CN110909439A - 一种基于ar的装配方法、装置及终端 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于AR的装配方法、装置及终端，该装配方法包括：获取产品的三维模型和工艺信息；将所述三维模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画；将所述装配动画和所述工艺信息展示在AR终端，用于指导装配。通过上述技术方案，解决了实际装配现场中三维模型和工艺信息查看不便的问题，使得装配动画和工艺信息通过AR终端清晰、直观的展示出来，增强了可视化效果，提高了装配效率。

Description

一种基于AR的装配方法、装置及终端

技术领域

本发明实施例涉及计算机辅助设计制造领域，尤其涉及一种基于AR(AugmentedReality，增强现实)的装配方法、装置及终端。

背景技术

产品的装配是产品设计实现过程的关键一步。传统的产品装配中，装配人员主要通过查看三维模型和对应的工艺信息完成，这种传统的方式不够直观，可视效果差，而且实际装配现场中，查看三维模型和对应的工艺信息也十分不便，严重影响了装配的效率。

发明内容

本发明提供一种基于AR的装配方法、装置及终端，以解决实际装配现场中三维模型和工艺信息查看不便的问题，提高装配效率。

第一方面，本发明实施例提供了一种基于AR的装配方法，包括：

获取产品的三维模型和工艺信息，所述工艺信息包括工艺指令和物料清单；

将所述三维模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画；

将所述装配动画和所述工艺信息展示在AR终端，用于指导装配。

进一步的，所述将所述三维模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画，包括：

将所述三维模型进行轻量化处理，得到多边形数据模型；

根据所述多边形数据模型和所述工艺信息创建与所述多边形数据模型特征相同的虚拟模型；

将所述虚拟模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画。

进一步的，所述将所述虚拟模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画之前，包括：

确定所述虚拟模型和所述多边形数据模型的定位锚点，以使所述虚拟模型根据所述工艺指令和所述定位锚点与所述多边形数据模型匹配。

进一步的，所述将所述装配动画和所述工艺信息展示在AR终端，包括：

将所述装配动画和所述工艺信息展示在AR终端的交互界面；

通过手势或触摸屏实现所述交互界面的交互。

第二方面，本发明实施例还提供了一种基于AR的装配装置，该装配装置包括：

获取模块，用于获取产品的三维模型和工艺信息，所述工艺信息包括工艺指令和物料清单；

匹配模块，用于将所述三维模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画；

展示模块，用于将所述装配动画和所述工艺信息展示在AR终端，用于指导装配。

进一步的，所述匹配模块包括：

处理单元，用于将所述三维模型进行轻量化处理，得到多边形数据模型；

创建单元，用于根据所述多边形数据模型和所述工艺信息创建与所述多边形数据模型特征相同的虚拟模型；

生成单元，用于将所述虚拟模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画。

进一步的，所述匹配模块还包括：

确定单元，用于将所述虚拟模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画之前，确定所述虚拟模型和所述多边形数据模型的定位锚点，以使所述虚拟模型根据所述工艺指令和所述定位锚点与所述多边形数据模型匹配。

进一步的，所述展示模块包括：

展示单元，用于将所述装配动画和所述工艺信息展示在AR终端的交互界面；

交互实现单元，用于通过手势或触摸屏实现所述交互界面的交互。

第三方面，本发明实施例还提供了一种终端，所述终端集成了如第二方面所述的基于AR的装配装置。

本发明实施例提供的一种基于AR的装配方法、装置及终端，通过获取产品的三维模型和工艺信息，所述工艺信息包括工艺指令和物料清单；将所述三维模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画；将所述装配动画和所述工艺信息展示在AR终端，用于指导装配，解决了实际装配现场中三维模型和工艺信息查看不便的问题，使得装配动画和工艺信息通过AR终端清晰、直观的展示出来，增强了可视化效果，提高了装配效率。

附图说明

图1为本发明实施例一提供的一种基于AR的装配方法的流程图；

图2为本发明实施例二提供的一种基于AR的装配方法的流程图；

图3为虚拟模型和多边形数据模型进行锚点匹配的示意图；

图4为AR终端的交互界面示意图；

图5为本发明实施例三提供的一种基于AR的装配装置的结构图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅仅用于解释本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

