虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在飛機(jī)裝配中的應(yīng)用

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1、論壇FORUM虛擬現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在飛機(jī)裝配中的應(yīng)用張秋月，安魯陵（南京航空航天大學(xué)機(jī)電學(xué)院，南京210016）[摘要]隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)（VirtualReality，VR）和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AugmentReality，AR）已經(jīng)開始應(yīng)用于飛機(jī)裝配。使用VR技術(shù)，能夠建立一個(gè)全三維的虛擬環(huán)境，使用AR技術(shù)可以將虛擬信息疊加到現(xiàn)實(shí)場(chǎng)景中，綜合運(yùn)用了AR和VR的混合現(xiàn)實(shí)技術(shù)（MixedReality，MR）所建立的虛擬環(huán)境可以提供更集中、更全面的裝配信息，同時(shí)建模量也大大減少?；贛R技術(shù)的虛擬裝配系統(tǒng)可以對(duì)裝配所需的大量信息進(jìn)行統(tǒng)一、集中的管理，可以大大縮短飛機(jī)裝

2、配前置時(shí)間，減少資源浪費(fèi)并能夠降低成本。將虛擬環(huán)境和真實(shí)環(huán)境相匹配并融合，對(duì)工作人員而言，拓展了信息獲取的渠道和范圍，加強(qiáng)了對(duì)重要信息的感知能力，同時(shí)也降低了對(duì)工作人員視覺空間能力的要求；對(duì)裝配工作而言，可以大大減少裝配誤差的產(chǎn)生、縮短裝配時(shí)間、提高裝配效率和裝配質(zhì)量。關(guān)鍵詞：虛擬現(xiàn)實(shí)；增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)；混合現(xiàn)實(shí)；飛機(jī)裝配；虛擬裝配系統(tǒng)DOI:10.16080/j.issn1671-833x.2017.11.040形式多樣的行業(yè)知識(shí)。同時(shí)，產(chǎn)品在不能滿足于現(xiàn)代化的飛機(jī)制造和裝研發(fā)、設(shè)計(jì)和制造工作中產(chǎn)生的眾多配要求。技術(shù)信息是支持產(chǎn)品裝配的重要資近年來，隨著計(jì)算機(jī)技術(shù)的快速[1]源。在傳統(tǒng)裝

3、配工作中，裝配所需發(fā)展，虛擬現(xiàn)實(shí)（VirtualReality，VR）的大量信息和數(shù)據(jù)都分散在各個(gè)資和增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)（AugmentReality，[2]料手冊(cè)中，分散式的二維信息給管理AR）開始逐漸成熟，并且已經(jīng)開始和使用增加了不必要的麻煩。二維應(yīng)用于飛機(jī)裝配。VR和AR技術(shù)作圖紙的表達(dá)直觀性不強(qiáng)，給工作人員為飛機(jī)裝配的有效輔助手段，可以解提出了很高的視覺空間能力要求，即決傳統(tǒng)二維圖紙的表達(dá)不直觀和信工作人員需要結(jié)合多個(gè)不同視圖來息不集中等缺點(diǎn)。研究人員可以利想象產(chǎn)品的綜合外觀。除此以外，二用計(jì)算機(jī)建立一個(gè)虛擬環(huán)境或增強(qiáng)維圖紙的技術(shù)要求等信息不集中，不現(xiàn)實(shí)環(huán)境，所建立的新環(huán)境可以提

