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《河北工程大学》 2015年
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基于移动增强现实的虚拟机械臂系统研究与实现

王志强  
【摘要】:增强现实是一项脱胎于虚拟现实技术的新技术。它通过计算机系统生成虚拟信息,包括文字信息、虚拟场景、虚拟物体等等,然后将这些信息安置在真实场景中相应的位置,从而对现实世界实现增强的功能。本文旨在基于当前流行的Android智能手机平台,对增强现实的相关技术进行深入的探讨和研究,并结合当前热门的机器人研究领域,实现一个基于Android平台的虚拟机械手臂增强现实系统。首先,本文对移动增强现实技术的研究现状和进展进行了较为全面地总结,梳理了移动增强现实技术的发展历程,归纳并分析了国内外的研究机构、研究特点以及相关资源。详细地阐述了该领域所涉及的理论与技术,对当前研究热点领域进行了概括、分类和对比,并着重对跟踪注册技术进行了深入全面的介绍和探讨。其次,对基于Android智能手机平台的增强现实系统进行了设计实现。该系统分为两个部分,即虚拟机械臂的展示和虚拟机械臂抓取动作的实现。从技术的角度,主要的工作在于三维建模和动作设计、标识图的识别和模型渲染、两个模型的互动和动作的触发这三部分。本文采用SolidWorks软件和3ds Max软件分别进行虚拟机械臂的三维建模和动作设计,系统的主程序在Unity3D开发工具中进行开发,增强现实部分的实现借助了高通公司发布的Vuforia SDK开发包作为基础框架。Vuforia SDK开发包是当前世界上流行的增强现实开发包,并推出了Unity3D版本,能够和Unity3D软件无缝衔接。将Vuforia SDK开发包、制作好的识别图文件包和三维模型共同导入到Unity3D软件中,通过设置相关的参数,编制相应的功能代码,本文实现了预期的核心功能,并进行了功能测试。在三个不同的设计方案中,系统都较好地实现了核心功能展示。最后,本文进行了内容总结,并就系统下一步的研究方向进行了展望。本系统试图将当前蓬勃发展的增强现实技术应用于机器人控制领域,并实际就机器人模型在虚拟端的运行过程进行了初步的实现,取得了预期的效果。本论文最后还对下一步的研究工作做出了展望和建议,以期为增强现实技术和机器人控制领域的结合提供一些参考和借鉴。
【学位授予单位】:河北工程大学
【学位级别】:硕士
【学位授予年份】:2015
【分类号】:TP391.9;TP241

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