基于骨骼跟蹤的虛擬裝配技術.pdf

1、稀疏點云著中國制造2025計劃的提出，對工業(yè)制造技術提出了更高的要求，裝配環(huán)節(jié)在產品的研發(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習門檻高，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行了研究。
　　第一，分析了裝配對象的主要組成及其結構，對其進行3D建模。本文選取渦扇航空發(fā)動機作為

2、裝配對象。渦扇航空發(fā)動機由不同的單元體組成，根據對整個渦扇發(fā)動機整體結構的分析結果，運用3D建模軟件對其主要單元體進行3D建模。并且將3D模型進行了層次化分類，結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的人體骨骼數據的獲取。傳統(tǒng)的運動數據捕捉設備已經無法滿足當代虛擬裝配的需求，需要尋求新的運動數據獲取方式，用Kinect作為虛擬裝配的運動數據獲取平臺，具有

3、天然的優(yōu)勢。該平臺通過Light Coding技術獲得基本影像數據，獲取3D深度圖像，經過分離技術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)交互方案的設計。根據現(xiàn)代虛擬裝配需求及本系統(tǒng)的自身特點，本文設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。首先通過深度相機獲取人體深度圖像，對深度圖像進行處理，從而獲取人體骨骼系統(tǒng)。把獲取的人體骨骼與虛擬環(huán)境下的虛擬人體進行骨骼綁定，加上利用虛擬引