《基于AR的机械设备拆装指导系统》-工学论文，科技论文-论文范文参考-科学狗论文网

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基于AR的机械设备拆装指导系统

范文

李广磊刘伟张顺心

摘要：基于增强现实（AR）技术，利用3DsMAX、QCAR、Unity3D等工具，开发出应用于Android智能终端的机械设备拆装系统。文中详细描述了系统方案设计及开发流程，给出了系统中虚拟模型的优化方法，介绍了系统在设备拆装中实际应用情况。

关键词：机械设备;增强现实;拆装指导;Unity3D

伴随着科学技术的快速发展，使机械设备的产品结构越来越复杂。由于这些设备的多层次性以及多单元性，使得机械设备拆装变得复杂。所以，复杂机械设备的拆装工作是当今社会比较热点的问题。近些年，增强现实（Augmented Reality，简称AR）技术出现在大众的视野，所谓增强现实是将计算机制作的虚拟对象，与现实世界场景叠加在同一个画面与空间内，用户可实时地进行交互来实现对现实世界的增強。

随着智能终端设备性能的不断完善，Android终端已经成为每个人生活中必备的东西。在机械设备拆装领域，本文基于Android终端开发出一款基于AR的机械设备拆装指导系统。将虚拟的模型套在现实的机械设备上，让技术人员沉浸进行深入的交互，并逼真的展示机械设备的三维模型及其零部件安装原理，更好的提高技术人员拆装维护能力。

1 系统方案设计

在机械设备拆装领域，设计开发一款基于AR机械设备拆装指导系统，目的是为了当现场技术人员因缺乏经验而无法处理一些设备拆装问题时，指导技术人员正确高效的进行机械设备的拆装工作，还有对复杂机械设备及其工作原理的理解，系统的方案设计如图1所示。

2 系统开发与应用

2.1 系统开发流程

增强现实开发常用的工具包主要有Metaio、Vuforia和Opencv等。本文选用的是高通旗下开发的Vuforia SDK工具包。选取好工具包之后，需要在Vuforia官网创建标识物图像的云端数据库，然后以Unity3D作为开发平台，配置JDK（Java Development Kit）和Android SDK（Software Development Tools开发环境，导入Vuforia SDK插件，将虚拟模型以及标识物导入到Unity3D里面进行集成开发，用C#、Javascript脚本进行封装，在Android智能终端运行。系统详细开发流程如图2所示。

2.2 系统在机械设备拆装领域中的应用

技术人员用Android设备扫描机械设备上的标识物图像，便会呈现出相应的三维模型，触控屏幕可以实现设备模型的放大、缩小与旋转，就好像技术人员手中拥有一个真正的机械设备，如图3所示。点击屏幕设备会自动拆解，就可以自行观察设备每一个零部件，以及设备的拆装顺序，如图4所示，让技术人员充分的思考和理解机械设备，更好的进行机械设备拆装，解决了技术人员因缺乏经验而无法进行设备的拆装。

3 结论

本文结合增强现实技术的特性，设计开发了一款基于AR的机械设备拆装指导系统。为技术人员提供了现场实物操作与虚拟信息引导同步结合的操作环境。通过增强现实技术，可以将计算机合成的设备拆装演示等各种虚拟信息直观地、形象地以及实时地叠加到技术人员的视野里，指导非熟练技术人员对复杂机械设备进行正确的拆装，降低了设备拆装难度，提高了设备拆装效率及质量。因此，增强现实技术对设备拆装指导具有重要的工程意义。

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