增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)機(jī)械的安全直接關(guān)系著整個(gè)機(jī)械系統(tǒng)的安全。隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷進(jìn)步和計(jì)算機(jī)科學(xué)的迅速發(fā)展，機(jī)械系統(tǒng)正日益向大型化、集成化和自動化的方向發(fā)展，對旋轉(zhuǎn)機(jī)械系統(tǒng)的動態(tài)監(jiān)測提出了新的要求，因此迫切需要一個(gè)三維的、更加直觀形象的旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測環(huán)境，能實(shí)時(shí)地顯示機(jī)械設(shè)備的運(yùn)行狀態(tài)信息，能立體地展示機(jī)械設(shè)備的結(jié)構(gòu)，能真實(shí)地顯示機(jī)械設(shè)備運(yùn)行環(huán)境。針對以上需求，本文的研究工作主要包含以下幾個(gè)方面：
　　（1）設(shè)計(jì)了一個(gè)基于WPF（Windows

2、Presentation Foundation）的旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測系統(tǒng)?？紤]到基于光纖光柵的高速傳感網(wǎng)絡(luò)采集的頻率快、數(shù)據(jù)量大的情況，本系統(tǒng)提出了利用基于UDP的數(shù)據(jù)傳輸和多線程的海量數(shù)據(jù)實(shí)時(shí)處理技術(shù)，實(shí)現(xiàn)將光纖光柵傳感器采集到的大量數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中實(shí)時(shí)顯示；通過將設(shè)備模型與現(xiàn)場實(shí)時(shí)傳感數(shù)據(jù)相結(jié)合，利用WPF驅(qū)動三維模型，使用戶在實(shí)時(shí)監(jiān)測旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)的同時(shí)能全方位地觀察旋轉(zhuǎn)機(jī)械設(shè)備模型的運(yùn)行姿態(tài)。
　　（2）研究了基于Kinect的增

3、強(qiáng)現(xiàn)實(shí)（Augmented Reality，AR）技術(shù)。研究了Kinect攝像機(jī)模型及其幾何變換映射關(guān)系，并通過張正友標(biāo)定算法測出Kinect的內(nèi)外參數(shù)；分析了 Kinect彩色攝像機(jī)與深度攝像機(jī)之間的變換關(guān)系，利用攝像機(jī)標(biāo)定的結(jié)果，對Kinect的彩色圖像和深度圖像進(jìn)行了配準(zhǔn)；針對Kinect的原始深度圖像的精度不高、空洞多的問題，提出了采用深度流快速修復(fù)算法對Kinect的原始深度圖像進(jìn)行了修復(fù)處理；運(yùn)用迭代自組織分析法（Itera

4、tive Self-Organizing Data Analysis Techniques Algorithm，ISODATA）進(jìn)行平面分割，然后利用洪水填充算法對分割后的平面進(jìn)行填充顯示，最終研究并實(shí)現(xiàn)了物體虛實(shí)遮擋方法。
　?。?）實(shí)現(xiàn)了增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在旋轉(zhuǎn)機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測中的應(yīng)用。本系統(tǒng)改變了用Kinect識別人體的傳統(tǒng)觀念，將 Kinect應(yīng)用到機(jī)械狀態(tài)監(jiān)測領(lǐng)域，使用戶在真實(shí)場景下能看到旋轉(zhuǎn)機(jī)械的關(guān)鍵部件模型，并能通過疊加的虛擬