增强现实装配和维修系统的技术研究.pdf

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1、第34卷第2期2012年4月光学仪器0PTICALINSTRUMENTSV01．34，No．2ADril。2012文章编号：1005—5630(2012)02—0016一05增强现实装配和维修系统的技术研究*赵敏，刘秉琦，武东升(军械工程学院光学与电子工程系，河北石家庄050003)摘要：针对传统的人工维修存在培训周期长、效率低下、成本高等不足，引入增强现实技术，以某型电源箱为维修目标，构建了一套装配维修训练的增强现实系统。利用双目立体视觉技术、计算机图形技术、图像处理技术等开发了此套系统。在人

2、机交互过程中采用静态标识和动态标识相结合的方法，人手控制动态标识触发感兴趣的内容，完成维修作业。实践证明该系统人机交互性能良好，操作方便，较之传统的人工维修在数字化程度和效率上有了很大的提高。关键词：增强现实；双目立体视觉；人机交互中图分类号：TP391．9文献标识码：Adoi：10．396哳．issn1005—5630．2012．02．004Studyonthetechniquesofau掣nentedrealityinstaUation粕dmaintenancesystemZHA0Mi咒，L

3、ILrBi咒gqi，WU上)o咒95^g咒g(I)印artmentof0pticalandE1eetronicEngineering，OrdnanceEngjneeringC011ege，Sh幻iazhu柚g050003，China)Abstract：AstraditionaImanualmaintenancehavedisadvantagessuchas10ngtrainingperiod，lowefficiencyandhighcost，augmentedrealitytechn0109yi

4、susedtobuildupamaintenancetrainingsystem，withapowerboxasmaintenancetarget．Withthehelpoftechnologiessuchasstereovision，computergraphics，imageprocessing，thissystemissuccessfuUysetup．Staticmarkersanddynamicmarkersareusedtogethertofinishcomputer-humanint

5、eractionwork．Whendynamicnlarkerismovedtotriggerinterestedcontest，systemwillguidetheusertofiIlishmaintenancework．TestsshowthatthisuserfriendlysystemperformsweUoninteractionandimprovesemciencyonmaintenancework．Keywords：augmentedreaIity；stere0vision；com

6、puter_humaninteraction引言增强现实(augmentedreality，AR)技术是在虚拟现实(vjrtualreality，VR)技术上发展起来的一门新兴技术，由于其广泛的应用背景，因此吸引了国内外众多科研人员加入研究，成为近年来的一个研究热点。增强现实技术涉及到仿真技术、计算机图形技术(computergraphics，CG)、图像处理技术、交互技术及传感器技术等领域，是一项综合性十分强的研究领域[1]。与虚拟现实技术将用户隔离在真实世界之外不同的是，当用户在真实世界中的

7、位置发生变化时，虚拟信息也随之相应变化，虚拟信息与真实环境完美结合，既避免了构建复杂真实环境的大量繁琐工作，又可对真实环境进行变动，具有很强的实时可控性，’收稿日期：2011—10一19作者简介：赵敏(1988)，男，江西吉安人，硕士研究生，主要从事增强现实技术方面的研究。第2期赵敏，等：增强现实装配和维修系统的技术研究·17。达到了亦真亦幻的效果。正是由于增强现实与真实环境紧密联系的特性，使得增强现实技术在精密仪器制造、医疗研究、市政规划、文物保护、影视娱乐、军事训练、装备维修等领域得到了广泛

8、的应用。在研究工作中搭建了一套基于增强现实的维修系统，利用增强现实良好的虚实场景结合以及人机交互功能，通过计算机视觉技术、图像识别技术以及建模仿真等技术，使该系统能够完成图像采集、立体实时显示、三维注册以及虚实融合等功能，改善了传统意义上的人工维修带来的培训成本高、效率低下等问题，较之虚拟维修也更为真实可靠。表1为增强现实维修与虚拟维修的比较表。下面将详细介绍该系统的开发环境和实现过程。1系统工作原理表l增强现实维修与虚拟维修的比较表Tab．1ComparisonbetweenARandvRrn