基于骨骼跟蹤的虛擬裝配技術(shù).pdf

1、稀疏點云著中國制造2025計劃的提出，對工業(yè)制造技術(shù)提出了更高的要求，裝配環(huán)節(jié)在產(chǎn)品的研發(fā)過程中具有舉足輕重的地位，尤其是大規(guī)模場景的裝配如果出現(xiàn)任何一處失誤，將會引起人力物力的浪費。針對此問題工業(yè)界開發(fā)了各自領(lǐng)域的虛擬裝配系統(tǒng)，但是普通的虛擬裝配系統(tǒng)不是造價昂貴就是學(xué)習(xí)門檻高，為解決虛擬裝配所出現(xiàn)的一些問題，本文主要從以下四個面進(jìn)行了研究。
　　第一，分析了裝配對象的主要組成及其結(jié)構(gòu)，對其進(jìn)行3D建模。本文選取渦扇航空發(fā)動機(jī)作為

2、裝配對象。渦扇航空發(fā)動機(jī)由不同的單元體組成，根據(jù)對整個渦扇發(fā)動機(jī)整體結(jié)構(gòu)的分析結(jié)果，運用3D建模軟件對其主要單元體進(jìn)行3D建模。并且將3D模型進(jìn)行了層次化分類，結(jié)合實際裝配需求和本文虛擬裝配系統(tǒng)的特點對裝配工序進(jìn)行了優(yōu)化，完成整個裝配過程。
　　第二，研究分析了基于Kinect的人體骨骼數(shù)據(jù)的獲取。傳統(tǒng)的運動數(shù)據(jù)捕捉設(shè)備已經(jīng)無法滿足當(dāng)代虛擬裝配的需求，需要尋求新的運動數(shù)據(jù)獲取方式，用Kinect作為虛擬裝配的運動數(shù)據(jù)獲取平臺，具有

3、天然的優(yōu)勢。該平臺通過Light Coding技術(shù)獲得基本影像數(shù)據(jù)，獲取3D深度圖像，經(jīng)過分離技術(shù)將人體圖像從深度圖像中分離，從而建立骨骼追蹤系統(tǒng)。
　　第三，對裝配系統(tǒng)交互方案的設(shè)計。根據(jù)現(xiàn)代虛擬裝配需求及本系統(tǒng)的自身特點，本文設(shè)計了一套基于骨骼跟蹤的肢體運動交互方案，而非簡單地手勢識別。首先通過深度相機(jī)獲取人體深度圖像，對深度圖像進(jìn)行處理，從而獲取人體骨骼系統(tǒng)。把獲取的人體骨骼與虛擬環(huán)境下的虛擬人體進(jìn)行骨骼綁定，加上利用虛擬引