基于增強現實技術的設備拆裝類實驗指導系統開發(fā)
發(fā)布時間:2021-12-22 00:22
拆裝類教學實驗不僅有助于學員訓練技能,也有利于學員理解機器設備的結構和原理,是機械類專業(yè)的重要實踐環(huán)節(jié),但現有的教學指導方法還存在現場感不強、實時性較差的問題。論文以模具的拆卸為例,采用增強現實技術開發(fā)了可離線運行于移動智能端的拆裝實驗指導系統。該系統較好地體現了虛實結合的視覺效果,可有效提高拆裝類實驗指導的質量。本文的主要工作和成果如下:(1)分析了開發(fā)拆裝類實驗指導系統所面臨的問題和需求,確定了可自主開發(fā)、可跨平臺應用、可在普通移動智能端流暢運行的基本要求,選擇了基于標識的Vuforia+Unity3D的增強現實系統的開發(fā)方案。(2)根據Vuforia對跟蹤注冊用標識的識別機制,設計了外框相同、內部圖像不同的三組正方形標識;然后設計并搭建了能檢測跟蹤注冊用標識定量指標的實驗,根據所測得的正對極限距離、正對抖動距離和最大偏角優(yōu)選了最終標識。.(3)根據規(guī)劃的總體開發(fā)方案,完成了集拆裝實驗自習和拆裝實驗現場指導為一體的拆裝指導系統的開發(fā);提出了使用消隱技術對非拆離的三維模型進行隱藏、對插入式拆卸組件模型進行半透明渲染的顯示策略,達到了現場拆裝指導所需的虛實結合效果。(4)以模具的拆裝為...
【文章來源】:華東理工大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:99 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?Gainer對新興技術的炒作周期,2()1川251??Fig.?1」Gartne?
Ctoud^^ynmefs.vo?Wo?^*poc?s??B?otech?一?Cuinreci?or?j£??Artifidal?Tssue??Innoyaiion?ir^t?IrouQli?of?Slops?of??Trigger?ExpmMiom?EiiS^Ummam?f??time??Plateau?will?be?reached:??〇?less?llier??2?yedi-s???2?!〇?5?yed^???:;?u?A???y;?;us?0?b-??圖1.2?Gartner對新興技術的炒作周期,2019_??Fig.?1.2?Gartner’s?Hype?Cycle?for?emerging?technologies,?2019網.??AR的成功因素之一是移動設備的快速發(fā)展,由于移動智能設備的可用性、靈活性??和價格優(yōu)勢,正成為AR的最有吸引力的目標。2018年8月“Marketand?market”發(fā)布??的一份關于增強現實的研宄報告|27],該研宄報告以2017年為基準,預測2018年至2023??年的AR市場的走向。2017年AR市場的價值為42.1億美元;2018年AR市場價值己??達到111.4億美元,預計到2023年將達到605.5億美元,在預測期內以40.29%的復合??年增長率增長。AR市場的主要驅動力主要來源于市場上不斷增長的投資以及在零售、??醫(yī)療保健和教育等領域不斷增長的需求。隨著智能手機,平板電腦和其他移動智能設備??在AR游戲中的使用不斷增多,到2023年,AR軟件市場將領先整個AR市常亞太地??
