基于VR AR的智能制造技术PDF电子书下载

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第1章 虚拟现实/增强现实技术基础 1

1.1 VR/AR的概念与发展历程 1

1.1.1 VR/AR的特点 4

1.1.2 VR/AR的内涵与发展 5

1.2 VR/AR的基本原理 7

1.2.1 VR/AR的计算机图形学基础 7

1.2.2沉浸显示基本原理 14

1.2.3自然交互基本原理 17

1.2.4虚实场景融合基本原理 19

1.3基于VR/AR的典型制造业应用场景 21

1.3.1虚拟装配 21

1.3.2工厂虚拟布局与规划 21

1.3.3自动化单元仿真 22

1.3.4生产作业虚拟培训 23

第2章 智能制造体系与关键技术 25

2.1智能制造体系 25

2.1.1定义与参考模型 25

2.1.2以CPS为核心的智能制造关键技术 35

2.2 VR/AR技术驱动的智能制造系统 49

2.2.1系统框架 50

2.2.2关键技术 56

2.3 VR/AR技术的制造业应用挑战 64

第3章 基于VR/AR的制造系统建模与仿真技术 67

3.1面向VR/AR的大规模三维建模关键技术 67

3.1.1大规模场景建模技术 67

3.1.2大规模场景的实时处理 88

3.1.3大规模场景中的交互操作 95

3.1.4大规模真实感场景渲染技术 101

3.2虚拟工厂三维建模方法 110

3.2.1制造场景建模 111

3.2.2虚拟工厂的三维布局建模 113

3.2.3虚拟工厂建模实例 125

3.3 VR环境中的生产系统布局仿真 131

3.3.1三维虚拟工厂模型的静态空间评价 131

3.3.2生产过程的运动仿真与评价 137

3.3.3某飞机虚拟工厂布局优化实例 156

第4章 智能制造系统虚实信息集成与可视化 161

4.1基于数字主线的制造系统虚实信息集成 161

4.1.1数字主线相关概念 161

4.1.2基于数字主线的信息集成框架 167

4.1.3数字主线的数据采集技术 171

4.1.4基于VR/AR的数字主线体系 181

4.2基于MBD的产品模型集成及可视化 184

4.2.1基于MBD的产品模型集成 184

4.2.2制造上下文中的产品多尺度信息集成 198

4.2.3 VR/AR环境下的MBD可视化 203

4.3面向产品多学科分析的科学计算可视化 210

4.3.1工程数据可视化表达 210

4.3.2融合多学科数据的可视化 213

4.4制造过程信息集成与可视化 218

4.4.1基于知识图谱的制造上下文数据集成 218

4.4.2制造信息知识图谱信息存储模式 225

第5章 智能制造中的VR/AR人机交互技术 231

5.1 VR/AR中的人机交互技术 231

5.1.1人机交互的概念 231

5.1.2 VR/AR中常用的人机交互技术 233

5.2手绘草图交互识别技术 240

5.2.1基于人工智能的三维草图识别 240

5.2.2基于手绘的三维物体交互设计与分析 242

5.3虚拟装配/维护中的人机交互 245

5.3.1装配交互方式 245

5.3.2实时智能化引导技术 247

5.3.3装配/维护系统的交互式作业流程 251

5.4 AR系统的编辑交互技术 254

5.4.1编辑工具交互设计 254

5.4.2静态场景编辑方法 256

第6章 基于VR/AR的数字孪生技术 260

6.1数字孪生与VR/AR 260

6.1.1数字孪生概述 260

6.1.2智能制造系统的数字孪生模型 272

6.1.3基于VR/AR的数字孪生系统与关键技术 276

6.2基于VR/AR的产品数字孪生 297

6.2.1产品数字孪生驱动下的外观评估 297

6.2.2产品数字孪生驱动下的装配作业指导与评估 299

6.2.3产品数字孪生驱动下的制造偏差评估 301

6.2.4典型应用案例 306

6.3基于VR/AR的制造数字孪生技术 309

6.3.1制造数字孪生驱动下的加工过程监控 310

6.3.2制造数字孪生驱动下的制造物流调度 313

6.3.3制造数字孪生驱动下的制造计划执行监控 318

6.4 VR/AR环境下的产品在役运行数字孪生 322

6.4.1性能数字孪生驱动下的设备健康状况维护 322

6.4.2性能数字孪生驱动下的制造系统性能分析 327

6.4.3结语 344

第7章 基于VR/AR的制造大数据可视化 345

7.1制造大数据概述 345

7.1.1制造大数据特征 345

7.1.2制造大数据来源及类型 348

7.1.3制造大数据体系与关键技术 351

7.2基于VR/AR的制造大数据可视化技术 360

7.2.1大数据可视化技术 361

7.2.2基于VR/AR的大数据可视化表达 364

7.2.3基于VR/AR的制造大数据挖掘与交互 386

7.3制造大数据可视化工具 391

7.3.1 WebXR技术 391

7.3.2基于WebVR的可视化开发工具 392

第8章 基于VR/AR的典型智能制造应用案例 395

8.1航空发动机智能辅助装配 395

8.1.1案例介绍 395

8.1.2软硬件系统 398

8.1.3基于AR的辅助装配 403

8.2基于AR的线缆装配 409

8.2.1基于AR的线缆装配平台 410

8.2.2线缆虚拟装配流程 412

8.3复杂装备诱导维修 416

8.3.1案例介绍 416

8.3.2软硬件系统 418

8.3.3基于AR的诱导性维修 421

8.4基于VR的航天薄壁件制造过程仿真 424

8.4.1案例介绍 424

8.4.2软硬件系统 425

8.4.3多尺度信息VR可视化系统 427

8.5火箭箭体制造车间实时管控 430

8.5.1案例介绍 430

8.5.2软硬件系统 431

8.5.3火箭箭体制造车间运行实时监控 438

第9章 VR/AR支撑工具集 446

9.1 VR/AR系统 446

9.1.1 VR系统 446

9.1.2 AR系统 449

9.1.3大型沉浸式VR系统搭建 453

9.2典型商业开发工具 467

9.2.1 Unity3D 467

9.2.2达索3DExcite Deltagen 473

9.3典型开发工具包 474

9.3.1 OpenSceneGraph 474

9.3.2 PTC Vuforia 477

9.3.3 Apple ARKit 483

9.3.4 Google ARCore 488

9.4自主智能制造软件平台 493

9.4.1系统框架 493

9.4.2主要功能介绍 495

第10章 VR/AR技术发展趋势与展望 501

10.1 5G与VR/AR融合 501

10.1.1制造过程海量数据的低时延传输 503

10.1.2制造物联网的高密度互联互通 504

10.1.3制造过程的“第一视角”人在回路协同 505

10.1.4面向制造的云VR/AR平台 506

10.2 AI与VR/AR深度融合 508

10.2.1 AI辅助下的VR/AR 509

10.2.2 VR/AR构建智能助手 513

10.3 VR/AR的工业应用标准 515

10.3.1基于AR的维修维护标准 515

10.3.2 AR/VR的物联网应用标准 516

参考文献 517

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