模型数据量小,操作快速方便,拟实性高,易于重复修改.提出了普通管和悬置管两种布局方式,以满足不同的布局要求,并将布局工作与装配过程仿真紧密结合,提高了布局方案的可实施性.开发了原型系统并对提出的方法进行了验证.     

面向协同装配仿真的虚拟现实网格环境

针对复杂产品装配设计过程中,零部件模型众多,数据量巨大,一般虚拟装配仿真软件无法进行实时处理的问题,提出了一种新型虚拟现实网格环境.该系统通过网格资源管理及共享技术聚合企业大量空闲计算资源,采用基于Sort last算法和远程视频可视化的并行渲染框架支持实时交互式装配仿真.在汽车装配工位协同仿真中,该系统的主要设计功能和目标得到确认.仿真结果表明,在现有软硬件环境下,该系统能够较好解决大规模复杂场景的实时处理问题,同时可显著提高资源利用效率.     

虚拟环境下人工拆卸的实现

从产品装配性分析的角度出发 ,提出了在虚拟环境下进行人工装配 (拆卸 )的方法 .借助数据手套、头盔装置等输入输出设备 ,在虚拟环境下操作者可以对装配体中的零件进行抓取、移动 ,并记录装配体拆卸顺序与各零件的拆卸路径 ,从而为产品的装配分析提供依据 .讨论了实现虚拟人工拆卸的若干关键技术 ,并用示例说明了该方法的有效性 .     

面向虚拟装配的计算机辅助装配工艺规划系统体系结构研究

为了解决虚拟装配工艺规划系统实际应用中的问题,提出了面向虚拟装配的计算机辅助装配工艺规划系统(CAAPPSFVA)体系结构,通过功能模型和信息流模型分析了该体系结构.该系统为虚拟装配系统提供了辅助功能,但与虚拟装配系统之间存在着松散耦合关系,可以独立使用并可与PDM系统实现集成.提出了使用工艺设计树对当前产品结构及其相关工艺文件进行管理的方法.原型系统的实现表明,该体系结构具有开放性、实用性,能够满足虚拟装配系统的需求.     

虚拟装配环境中基于对象的三维物体拾取方法

基于对象模型提出了虚拟装配环境中三维物体快速拾取算法、实现方法和步骤，该算法不依赖于OpenGL或Direct3D环境，也不需要将所有模型数据转换到同一模型空间，而是根据虚拟环境中使用的矩阵对投影射线作反变换，通过射线与模型相交测试来拾取物体，其优点是节省大量的计算时间和存取空间．在虚拟装配系统中，对随意放置的模型进行了测试和验证，结果表明所提出的快速拾取算法、方法和步骤是有效的，为装配环境中进行物体移动、旋转，动态装配，信息查询等操作奠定了基础．