[发明专利]基于虚拟现实技术的汽车装配实验平台

说明书

本发明提供了基于虚拟现实技术的汽车装配实验平台及其装配方法，汽车装配实验平台包括虚拟装配硬件设备以及外部报警系统；虚拟装配硬件设备包括PC机以及与PC机连接的人机交互VR设备；PC机主要用于编辑和监控虚拟环境，PC机内置虚拟装配软件Unity 3D，虚拟装配软件Unity 3D用于渲染环境以及链接虚拟环境和人机交互VR设备，人机交互VR设备包括头戴式显示器、手柄以及模拟驾驶体验椅；虚拟装配软件Unity 3D内置装配模型，装配模型由UG建模和3DS MAX建立并导入到虚拟装配软件Unity 3D环境中。本发明作为一个工程装配的虚拟实践平台，使用户能够在虚拟环境中模拟汽车的装配操作和器件认知，并且能够进行虚拟驾驶体验，节约硬件成本和人员培训成本，大大提高实际培训效率。

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术下的汽车装配技术领域，特别涉及基于虚拟现实技术的汽车装配实验平台及其装配方法。

背景技术

虚拟现实(VR，Virtual Reality)是指利用计算机创建出一种模拟仿真环境，用户在这种虚拟的环境中与物体进行交互动作，获得与真实世界中一致的感知反馈。正是由于VR技术产生的具有交互功能的虚拟世界，使得人机交互界面更加形象和逼真，激发出了人们对虚拟现实技术的兴趣。近几年，虚拟现实技术在军事与航空航天、科研开发、商业、医疗、教育、娱乐等多个领域得到越来越广泛的应用，并取得了巨大的经济效益与社会效益。

目前，国内虚拟显示技术已经有所发展，一种飞机机务信息处理方法(201010520207.3)能够实现三维虚拟现实技术处理飞机机务信息处理；一种数字曾侯乙编钟虚拟现实体感交互系统与方法(201310141857.0)能够仿真编钟的形和声给观众以真实的体验；虚拟库房管理系统(20110324271.9)能够实现虚拟库房模拟实际库房进行数据和空间管理，为库房建立整体档案；通过文献检索，发现当前已经有部分虚拟显示技术的使用。

虚拟装配(VA,Virtual Assembly)技术作为虚拟现实技术的一个分支，是近年来发展起来的一项多学科交叉的新技术，它涉及到计算机、数字图像、机械制造、生物医学等多门学科，并随着科技的发展愈加逼真，其主要宗旨是：利用计算机软件创建一个虚拟装配车间环境，然后通过VR交互设备使人在虚拟场景进行模拟训练，去体验机械设备的组装和拆卸等过程。

发明内容

本发明要解决的技术问题是提供一种可快速、准确而可靠地对操作者进行汽车拆装的训练，提高学习质量，减少实验设备成本的基于虚拟现实技术的汽车装配实验平台及其装配方法。

为达到上述目的，本发明的技术方案如下：

基于虚拟现实技术的汽车装配实验平台，所述汽车装配实验平台包括：

一虚拟装配硬件设备，虚拟装配硬件设备包括PC机以及与PC机连接的人机交互VR设备；所述PC机作为图像计算模块，主要用于编辑和监控虚拟环境，PC机内置虚拟装配软件Unity 3D，虚拟装配软件Unity 3D用于渲染环境以及链接虚拟环境和人机交互VR设备，虚拟装配软件Unity 3D可以让操作者在虚拟现实技术的支持下进行汽车装配的实验学习；所述人机交互VR设备具备用于加强虚拟装配环境的真实感，包括头戴式显示器、手柄以及模拟驾驶体验椅；

一内置在虚拟装配软件Unity 3D内的装配模型，所述装配模型是指汽车的各个零部件以及车身是依靠模型渲染的方式由UG建模和3DS MAX建立的，导入到虚拟装配软件Unity 3D环境中，用于操作人员在虚拟装配软件Unity 3D中选择并使用；

一外部报警系统，外部报警系统为红外线报警系统，用于保证操作者的安全。

在本发明的一个实施例中，在汽车装配实验平台的空间范围内，上方2米，对角线5米处设置两个定位装置，定位装置会为系统设定安全区域，与外部报警系统共同确保操作者的安全。