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面向虚拟检修的双目立体显示技术的研究与实现

邵振伟  
【摘要】:我国高速动车组从国外引进吸收到不断的学习创新,已经发展到了世界先进水平。在这期间动车组的数量也不断增加,庞大的动车组数量中检修的工作量也随之增加。虚拟检修是节约检修培训时间和成本的有效技术,而如何对动车组进行真实有效的虚拟检修,来节约时间与检修成本,是目前需要解决的问题。虚拟检修能模拟新产品、新技术应用后的效果,从而指导产品设计。通过立体显示能够身临其境的进行检修操作,直观地观看动车组内部结构,辅助设计人员更准确地设计检修过程。检修人员能更好的理解检修步骤,在培训时加强学员记忆。本论文的研究内容如下:(1)通过对人眼立体成像机理的研究,建立了双目视觉模型。根据数学建模方法,建立了摄像机的平行双目投影模型与汇聚双目投影模型。通过对辐辏与调节关系的研究,确定了立体图像对的视差范围。(2)通过对动车组虚拟检修漫游原理、拆装原理和视角控制等技术的研究,构建了虚拟检修环境,实现了在虚拟环境下的检修。(3)运用C++语言与OpenSceneGraph图形库作为开发工具,结合虚拟检修技术,搭建了双目立体显示系统,实现了虚拟检修的双目立体显示。通过在双目立体显示下完成的动车组虚拟检修,表明系统在一定立体参数设置下能达到良好立体显示效果。在立体显示下的检修操作,更能体验检修细节,操作者在检修时提高了沉浸感。直观的虚拟检修展示,在实际的检修培训和设计中具有指导意义。本课题得到辽宁省自然科学基金指导计划项目(20170540137)和企业项目《标准动车组装配检修三维可视化集成技术研究》的资助。目前,基于立体显示已作为核心功能应用于动车组虚拟检修系统中,已初步应用在某企业的动车组检修培训中。


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