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《虛擬現(xiàn)實技術(shù)在航空智能制造中的應用思考與展望.pdf》由會員上傳分享，免費在線閱讀，更多相關(guān)內(nèi)容在行業(yè)資料-天天文庫。
1、的應用思考與展望帥朝林。陳雪梅，邱世廣(中航工業(yè)成都飛機工業(yè)(集團)有限責任公司，成都610092)[摘要】人機結(jié)合、虛實融合的新一代智能界面是智能制造的一個顯著特征。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種高級人機交互技術(shù)，將在智能制造系統(tǒng)中發(fā)揮人與智能設(shè)備之間傳遞、交換信息媒介及對話接口的作用。隨著智能制造系統(tǒng)的發(fā)展和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷成熟和進步，虛擬現(xiàn)實必將逐步深入工業(yè)應用，在兩化深度融合過程中充分發(fā)揮“智能之窗”的作用。關(guān)鍵詞：智能制造；虛擬現(xiàn)實；增強現(xiàn)實；混合現(xiàn)實DoI：10．16080／j．issnl671．833x．2016．16．026帥朝林博士，研究員級高級工程師。中
2、航工業(yè)成都飛機工業(yè)(集團)有限責任公司副總經(jīng)理．總工程師．中航工業(yè)航空制造技術(shù)首席專家。目前主管軍品項目研發(fā)及相關(guān)科研課題攻關(guān)、基礎(chǔ)技術(shù)管理、技術(shù)改造等工作。在多個重大工程中做出了一系列具有開拓性和填補國內(nèi)技術(shù)空白的貢獻。26航空制造技術(shù)·2016年第16期智能制造(IntelligentManuf—acturing，IM)已成為我國制造業(yè)新一輪產(chǎn)業(yè)技術(shù)變革的主要方向，它集合了人工智能、柔性制造、虛擬制造、系統(tǒng)控制、網(wǎng)絡(luò)集成、信息處理等學科和技術(shù)的發(fā)展it-2]，由智能裝備、智能控制和智能信息共同組成的人機一體化制造系統(tǒng)，能夠?qū)崿F(xiàn)各種制造過程自動化、智能化、精益化、
3、綠色化，是傳統(tǒng)產(chǎn)業(yè)轉(zhuǎn)型升級發(fā)展的重要途徑。人機結(jié)合、虛實融合的新一代智能界面是智能制造的一個顯著特征，主要體現(xiàn)在物理世界與虛擬世界、人與機器之間的界限進一步模糊。虛擬現(xiàn)實技術(shù)作為一種高級人機交互技術(shù)，將在智能制造系統(tǒng)(IntelligentManufacturingSystem，IMS)中負責提供人與智能設(shè)備之間傳遞、交換信息的媒介和對話接口。隨著智能制造的向前發(fā)展和虛擬現(xiàn)實技術(shù)的不斷成熟和進步，虛擬現(xiàn)實必將逐步深入工業(yè)應用，充分發(fā)揮其“智能之窗”的作用。面向航空制造實際需求，結(jié)合研究團隊對智能制造規(guī)劃的思考，本文分別從工藝設(shè)計、車間執(zhí)行及管理3個方面詳細闡述虛擬現(xiàn)
4、實技術(shù)在智能制造中的應用思考與展望。虛擬現(xiàn)實技術(shù)概述1虛擬現(xiàn)實虛擬現(xiàn)實(VirtualReality，VR)概念最早由美國VPLResearch公司創(chuàng)始人之一的JaronLanier在1989年提出，目前在業(yè)界得到了廣泛應用。虛擬現(xiàn)實描述為由交互式計算機仿真組成的一種媒體，能夠感知參與者的位置和動作，替代或增強一種或多感官反饋，從而產(chǎn)生一種精神沉浸于或出現(xiàn)在仿真環(huán)境(虛擬世界)中的感覺口】。虛擬現(xiàn)實應用計算機技術(shù)創(chuàng)造出了一個包含三維物體的三維環(huán)境，對用戶而言，三維環(huán)境中的物體具有強烈的空間存在感，用戶與三維物體之間的交互感和與圖片或電影的感知是完全不同的。虛擬現(xiàn)實包
5、含4個關(guān)鍵要素：虛擬世界、沉浸感、感覺反饋以及交互性【4]。根據(jù)用戶參與程度和沉浸感的不同，通常將虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)分為：桌面式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、沉浸式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)、分布式虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)【5】。虛擬現(xiàn)實技術(shù)目前已廣泛應用于各類領(lǐng)域。在工業(yè)應用虛擬環(huán)境中，通過虛擬現(xiàn)實交互外設(shè)進行3D仿真試驗，以避免潛在問題，獲得最優(yōu)方案，指導實際系統(tǒng)的實施。圖1所示為CAVE虛擬仿真環(huán)境中的加工生產(chǎn)線仿真評估，系統(tǒng)提供一個較大的封閉空間，用戶與虛擬世界進行交互時，不會受到外界的干擾，是較為完善的虛擬現(xiàn)實系統(tǒng)16】。2增強現(xiàn)實增強現(xiàn)實技術(shù)(AugmentedReality，AR)來源于虛擬現(xiàn)實技術(shù)
6、，是虛擬現(xiàn)實技術(shù)的擴展。增強現(xiàn)實技術(shù)將虛擬信息與真實場景相融合，通過計算機系統(tǒng)將虛擬信息通過文字、圖形圖像、聲音、觸覺方式渲染補圖1虛擬仿真環(huán)境中的加工生產(chǎn)線仿真評估Fig．1Simulationandevaluationofmachiningproductionlineinvirtualenvironment充至人的感官系統(tǒng)，用以增強用戶對現(xiàn)實世界感知的技術(shù)。增強現(xiàn)實技術(shù)并沒有使用戶完全沉浸在虛擬環(huán)境，使人能夠看到的是虛擬物體合成于真實環(huán)境中的雙重世界，擴大人類的感知能力。AR技術(shù)的關(guān)鍵在虛實融合、實時交互和三維注冊?！霸鰪姮F(xiàn)實”是在1990年初就由波音公司Cau
7、dell和Mizell創(chuàng)造的，他們開發(fā)出試驗性的AR系統(tǒng)，如圖2所示，頭戴眼鏡上顯示電路圖像和導線類型，用以在工人組裝線路時提供輔助【”。同樣，AR可用于復雜機械維護和修理隅l。3混合現(xiàn)實Milgram和Kishino在1994年發(fā)表的文章中提出的混合現(xiàn)實概念，源白于對虛擬一現(xiàn)實連續(xù)統(tǒng)一體的描述一】，如圖3所示，真實環(huán)境和虛擬環(huán)境(VirtualEnvironment，VE)在兩端中間是混合現(xiàn)實(MixedReality，MR)，包含增強現(xiàn)實、增強虛擬(AugmentedVirtuality，AV)?；旌犀F(xiàn)實結(jié)合真實世界和虛擬世界創(chuàng)造了新的可視化環(huán)境，可以實現(xiàn)真
