虛擬現(xiàn)實仿真中多層次交互式路徑規(guī)劃的改進和增強.pdf

1、近年來，產(chǎn)品設計和工業(yè)生產(chǎn)流程變得日益復雜，為了滿足高速發(fā)展的工業(yè)生產(chǎn)，虛擬現(xiàn)實自動化模型被逐漸應用于工業(yè)領(lǐng)域。在虛擬現(xiàn)實的工業(yè)生產(chǎn)應用，特別是組裝與拆分任務中，交互式路徑規(guī)劃起到了至關(guān)重要的作用。
　　根據(jù)LGP-ENIT實驗室的研究工作，一個多層次環(huán)境描述的交互式路徑規(guī)劃虛擬仿真方案被提出。該方案的思想是根據(jù)高層次的語義信息，在虛擬環(huán)境中計算移動虛擬物體到指定地點的路徑，并通過外部交互設備輔助用戶移動該物體，同時通過用戶的操作

2、反饋對路徑修正。該方案已經(jīng)由Simon CAILHOL和趙穎申完成了部分研究及交互式路徑規(guī)劃系統(tǒng)的開發(fā)工作。
　　本文著重討論交互式路徑規(guī)劃系統(tǒng)的改進和后續(xù)開發(fā)。為了進一步滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求，達到可以輔助工業(yè)生產(chǎn)的目的，本交互式路徑規(guī)劃系統(tǒng)做出了以下方面的改進：①為了滿足現(xiàn)實生產(chǎn)的情況，除了物體的位置，角度也應該被考慮。本文實現(xiàn)了基于快速擴展隨機樹（RRT）算法的支持6D環(huán)境（3維位置+3維旋轉(zhuǎn)角度）的路徑規(guī)劃策略。②為了掌握物體

3、間的碰撞的接觸。本文使用了FCL碰撞檢測開源庫實現(xiàn)了碰撞檢測的功能。③語義層作為多層次環(huán)境描述交互式路徑規(guī)劃系統(tǒng)的核心，負責控制和調(diào)度其他層次，并且語義層也是用戶交互的層次。為了豐富語義層功能，改進語義信息的架構(gòu)，本文定義了語義信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并實現(xiàn)了語義信息的管理模塊，拓撲區(qū)域的權(quán)重計算功能和根據(jù)語義信息來選擇幾何規(guī)劃策略的功能。
　　本文針對交互式路徑規(guī)劃系統(tǒng)做出了改進和擴充并驗證了語義信息處理、碰撞檢測和6D路徑規(guī)劃的正確性

4、，為今后交互式路徑規(guī)劃系統(tǒng)在工業(yè)生產(chǎn)中的輔助提供了更多的可能性。
　　近年來，產(chǎn)品設計和工業(yè)生產(chǎn)流程變得日益復雜，為了滿足高速發(fā)展的工業(yè)生產(chǎn)，虛擬現(xiàn)實自動化模型被逐漸應用于工業(yè)領(lǐng)域。在虛擬現(xiàn)實的工業(yè)生產(chǎn)應用，特別是組裝與拆分任務中，交互式路徑規(guī)劃起到了至關(guān)重要的作用。
　　根據(jù)LGP-ENIT實驗室的研究工作，一個多層次環(huán)境描述的交互式路徑規(guī)劃虛擬仿真方案被提出。該方案的思想是根據(jù)高層次的語義信息，在虛擬環(huán)境中計算移動虛擬物

5、體到指定地點的路徑，并通過外部交互設備輔助用戶移動該物體，同時通過用戶的操作反饋對路徑修正。該方案已經(jīng)由Simon CAILHOL和趙穎申完成了部分研究及交互式路徑規(guī)劃系統(tǒng)的開發(fā)工作。
　　本文著重討論交互式路徑規(guī)劃系統(tǒng)的改進和后續(xù)開發(fā)。為了進一步滿足工業(yè)生產(chǎn)的需求，達到可以輔助工業(yè)生產(chǎn)的目的，本交互式路徑規(guī)劃系統(tǒng)做出了以下方面的改進：①為了滿足現(xiàn)實生產(chǎn)的情況，除了物體的位置，角度也應該被考慮。本文實現(xiàn)了基于快速擴展隨機樹（RRT

6、）算法的支持6D環(huán)境（3維位置+3維旋轉(zhuǎn)角度）的路徑規(guī)劃策略。②為了掌握物體間的碰撞的接觸。本文使用了FCL碰撞檢測開源庫實現(xiàn)了碰撞檢測的功能。③語義層作為多層次環(huán)境描述交互式路徑規(guī)劃系統(tǒng)的核心，負責控制和調(diào)度其他層次，并且語義層也是用戶交互的層次。為了豐富語義層功能，改進語義信息的架構(gòu)，本文定義了語義信息的數(shù)據(jù)結(jié)構(gòu)，并實現(xiàn)了語義信息的管理模塊，拓撲區(qū)域的權(quán)重計算功能和根據(jù)語義信息來選擇幾何規(guī)劃策略的功能。
　　本文針對交互式路徑