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基于VEGA的虚拟装配系统关键技术研究

作　者: 林康
导　师: 邵晓东
学　校: 西安电子科技大学
专　业: 机械电子工程
关键词: 虚拟手几何建模和骨骼建模 虚拟手运动控制 碰撞检测 抓取力 装配特征和装配力
分类号: TP391.9
类　型: 硕士论文
年　份: 2009年
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内容摘要


本文介绍了虚拟装配的基本原理和现阶段国内外研究现状,以及虚拟装配在汽车、飞机、电子设备等工业中的应用;将Diguy Scenario与Vega进行整合建立了虚拟装配系统;给Diguy软件提供的人体模型加入创建的人手模型并为人手关节变量进行了定义,实现了在虚拟手套和位置跟踪器的控制下进行运动控制,并可以对整个人体关节变量进行访问控制;对普遍运用的碰撞检测方法和Vega下的碰撞检测方法进行了研究,并对Vega下的碰撞检测方法进行了改进使系统下碰撞检测速度加快并且精确,实现了基于该方法基础上的手模型抓取操作。借助机器人原理的研究,对人手模型抓取过程中的抓取力进行了研究,抓取条件及抓取稳定条件进行了研究;实现了三维环境中对零件进行点选,并可以使得零件可以随鼠标在三维环境中进行移动,同时记录移动过程的坐标位置,如此我们可以实现对装配路径进行记录,以后对装配路径进行回放以检查装配中出现的问题,为实现装配打下基础。研究了基于装配特征和装配力引导的虚拟装配方法,提出了具体的实施措施,为实现虚拟装配奠定了基础。

全文目录


摘要  3-4
ABSTRACT  4-9
第一章 绪论  9-15
  1.1 虚拟装配技术的概念及其发展  9-10
    1.1.1 虚拟装配概念  9
    1.1.2 虚拟装配的现状与发展  9-10
  1.2 论文的背景与主要工作  10-12
    1.2.1 论文的背景  10-12
    1.2.2 论文的主要工作  12
  1.3 章节安排  12-15
第二章 虚拟装配系统总体方案设计  15-21
  2.1 系统设计目标  15
  2.2 系统设计思想  15-17
    2.2.1 装配场景建模的真实性  15-16
    2.2.2 操作者操作的真实性  16
    2.2.3 基于装配特征和装配力引导的虚拟装配方法  16-17
    2.2.4 装配路径动画演示  17
  2.3 系统总体结构  17-18
  2.4 系统工作流程  18-20
  2.5 小结  20-21
第三章 虚拟手建模研究  21-39
  3.1 虚拟手建模综述  21-23
    3.1.1 虚拟手建模研究现状  21-22
    3.1.2 虚拟手建模总体流程  22-23
  3.2 几何建模  23-25
    3.2.1 获取虚拟手面片模型  23
    3.2.2 虚拟手模型简化  23-24
    3.2.3 关节小球建模  24-25
  3.3 骨骼建模  25-33
    3.3.1 目前控制人手模型的两种方式总结  25-26
    3.3.2 骨骼形成  26-33
  3.4 手势识别  33-37
    3.4.1 硬件设备介绍  33-35
    3.4.2 关节运动角度计算  35-36
    3.4.3 关节控制  36-37
  3.5 运动控制  37-39
    3.5.1 骨骼运动  37-39
第四章 基于碰撞检测的抓取研究  39-47
  4.1 抓取概述  39-40
    4.1.1 研究背景  39
    4.1.2 基本思路  39-40
  4.2 基于线的紧贴模型碰撞包络体生成算法  40-45
    4.2.1.V ega 环境下的碰撞检测算法概述  40
    4.2.2.V ega 下Volume 碰撞检测方法介绍  40-41
    4.2.3 基于线的碰撞包络体生成  41-45
    4.2.4 对生成的线碰撞体进行简化  45
  4.3 基于碰撞检测的抓取算法  45-46
    4.3.1 抓取规则  45
    4.3.2 虚拟手抓取流程  45-46
  4.4 基于碰撞检测的实例验证  46
  4.5 小结  46-47
第五章 基于力的抓取技术  47-51
  5.1 概述  47
  5.2 抓取力及运动约束  47-49
    5.2.1 摩擦锥  47-48
    5.2.2 抓取力求取及手模型变形量计算  48-49
    5.2.3 抓取运动约束  49
  5.3 抓取流程  49-50
  5.4 小结  50-51
第六章 基于装配特征和装配力引导的虚拟装配方法  51-57
  6.1 装配特征  51-52
  6.2 装配力  52-55
    6.2.1 装配零件垂直倒棱接触的装配力计算  52-53
    6.2.2 装配零件轴线相对倾斜时的装配力计算  53-55
  6.3 基本思想和流程  55-56
    6.3.1 基本思想  55
    6.3.2 工作流程  55-56
  6.4 小结  56-57
第七章 基于 Vega 的虚拟装配系统实现  57-67
  7.1 虚拟装配原型系统组成  57-59
    7.1.1 系统硬件配置  57
    7.1.2 虚拟控制系统软件配置  57-58
    7.1.3 鼠标点选和移动技术  58-59
  7.2 环境集成  59-62
    7.2.1 概述  59-60
    7.2.2 Vega 与Diguy Scenario 集成  60-61
    7.2.3 集成界面  61-62
  7.3 系统功能模块介绍  62
  7.4 应用实例  62-67
第八章 工作总结与展望  67-69
  8.1 工作总结  67
  8.2 工作展望  67-69
致谢  69-71
参考文献  71-74

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中图分类: > 工业技术 > 自动化技术、计算机技术 > 计算技术、计算机技术 > 计算机的应用 > 信息处理（信息加工） > 计算机仿真
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