实施例一

图1为本发明实施例一提供的一种基于AR的装配方法的流程图。本实施例可应用于产品数字化装配现场的装配，该方法可以由基于AR的装配装置来执行，其中，该装配装置可由软件和/或硬件实现，一般可集成在终端中。具体的，终端可以是AR眼镜、手机或pad，与传统的采用电脑查看装配流程相比，具有良好的便携性，并且可以带到装配现场，避免了在电脑上查看装配流程后再来现场作业的情况，节省了时间。参考图1，该方法具体包括：

S110、获取产品的三维模型和工艺信息。

其中，所述工艺信息包括工艺指令和物料清单。三维模型是产品的多边形表示，通常用计算机或其他设备显示，是一种空间立体模型，真实感和立体感较强。实际装配现场中对产品进行装配时，需要以产品的三维模型和对应的工艺信息为依据进行装配，避免装配错误，因此，进行装配之前需要先获取产品的三维模型和对应的工艺信息。具体的，产品的三维模型可以根据装配需要从产品数据管理系统中提取，工艺信息可以从制造执行系统中提取，其中，产品数据管理系统存储有不同类型产品的三维模型，供装配使用。为了便于查找待装配产品的三维模型，可以将产品数据管理系统中的三维模型按照产品的功能或应用领域的不同分类，将功能或应用领域相同的产品的三维模型存储在同一文件夹下，以方便查找，节约时间。制造执行系统中存储有产品的工艺指令和物料清单，其中，工艺指令也可以理解为是装配指令，是装配的依据，主要描述了完成某项装配操作所必须的工序、工步信息等，可以引导装配人员快速作业。物料清单可以理解为是产品组成的文件，主要包括产品装配完整的结构以及完成装配所用的各种部件的名称、具体结构、数量以及各种部件的具体连接关系等。具体的，物料清单可以以数据表格的形式将各部件的名称、数量以及连接关系表示出来，使各部件的关系一目了然。

S120、将所述三维模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画。

装配动画是一个虚拟的、动态的画面，反映了具体部件组合成完整产品的过程，可以展示在终端上，为装配人员提供更直观、清晰的装配过程。具体的，可以将具体部件的三维模型和对应的工艺指令导入制作动画的软件，使具体部件的三维模型和具体的工艺指令对应起来，生成相应的动画，其中，制作动画的软件本实施例不作限定，只要可以将具体部件的三维模型和工艺指令对应起来生成动画都可以，例如可以选择Composer软件或Deltagen软件。

进一步的，在生成装配动画的过程中，还可以添加语音提示、标注等信息，使装配动画更直观形象，贴近实际，其中，语音提示可以提示装配人员当前部件的装配过程，也可以提示装配人员下一步的装配过程，具体可以根据实际需要设置。这样设置的好处是：使装配人员在无法观看装配动画或不方便观看装配动画时也可以完成装配，同时还可以提醒装配人员为下一步的装配做准备。标注可以与语音提示穿插结合，可以是对装配过程中涉及的一些重要部件或过程进行标注，以引起装配人员的注意，提高装配效率。实施例对标注不作限定。

S130、将所述装配动画和所述工艺信息展示在AR终端，用于指导装配。

AR技术是一种将虚拟的信息通过计算机等技术模拟仿真后应用到真实环境中，使计算机生成的虚拟对象或场景叠加到真实环境中的技术。通过AR技术，可以实现对真实环境的增强，满足用户的需求。实施例中为了清晰直观的呈现装配的整个流程和具体的装配步骤，增强可视化效果，在将三维模型与工艺指令进行匹配生成装配动画后，需要将装配动画和具体的工艺信息展示在AR终端，以指导装配人员的装配。具体的，将Composer软件或Deltagen软件中的工艺信息和生成的装配动画通过数据接口导入AR终端，并由AR终端的交互界面进行可视化展示，指导装配。其中，交互界面是根据装配需求预先设置的，通过交互界面可以查看装配的流程，也可以进行菜单切换、模型选定和模型操作等行为，以实现良好的人机交互。

