增强现实设备维修系统操作状态检测方法研究.pdf

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1、与开发增强现实设备维修系统操作状态检测方法研究术饶勇，何汉武，吴悦明(广东工业大学机电工程学院，广东广州510006)越成为人们日常生活中的主题，随着设备的集成度、复杂度越来越高，设备的维修越来越困难。借助增强现的维修变得直观方便．但增强现实设备维修必须解决在混合现实环境下的操作状态检测问题。因此以打印机范例．在增强现实的环境下，提出了一种基于颜色判断的操作状态检测方法，与传统方都有很大的改进，较好的实现了打印机维修向导系统的构建与设计。关键词：设备维修；增强现实；颜色判断；操作状态检测中图分类号：T

2、P391．9文献标识码：A文章编号：1009—9492(2010)09～0056—031引言在设备维修系统中的操作状态检测是指计算机根据摄像头所获取到的视频图像情况的变化或特殊标识来判断当增强现实(AugmentedReality，简称AR)作为虚拟现时的维修操作状态。进一步发出指令指导操作者开始下一实(VirtualReality，简称VR)技术的一个重要分支，已经发展成为一个新兴的研究领域，它将计算机生成的虚拟步的操作。物体或其它信息叠加到真实场景中，从而实现对现实的本文以打印机的维修引导系统为例

3、，以ARToolKit为平台。在C／C++的环境中结合OpenGL实现了系统的运“增强”⋯。增强现实与虚拟现实不同，VR技术让用户完全沉浸在由计算机生成的虚拟环境中，而AR的最终目的行[61。维修人员通过自然交互手段感知周围场景和维修对象的状态变化。利用增强现实三维注册显示技术将所需要则是把计算机产生的虚拟场景无缝的融合到用户所能观察的数字化维修诱导信息根据视频图像的变化显示到视频透到的真实世界当中_2]。视式头盔上，从而可以解放维修人员的双手，使之专注于现在对于设备的维修主要是靠传统的方法来进行，比

4、如说翻阅纸质文档或者查看电子手册，操作者不得不边看维修工作，提高作业效率，减少维修差错]。边修，这样就造成了操作者效率低下，而且容易出现操作2增强现实设备维修总体框架失误．因此迫切需要开发一种以操作者为中心的人性化、传统的设备维修一直是由维修员的经验或者现场观察智能化的维修诱导系统，以帮助操作者降低操作难度，减维修手册来进行的，这对于维修员的个人要求比较高，并少操作失误，提高操作效率，从而顺利完成工作。基于增且也很麻烦．需要边看手册边操作，这样一来造成效率低强现实的维修操作系统符合未来数字化维修的趋势

5、，代表下．操作失误率高。了下一代的设备维修发展方向_3]。2．1总体框架示意现在对于增强现实设备维修方面也有很多研究。美国实验系统实际的操作维修过程是由一系列操作行为按波音公司计算机服务研究和技术组的研究成果最为引人注照操作步骤规定的顺序组成的。操作人员按照操作步骤实目。其将增强现实技术应用于飞机制造中的电力线缆的连施一次操作行为，引起所操作对象的设备上的特殊颜色标接和接线器的装配。在AR系统的帮助下，一个未受过训识发生变化进而通过摄像头获取到这种颜色标识信息的变练的工人亦可胜任此项工作，因而减少了该

6、公司用于培训化．然后计算机通过已有程序进行操作状态检测判断，同员工的周期㈨。Reinem研究组将AR系统用于汽车门锁的时根据检测结果发出下一步的操作指令，指导操作者完成安装。该系统能够指导毫无经验的用户一步步地完成复杂设备的维修操作，这个过程是一次完整的操作，然后依次汽车门锁安装的任务。在安装过程中用户还可通过语音识循环直到操作结束。在此基础上得到系统整体框架设计如别系统与计算机进行交互式的对话l5¨。图1所示．，新进科技集团教育基金(编号：XJ200606)；广东省科技计划项目(编号：2007A01

7、0100013)收稿日期：嚣然20科10学-基03金-1项0目‘编号：嘶’—[2000310I5—6I研究与计算机生成的引导信息和摄像头摄取的设备真实场景利用图像合成技术，采用基于标识的虚实融合方法融为一体，通过视频透视头盔装置传送给操作者，这样就可以实时指导操作者完成设备维修工作。2．4操作状态检测在整个系统框架设计里面．操作状态检测是最重要的一个环节。摄像头将合成图像传输给计算机，计算机根据程序发图1设备维修系统整体框架设计出操作指令，操作者开始维修操作．然后进行操作状态检测，从图1可以看出．设备

8、维修系统作为一个辅助操作系根据操作状态检测结果开始下一步的操作。只有正确的判统涵盖了增强现实技术的很多方面，包括引导信息、图像断了操作状态．系统才能按照设备维修的操作规则进行操合成、操作者操作和操作状态检测4个方面。各个方面相作。因此，操作状态检测是保证系统操作成功的重要一互配合。组成一个完整的维修向导系统。环。2．2引导信息3操作状态检测方法设计引导信息是由计算机模拟出来的一些二维、三维信息技术发展带来了设备的高复杂度，各种设备广泛采用以及维修过程所规