4、供便于工作人員獲取裝配信息，這給裝裝配所需的更集中、更全面的信息數(shù)張秋月[3]配工作增加了難度，大大降低了裝配據(jù)和更真實(shí)、更強(qiáng)烈的感官體驗(yàn)。碩士研究生,研究方向?yàn)轱w機(jī)裝配工作效率。隨著近幾十年航空工業(yè)基于VR的虛擬裝配系統(tǒng)可以為飛技術(shù)。的快速發(fā)展，航空公司對(duì)飛機(jī)制造商機(jī)裝配方案設(shè)計(jì)和工藝設(shè)計(jì)提供有的要求也隨之提高。飛機(jī)更新?lián)Q代效的驗(yàn)證和評(píng)估方法，并形成演示文飛機(jī)具有尺寸大、結(jié)構(gòu)復(fù)雜和零頻率的加快和飛機(jī)壽命的增加，對(duì)飛件以供培訓(xùn)。同時(shí)，基于AR的增強(qiáng)部件數(shù)目多等特點(diǎn)，飛機(jī)裝配從零機(jī)裝配的時(shí)間、成本和質(zhì)量等提出了信息可以在實(shí)際裝配中指導(dǎo)或輔助件、組件、段件、板件、部件到最后總越來越高的

5、要求。傳統(tǒng)的裝配方法、裝配工作，提高裝配效率。裝對(duì)接過程中，需要大量?jī)?nèi)容復(fù)雜、信息管理方法和信息交互方式已經(jīng)國(guó)內(nèi)外很多企業(yè)開發(fā)了虛擬裝40航空制造技術(shù)·2017年第11期DigitalAssemblyTechnologyforLargeAircraft大飛機(jī)數(shù)字化裝配技術(shù)配系統(tǒng)來完成裝配工作，如虛擬裝虛擬現(xiàn)實(shí)連續(xù)統(tǒng)一體配設(shè)計(jì)環(huán)境（Virtualassemblydesign技術(shù)[4]environment，VADE），概念動(dòng)態(tài)虛擬環(huán)境真實(shí)環(huán)境[5]（Conceptdynamics，CODY），虛擬虛擬現(xiàn)實(shí)增強(qiáng)虛擬增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)計(jì)算機(jī)視覺訓(xùn)練工作室（Virtualtrainingstudio

6、，技術(shù)環(huán)境技術(shù)技術(shù)技術(shù)[6]VTS）和虛擬設(shè)計(jì)與裝配系統(tǒng)圖1虛擬現(xiàn)實(shí)連續(xù)統(tǒng)一體技術(shù)（virtualdesignandvirtualassemblyFig.1VRcontinuum[7]system，VDVAS）等。飛機(jī)裝配中，虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)最先被應(yīng)用于虛事物。OrientedAuthoringAugmeNted[8]擬現(xiàn)實(shí)仿真裝配中，近年來，越來增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)和增強(qiáng)虛擬環(huán)境是在Reality）項(xiàng)目，并用A400MFAL中越多的企業(yè)開始綜合運(yùn)用VR、AR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)基礎(chǔ)上發(fā)展起來的兩的一個(gè)用例說明了該項(xiàng)目的可行性。等技術(shù)來開發(fā)虛擬裝配系統(tǒng)，波音種人機(jī)交互新技術(shù)。兩種技術(shù)從不WI是指導(dǎo)工作人員

7、如何執(zhí)行裝配任公司的電纜導(dǎo)線裝配系統(tǒng)是AR在同方面將真實(shí)環(huán)境和虛擬環(huán)境進(jìn)行務(wù)的文檔，文檔包括產(chǎn)品信息、資源[9]工業(yè)裝配領(lǐng)域中的典型案例，芬匹配合成，以增強(qiáng)用戶的體驗(yàn)感和交信息和裝配工藝信息，詳細(xì)描述了裝蘭VTT技術(shù)研究中心開發(fā)增強(qiáng)裝配互感。其中增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)是通過傳配工作人員需要執(zhí)行的操作步驟、（AugmentedAssembly）系統(tǒng)，用虛擬感技術(shù)將計(jì)算機(jī)產(chǎn)生的三維虛擬對(duì)操作順序和關(guān)鍵參數(shù)等。傳統(tǒng)的WI零件、虛擬裝配工具和增強(qiáng)裝配提象疊加到真實(shí)環(huán)境中，而增強(qiáng)虛擬環(huán)是