過鼠標選定某個區(qū)域,進行旋轉、縮放等操作。該類交互方??式簡單,交互穩(wěn)定,但需要硬件設備的支持,明顯減弱了用戶體驗增強現實的沉浸感。??基于語音識別的交互是指用戶通過語音識別來實現與系統交互的行為。隨著語音技??術的發(fā)展,語音識別交互的使用頻率越來越高,比如蘋果公司的Siri和微軟公司的??Cortana都是利用語音識別來與系統進行交互的。該方法方便快捷,減少了手動操作環(huán)??節(jié),能夠節(jié)約時間、提高效率。??基于觸控的交互是指用戶通過設備觸摸屏交互的方式,比如點擊、拖動和滑動,如??圖2.3所示;谟|控的交互方式又可以分為兩類:(1)通過屏幕與位于真實物理世界??中的虛擬對象進行交互,如虛擬對象的放大、縮孝旋轉等;(2)通過屏幕顯示的靜態(tài)??圖形用戶界面(GUI)元素(如靜態(tài)菜單或按鈕)與現實世界對象屏幕進行交互,比如??王者榮耀里面控制英雄角色的靜態(tài)按鈕等。該方法交互穩(wěn)定,較傳統硬件交互更加人性??化,不需要外部設備的支持,多用于移動設備為終端的增強現實系統的交互。??圖2.3基于觸控的交互一虛擬元素的位置與描述??Fig.?2.3?Touch-based?interaction—position?and?description?of?virtual?elements??基于動作識別的交互是指用戶使用特殊手勢動作實現用戶與計算機之間的交互;??于動作識別的交互方式是目前人機交互領域的熱點,比如微軟公司的Hololens允許用戶??通過手勢來與交互界面上的虛擬物體進行交互;Magic?Leap公司的Magic?Leap?One、??Meta公司的Meta2同樣允許用戶使用手勢來與目標進行交互。動作識別交互方式符合??人
【參考文獻】:
期刊論文
[1]增強現實中三維跟蹤注冊技術概述[J]. 韓玉仁,李鐵軍,楊冬. 計算機工程與應用. 2019(21)
[2]基于改進FAST檢測的ORB特征匹配算法[J]. 袁小平,張毅,張俠,崔棋紋,閆澤宇. 科學技術與工程. 2019(21)
[3]基于Unity3D的多管火箭炮虛擬拆裝系統設計[J]. 黃巍,韓旭東,朱彬峰. 機械工程師. 2019(06)
[4]基于尺度不變特征變換的車牌特征提取及BBF匹配方法(英文)[J]. 楊娟. 機床與液壓. 2019(06)
[5]基于改進的加速魯棒特征算法的工件定位方法[J]. 鐘佩思,劉敬華,劉梅,倪偉. 科學技術與工程. 2019(05)
[6]模具虛擬拆裝實訓在模具教學中的應用[J]. 任建平. 裝備制造技術. 2019(01)
[7]基于單應矩陣的手眼視覺系統簡便標定方法[J]. 張航,王曉凱,張云鵬. 計算機工程. 2018(09)
[8]增強現實技術研究現狀及發(fā)展趨勢[J]. 王宇希,張鳳軍,劉越. 科技導報. 2018(10)
[9]機械基礎虛擬實驗系統的研究與開發(fā)[J]. 馮立艷,關鐵成,何世偉,李宗巖. 實驗室研究與探索. 2018(01)
[10]虛擬現實(VR)教育應用研究綜述[J]. 黃奕宇. 中國教育信息化. 2018(01)
碩士論文
[1]初中化學教學中情境教學應用的實踐研究[D]. 李輝.哈爾濱師范大學 2017
[2]增強現實中畫面真實感虛實融合技術的研究與實現[D]. 羅運學.浙江工業(yè)大學 2017
[3]虛擬現實技術在船舶動力艙設備裝配過程中的應用研究和實現[D]. 吳先哲.集美大學 2016
[4]基于Android平臺的增強現實系統研究與應用[D]. 李潔.河北農業(yè)大學 2015
[5]船舶離心泵虛擬拆裝及評估系統開發(fā)[D]. 陳波.集美大學 2009
本文編號:3545436
【文章來源】:華東理工大學上海市 211工程院校 教育部直屬院校
【文章頁數】:99 頁
【學位級別】:碩士
【部分圖文】:
圖1.1?Gainer對新興技術的炒作周期,2()1川251??Fig.?1」Gartne?
Ctoud^^ynmefs.vo?Wo?^*poc?s??B?otech?一?Cuinreci?or?j£??Artifidal?Tssue??Innoyaiion?ir^t?IrouQli?of?Slops?of??Trigger?ExpmMiom?EiiS^Ummam?f??time??Plateau?will?be?reached:??〇?less?llier??2?yedi-s???2?!〇?5?yed^???:;?u?A???y;?;us?0?b-??圖1.2?Gartner對新興技術的炒作周期,2019_??Fig.?1.2?Gartner’s?Hype?Cycle?for?emerging?technologies,?2019網.??AR的成功因素之一是移動設備的快速發(fā)展,由于移動智能設備的可用性、靈活性??和價格優(yōu)勢,正成為AR的最有吸引力的目標。2018年8月“Marketand?market”發(fā)布??的一份關于增強現實的研宄報告|27],該研宄報告以2017年為基準,預測2018年至2023??年的AR市場的走向。2017年AR市場的價值為42.1億美元;2018年AR市場價值己??達到111.4億美元,預計到2023年將達到605.5億美元,在預測期內以40.29%的復合??年增長率增長。AR市場的主要驅動力主要來源于市場上不斷增長的投資以及在零售、??醫(yī)療保健和教育等領域不斷增長的需求。隨著智能手機,平板電腦和其他移動智能設備??在AR游戲中的使用不斷增多,到2023年,AR軟件市場將領先整個AR市常亞太地??
