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《虛擬裝配中控制與交互的關(guān)鍵技術(shù)研究》由會員上傳分享，免費(fèi)在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在學(xué)術(shù)論文-天天文庫。
1、分類號TP391.9密級公開UDC621學(xué)校代碼10500碩士學(xué)位論文（全日制專業(yè)學(xué)位）題目：虛擬裝配中控制與交互的關(guān)鍵技術(shù)研究英文題目：StudyoftheKeyTechnologiesofControlandInteractioninVirtualAssembly學(xué)位申請人姓名：孫本固申請學(xué)位學(xué)科專業(yè)：機(jī)械工程指導(dǎo)教師姓名：尹念東教授二○一六年五月分類號TP391.9密級公開UDC621學(xué)校代碼10500碩士學(xué)位論文題目虛擬裝配中控制與交互的關(guān)鍵技術(shù)研究英文題目StudyoftheKeyTechnologiesofControland
2、InteractioninVirtualAssembly研究生姓名（簽名）孫本固指導(dǎo)教師姓名（簽名）尹念東職稱教授申請學(xué)位學(xué)科名稱機(jī)械工程學(xué)科代碼085201論文答辯日期2016.5.23學(xué)位授予日期2016.6.30學(xué)院負(fù)責(zé)人（簽名）評閱人姓名石端偉評閱人姓名李剛炎2016年5月25日學(xué)位論文原創(chuàng)性聲明和使用授權(quán)說明原創(chuàng)性聲明本人鄭重聲明：所呈交的學(xué)位論文，是本人在導(dǎo)師指導(dǎo)下，獨(dú)立進(jìn)行研究工作所取得的研究成果。除文中已經(jīng)標(biāo)明引用的內(nèi)容外，本論文不包含任何其他個(gè)人或集體已經(jīng)發(fā)表或撰寫過的研究成果。對本文的研究做出貢獻(xiàn)的個(gè)人和集體，均已在文
3、中以明確方式標(biāo)明。本聲明的法律結(jié)果由本人承擔(dān)。學(xué)位論文作者簽名：孫本固日期：2016年5月25日學(xué)位論文版權(quán)使用授權(quán)書本學(xué)位論文作者完全了解學(xué)校有關(guān)保留、使用學(xué)位論文的規(guī)定，即：學(xué)校有權(quán)保留并向國家有關(guān)部門或機(jī)構(gòu)送交論文的復(fù)印件和電子版，允許論文被查閱和借閱。本人授權(quán)湖北工業(yè)大學(xué)可以將本學(xué)位論文的全部或部分內(nèi)容編入有關(guān)數(shù)據(jù)庫進(jìn)行檢索，可以采用影印、縮印或掃描等復(fù)制手段保存和匯編本學(xué)位論文。學(xué)位論文作者簽名：孫本固指導(dǎo)教師簽名：尹念東日期：2016年5月25日日期：2016年5月25日摘要在機(jī)械裝配領(lǐng)域，通過虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)的應(yīng)用產(chǎn)生了具有高效
4、、環(huán)保、經(jīng)濟(jì)等特點(diǎn)的虛擬裝配技術(shù)，它能夠讓使用者沉浸于虛擬空間中，并對產(chǎn)品的結(jié)構(gòu)尺寸、外觀樣式、裝配可行性等進(jìn)行驗(yàn)證，從而及時(shí)發(fā)現(xiàn)產(chǎn)品設(shè)計(jì)的各種問題，提高產(chǎn)品質(zhì)量和降低生產(chǎn)成本。然而，在當(dāng)前大多數(shù)虛擬裝配系統(tǒng)中，缺少自然、直接、易用的交互方式，造成這類系統(tǒng)普遍存在“使用不方便”和“交互不自然”等問題，嚴(yán)重影響了使用者的操作體驗(yàn)。本文針對虛擬裝配中控制與交互的關(guān)鍵技術(shù)進(jìn)行了研究，主要包括著色器技術(shù)、包圍盒碰撞檢測技術(shù)以及手勢識別技術(shù)，并以某型號的減速箱作為應(yīng)用實(shí)例，驗(yàn)證了本課題虛擬裝配系統(tǒng)設(shè)計(jì)的可行性。本文通過采用多通道立體投影技術(shù)、體感交
5、互技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)等，設(shè)計(jì)并實(shí)現(xiàn)了一套集教學(xué)、科研、演示、匯報(bào)功能于一體的大幅面沉浸式虛擬裝配系統(tǒng)。論文首先確定了沉浸式虛擬裝配平臺的總體設(shè)計(jì)方案，構(gòu)建系統(tǒng)的硬件開發(fā)平臺，并選用Unity3d虛擬現(xiàn)實(shí)開發(fā)引擎對系統(tǒng)的軟件進(jìn)行開發(fā)。其次，在系統(tǒng)沉浸性方面，通過著色器技術(shù)分別對GPU的頂點(diǎn)、像素處理過程進(jìn)行控制，增強(qiáng)了圖像的輸出畫質(zhì)和效果，從而為操作者提供強(qiáng)烈的視覺沉浸感；在系統(tǒng)實(shí)時(shí)性方面，通過包圍盒碰撞檢測技術(shù)解決了零件模型間相互穿透的現(xiàn)象，并使用近似模型包圍盒的替代方法，減少了相交測試時(shí)系統(tǒng)資源的消耗，提高了系統(tǒng)實(shí)時(shí)響應(yīng)的速度；在系統(tǒng)交
6、互方面，通過LeapMotion的光學(xué)解決方案，使操作者在無需穿戴任何體感設(shè)備的條件下直接使用雙手與虛擬對象進(jìn)行交互，并使用該設(shè)備的手勢識別技術(shù)對裝配過程進(jìn)行控制，從而為系統(tǒng)提供了自然、直接、易用的全新交互方式。再次，通過對虛擬裝配系統(tǒng)軟件的框架、結(jié)構(gòu)和功能的設(shè)計(jì)，結(jié)合Unity3d軟件實(shí)現(xiàn)了具有用戶登錄驗(yàn)證、場景跳轉(zhuǎn)、立體UI交互等功能的虛擬裝配系統(tǒng)軟件，并將其發(fā)布到Windows平臺上。最后，通過在虛擬裝配平臺上運(yùn)行虛擬減速箱裝配實(shí)驗(yàn)，并對其進(jìn)行相關(guān)測試，以此為例論證了本文設(shè)計(jì)的虛擬裝配系統(tǒng)的可行性。本文的研究工作對虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)在機(jī)械
7、工程中的其他應(yīng)用研究、工業(yè)自動化生產(chǎn)線仿真、物流中心立體倉庫虛擬仿真和虛擬制造技術(shù)等領(lǐng)域的研究具有一定的參考價(jià)值。關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)，虛擬裝配，碰撞檢測，人機(jī)交互IAbstractInthefieldofmechanicalassembly,virtualassemblytechnologywhichhasmanyfeaturesincludinghighefficiency,environmentalprotectionandlowcostisrealizedbytheapplicationofvirtualrealitytechnolo
8、gy.Theoperatorcanbeimmersedinthevirtualspaceandcaninspectthestructure,appearanceandassemblyfeasi
