面向艙體內(nèi)結(jié)構(gòu)的智能裝配技術(shù)與應(yīng)用研究.pdf

1、數(shù)字化、智能計算、虛擬現(xiàn)實和機器視覺等技術(shù)的融合，為改進艙體類產(chǎn)品的設(shè)計、生產(chǎn)和裝配提供了新的技術(shù)和手段。本文針對艙體內(nèi)結(jié)構(gòu)的裝配問題，運用計算智能、人類智能和機器智能構(gòu)建了一個智能裝配系統(tǒng)。采用蟻群算法對艙體內(nèi)零部件的裝配順序進行規(guī)劃和優(yōu)化，降低復(fù)雜結(jié)構(gòu)體的裝配規(guī)劃難度?；诨旌同F(xiàn)實技術(shù)的增強交互裝配方案，在視覺、信息和操作等方面增強了用戶的裝配感知，人機智能相結(jié)合的對艙體裝配工藝過程進行虛擬驗證。基于視覺的裝配質(zhì)量檢測方法，為檢查人

2、員提供了有效的圖像提示信息，協(xié)助檢查人員快速發(fā)現(xiàn)多余物，減少艙體內(nèi)遺漏多余物的幾率?；隈R爾可夫鏈提出的艙體裝配質(zhì)量模型，實現(xiàn)了艙體裝配質(zhì)量的定量化評估。
　　 介紹了面向虛擬裝配的信息獲取和重用方法，可以實現(xiàn)虛擬裝配環(huán)境的快速構(gòu)建。
　　 首先建立面向虛擬裝配系統(tǒng)的增強信息模型，實現(xiàn)信息源與虛擬裝配系統(tǒng)之間的聯(lián)系。
　　 根據(jù)信息源的不同，將信息源分成基于CAD系統(tǒng)、基于用戶輸入和基于裝配規(guī)劃模塊三種方式進行獲

3、取，并給出了信息應(yīng)用到虛擬裝配系統(tǒng)的策略。采用場景樹的結(jié)構(gòu)對裝配場景進行管理，實現(xiàn)虛擬裝配環(huán)境的快速構(gòu)建和對虛擬裝配系統(tǒng)的數(shù)據(jù)支持。
　　 將仿生算法和虛擬現(xiàn)實結(jié)合起來，通過蟻群算法求得可行的裝配序列，在虛擬現(xiàn)實環(huán)境中人機交互的完成裝配路徑規(guī)劃。在分析裝配序列規(guī)劃方法的基礎(chǔ)上，提出了基于仿生算法的裝配序列規(guī)劃流程。針對艙體內(nèi)結(jié)構(gòu)的裝配序列規(guī)劃問題，提出了裝配完全圖模型和解空間的隱式創(chuàng)建方法，建立了面向艙體內(nèi)結(jié)構(gòu)裝配的蟻群算法。結(jié)

4、合艙體內(nèi)結(jié)構(gòu)的裝配特點，給出了虛擬裝配環(huán)境中人機交互的路徑規(guī)劃方法。
　　 提出了基于混合現(xiàn)實、增強信息和約束代理的增強交互技術(shù)，從視覺、信息和操作三個方面來改善虛擬裝配環(huán)境的人機交互效率?；旌犀F(xiàn)實在保留虛擬現(xiàn)實全部交互方式的同時，附加真實裝配場景來豐富裝配過程感知；基于文字和特征表示的增強信息，為用戶提供裝配知識來引導(dǎo)裝配操作；約束代理及其匹配規(guī)則，可視化重建了零件裝配約束關(guān)系，避免了復(fù)雜計算。增強人機交互技術(shù)為虛擬裝配的應(yīng)用

5、提供了一種便捷的交互手段。
　　 采用機器視覺技術(shù)進行裝配質(zhì)量檢測，檢查裝配多余物并測量零件間隙，將采集到的艙體內(nèi)全景視頻信息存檔。通過DirectShow 技術(shù)對攝像頭視頻進行采集，校正攝像頭畸變。采用亞像素技術(shù)分析圖像數(shù)據(jù)，采用灰度矩邊緣定位法測量零件縫隙之間距離。
　　 提取圖像邊緣角點為特征點，將改進Hausdorff 距離作為相似度度量準則，采用基于多余物模型邊緣輪廓的方法來匹配目標區(qū)域多余物。