一种基于增强现实的手工装配过程干涉性检验系统及方法
一、成果简介
在装配工艺的仿真和检验中，尤其针对在汽车、飞机等大型复杂产品，手动装配过程的干涉检查是十分重要的环节。主要检验在实际装配过程中，工人能否有足够的操作空间可以完成设计的装配任务。由于涉及到大量的零部件，以及人体复杂的手部动作，因此在当前被广泛应用的工业软件中难以完成仿真和模拟计算。基于虚拟现实技术的系统，将自然的双手作业过程、直观的反馈与立体三维模型集成到装配工艺仿真过程中，但仍然存在不足之处：（1）纯虚拟的装配场景与真实的装配环境之间仍然存在差距，并不能真正地模拟装配环境的影响；（2） 在纯虚拟环境中，用户对真实环境的感知等将受到封闭和限制，而且会造成“晕动症”等不好的使用体验。
基于现有技术所存在的问题，本发明的目的是提供一种基于增强现实的手工装配过程干涉性检验系统及方法，能将虚拟的装配体原型叠加在真实的装配环境中，以虚实结合形式进行装配工艺的检验和验证，使用高效且成本低。
该技术主要应用于手工装配工艺的仿真和检验领域，特别是在需要复杂手工装配的高风险领域，如汽车、航空航天等大型复杂产品的制造过程中。通过增强现实技术，系统可以在产品研发阶段无物理原型情况下，提供一种高效且成本较低的方式来检验装配工艺的干涉性，从而优化装配过程和设计。
使用场景包括工厂装配线、装配车间或任何需要进行复杂手工装配任务的环境。系统利用增强现实眼镜来展示和检验虚拟的装配模型与真实环境的集成，提供实时的干涉和碰撞检测反馈，以指导装配工艺。
系统的主要用户群体为装配工艺工程师、生产线操作员以及质量检验专员。这些用户可以通过系统进行更加直观和精确的装配验证，以确保设计方案的可行性及最终产品的质量。
图1.手部虚拟映射和手势操控
二、应用领域
新一代信息技术领域、需要手动进行的装配工艺的可行性检验领域、装配工艺验证领域
三、市场前景
随着制造业对精度和效率要求的不断提高，尤其是在汽车、航空航天等行业，装配工艺的检验需求日益增加。此外，随着虚拟现实（VR）和增强现实（AR）技术的普及和发展，基于这些技术的工业应用正在迅速扩展。增强现实市场存在着巨大的市场潜力。
相较于其他装配仿真工业软件，本发明的基于AR的手工装配干涉性检验系统提供了与真实环境融合的虚拟装配验证，增强了用户的操作直观性、高效性，可以有效地模拟装配现场的情况。此外，系统的手势操控和碰撞检测技术可以实时反馈装配过程中的干涉问题，大大提高了装配验证的效率。
图2.基于AR的手工装配干涉性检验系统交互界面
四、知识产权
1、成果由澳门新莆京娱乐娱城单独持有；
2、本项目已申请专利及软件著作权。
五、合作方式
合作开发或技术许可。
六、对接方式
（1）合作意向方联系北理工技术转移中心；
（2）北理工技术转移中心沟通了解意向方情况；
（3）会同成果完成团队与意向方共同研讨合作方案。
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