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(jì)算、虛擬現(xiàn)實(shí)和機(jī)器視覺(jué)等技術(shù)的融合，為改進(jìn)艙體類(lèi)產(chǎn)品的設(shè)計(jì)、生產(chǎn)和裝配提供了新的技術(shù)和手段。本文針對(duì)艙體內(nèi)結(jié)構(gòu)的裝配問(wèn)題，運(yùn)用計(jì)算智能、人類(lèi)智能和機(jī)器智能構(gòu)建了一個(gè)智能裝配系統(tǒng)。采用蟻群算法對(duì)艙體內(nèi)零部件的裝配順序進(jìn)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(shí)技術(shù)的增強(qiáng)交互裝配方案，在視覺(jué)、信息和操作等方面增強(qiáng)了用戶(hù)的裝配感知，人機(jī)智能相結(jié)合的對(duì)艙體裝配工藝過(guò)程進(jìn)行虛擬驗(yàn)證?；谝曈X(jué)的裝配質(zhì)量檢測(cè)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(shí)現(xiàn)了艙體裝配質(zhì)量的定量化評(píng)估。
　　 介紹了面向虛擬裝配的信息獲取和重用方法，可以實(shí)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(qiáng)信息模型，實(shí)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(hù)輸入和基于裝配規(guī)劃模塊三種方式進(jìn)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(chǎng)景樹(shù)的結(jié)構(gòu)對(duì)裝配場(chǎng)景進(jìn)行管理，實(shí)現(xiàn)虛擬裝配環(huán)境的快速構(gòu)建和對(duì)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(shí)結(jié)合起來(lái)，通過(guò)蟻群算法求得可行的裝配序列，在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中人機(jī)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(duì)艙體內(nèi)結(jié)構(gòu)的裝配序列規(guī)劃問(wèn)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(diǎn)，給出了虛擬裝配環(huán)境中人機(jī)交互的路徑規(guī)劃方法。
　　 提出了基于混合現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)信息和約束代理的增強(qiáng)交互技術(shù)，從視覺(jué)、信息和操作三個(gè)方面來(lái)改善虛擬裝配環(huán)境的人機(jī)交互效率?；旌犀F(xiàn)實(shí)在保留虛擬現(xiàn)實(shí)全部交互方式的同時(shí)，附加真實(shí)裝配場(chǎng)景來(lái)豐富裝配過(guò)程感知；基于文字和特征表示的增強(qiáng)信息，為用戶(hù)提供裝配知識(shí)來(lái)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(jì)算。增強(qiáng)人機(jī)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(jī)器視覺(jué)技術(shù)進(jìn)行裝配質(zhì)量檢測(cè)，檢查裝配多余物并測(cè)量零件間隙，將采集到的艙體內(nèi)全景視頻信息存檔。通過(guò)DirectShow 技術(shù)對(duì)攝像頭視頻進(jìn)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(cè)量零件縫隙之間距離。
　　 提取圖像邊緣角點(diǎn)為特征點(diǎn)，將改進(jìn)Hausdorff 距離作為相似度度量準(zhǔn)則，采用基于多余物模型邊緣輪廓的方法來(lái)匹配目標(biāo)區(qū)域多余物。