增強現(xiàn)實技術在旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)監(jiān)測中的應用研究.pdf

1、旋轉(zhuǎn)機械的安全直接關系著整個機械系統(tǒng)的安全。隨著現(xiàn)代工業(yè)的不斷進步和計算機科學的迅速發(fā)展，機械系統(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，因此迫切需要一個三維的、更加直觀形象的旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)監(jiān)測環(huán)境，能實時地顯示機械設備的運行狀態(tài)信息，能立體地展示機械設備的結(jié)構，能真實地顯示機械設備運行環(huán)境。針對以上需求，本文的研究工作主要包含以下幾個方面：
　?。?）設計了一個基于WPF（Windows

2、Presentation Foundation）的旋轉(zhuǎn)機械狀態(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)實時處理技術，實現(xiàn)將光纖光柵傳感器采集到的大量數(shù)據(jù)在系統(tǒng)中實時顯示；通過將設備模型與現(xiàn)場實時傳感數(shù)據(jù)相結(jié)合，利用WPF驅(qū)動三維模型，使用戶在實時監(jiān)測旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)的同時能全方位地觀察旋轉(zhuǎn)機械設備模型的運行姿態(tài)。
　?。?）研究了基于Kinect的增

3、強現(xiàn)實（Augmented Reality，AR）技術。研究了Kinect攝像機模型及其幾何變換映射關系，并通過張正友標定算法測出Kinect的內(nèi)外參數(shù)；分析了 Kinect彩色攝像機與深度攝像機之間的變換關系，利用攝像機標定的結(jié)果，對Kinect的彩色圖像和深度圖像進行了配準；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算法對Kinect的原始深度圖像進行了修復處理；運用迭代自組織分析法（Itera

4、tive Self-Organizing Data Analysis Techniques Algorithm，ISODATA）進行平面分割，然后利用洪水填充算法對分割后的平面進行填充顯示，最終研究并實現(xiàn)了物體虛實遮擋方法。
　　（3）實現(xiàn)了增強現(xiàn)實技術在旋轉(zhuǎn)機械狀態(tài)監(jiān)測中的應用。本系統(tǒng)改變了用Kinect識別人體的傳統(tǒng)觀念，將 Kinect應用到機械狀態(tài)監(jiān)測領域，使用戶在真實場景下能看到旋轉(zhuǎn)機械的關鍵部件模型，并能通過疊加的虛擬