過鼠標選定某個區(qū)域,進行旋轉、縮放等操作。該類交互方??式簡單,交互穩(wěn)定,但需要硬件設備的支持,明顯減弱了用戶體驗增強現實的沉浸感。??基于語音識別的交互是指用戶通過語音識別來實現與系統交互的行為。隨著語音技??術的發(fā)展,語音識別交互的使用頻率越來越高,比如蘋果公司的Siri和微軟公司的??Cortana都是利用語音識別來與系統進行交互的。該方法方便快捷,減少了手動操作環(huán)??節(jié),能夠節(jié)約時間、提高效率。??基于觸控的交互是指用戶通過設備觸摸屏交互的方式,比如點擊、拖動和滑動,如??圖2.3所示;谟|控的交互方式又可以分為兩類:(1)通過屏幕與位于真實物理世界??中的虛擬對象進行交互,如虛擬對象的放大、縮孝旋轉等;(2)通過屏幕顯示的靜態(tài)??圖形用戶界面(GUI)元素(如靜態(tài)菜單或按鈕)與現實世界對象屏幕進行交互,比如??王者榮耀里面控制英雄角色的靜態(tài)按鈕等。該方法交互穩(wěn)定,較傳統硬件交互更加人性??化,不需要外部設備的支持,多用于移動設備為終端的增強現實系統的交互。??圖2.3基于觸控的交互一虛擬元素的位置與描述??Fig.?2.3?Touch-based?interaction—position?and?description?of?virtual?elements??基于動作識別的交互是指用戶使用特殊手勢動作實現用戶與計算機之間的交互;??于動作識別的交互方式是目前人機交互領域的熱點,比如微軟公司的Hololens允許用戶??通過手勢來與交互界面上的虛擬物體進行交互;Magic?Leap公司的Magic?Leap?One、??Meta公司的Meta2同樣允許用戶使用手勢來與目標進行交互。動作識別交互方式符合??人
【參考文獻】:
期刊論文
[1]增強現實中三維跟蹤注冊技術概述[J]. 韓玉仁,李鐵軍,楊冬. 計算機工程與應用. 2019(21)
[2]基于改進FAST檢測的ORB特征匹配算法[J]. 袁小平,張毅,張俠,崔棋紋,閆澤宇. 科學技術與工程. 2019(21)
[3]基于Unity3D的多管火箭炮虛擬拆裝系統設計[J]. 黃巍,韓旭東,朱彬峰. 機械工程師. 2019(06)
[4]基于尺度不變特征變換的車牌特征提取及BBF匹配方法(英文)[J]. 楊娟. 機床與液壓. 2019(06)
[5]基于改進的加速魯棒特征算法的工件定位方法[J]. 鐘佩思,劉敬華,劉梅,倪偉. 科學技術與工程. 2019(05)
[6]模具虛擬拆裝實訓在模具教學中的應用[J]. 任建平. 裝備制造技術. 2019(01)
[7]基于單應矩陣的手眼視覺系統簡便標定方法[J]. 張航,王曉凱,張云鵬. 計算機工程. 2018(09)
[8]增強現實技術研究現狀及發(fā)展趨勢[J]. 王宇希,張鳳軍,劉越. 科技導報. 2018(10)
[9]機械基礎虛擬實驗系統的研究與開發(fā)[J]. 馮立艷,關鐵成,何世偉,李宗巖. 實驗室研究與探索. 2018(01)
[10]虛擬現實(VR)教育應用研究綜述[J]. 黃奕宇. 中國教育信息化. 2018(01)
碩士論文
[1]初中化學教學中情境教學應用的實踐研究[D]. 李輝.哈爾濱師范大學 2017
[2]增強現實中畫面真實感虛實融合技術的研究與實現[D]. 羅運學.浙江工業(yè)大學 2017
[3]虛擬現實技術在船舶動力艙設備裝配過程中的應用研究和實現[D]. 吳先哲.集美大學 2016
[4]基于Android平臺的增強現實系統研究與應用[D]. 李潔.河北農業(yè)大學 2015
[5]船舶離心泵虛擬拆裝及評估系統開發(fā)[D]. 陳波.集美大學 2009
本文編號:3545436
本文鏈接:http://sikaile.net/kejilunwen/shengwushengchang/3545436.html
最近更新
教材專著