本发明实施例一提供的一种基于AR的装配方法，通过获取产品的三维模型和工艺信息，将所述三维模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画，将所述装配动画和所述工艺信息展示在AR终端，解决了实际装配现场中三维模型和工艺信息查看不便的问题，使得装配动画和工艺信息可以通过AR终端清晰、直观的展示出来，增强了可视化效果，提高了装配效率。

实施例二

图2为本发明实施例二提供的一种基于AR的装配方法的流程图。本实施例二是在上述实施例的基础上进行优化，参考图2，该方法包括：

S210、获取产品的三维模型和工艺信息。

S220、将所述三维模型进行轻量化处理，得到多边形数据模型。

轻量化处理是将结构复杂、数据量大的三维模型转换成一种结构简单、数据量小且能反映产品特征的多边形数据模型的一种处理方法。可以理解的是，三维模型通常是由三维绘图软件绘制而成，例如AutoCAD(Autodesk Computer Aided Design，自动计算机辅助设计)软件，结构复杂、数据量大而且占用内存大，对于计算性能较低、屏幕尺寸较小、内存带宽和容量较小的设备来说，直接显示产品原始的三维模型非常困难，因此，在获取产品原始的三维模型后需要进行轻量化处理，以便展示在AR终端上。其中，多边形的数量可以根据实际需要控制，以满足AR终端的性能要求。

S230、根据所述多边形数据模型和所述工艺信息创建与所述多边形数据模型特征相同的虚拟模型。

具体的，虚拟模型是利用计算机技术根据多边形数据模型和工艺信息进行仿真得到的一种模型，可以与多边形数据模型匹配。实施例中对虚拟模型具体的获取方法不作限定，例如可以采用全息投影技术对多边形数据模型投影，生成虚拟模型。

S240、将所述虚拟模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画。

需要说明的是，虚拟模型与产品的三维模型实质是相同的，因此虚拟模型和工艺指令匹配生成装配动画与三维模型和工艺指令匹配生成装配动画的过程也类似，此处不再赘述。

进一步的，产品装配是否成功可以通过判断虚拟模型与多边数据模型是否匹配实现，若虚拟模型与多边数据模型匹配成功，表明产品装配成功，反之，表明产品装配不成功，需继续装配。其中，虚拟模型与多边形数据模型进行匹配的具体方法可以根据实际选择，例如可以采用SLAM(Simultaneous Localization and Mapping，即时定位与地图构建)技术，利用终端上的摄像头、传感器扫描多边形数据模型周围的环境，根据周围的环境构建环境地图，完成自身的定位，然后将虚拟模型和多边形数据模型的高度匹配起来，完成虚拟模型和多边形数据模型的匹配。为了提高虚拟模型和多边形数据模型匹配的效率，在S240之前具体包括：

确定所述虚拟模型和所述多边形数据模型的定位锚点，以使所述虚拟模型根据所述工艺指令和所述定位锚点与所述多边形数据模型匹配。

具体的，定位锚点可以是反映模型轮廓的关键点，根据定位锚点，可以实现对模型的准确定位，例如拐点、端点。为了实现虚拟模型和多边形数据模型的匹配，可以分别确定虚拟模型和多边形数据模型的定位锚点，当虚拟模型的定位锚点和多边形数据模型的定位锚点匹配时，表明虚拟模型和多边形数据模型匹配成功，这种通过定位锚点判断两个模型是否匹配成功的方法简单高效。其中，定位锚点也可以根据实际需要进行选择，需要说明的是，虚拟模型的定位锚点和多边形数据模型的定位锚点的位置一致，以便于查找。示例性的，参考图3，图3为虚拟模型和多边形数据模型进行锚点匹配的示意图，图3以三个定位锚点为例，当虚拟模型320与多边形数据模型310的方向一致，且虚拟模型320的三个定位锚点分别与多边形数据模型310的三个定位锚点匹配时，表明虚拟模型320与多边形数据模型310匹配成功。

S250、将所述装配动画和所述工艺信息展示在AR终端的交互界面。

通过交互界面，装配人员可以查看装配流程，也可以根据实际需要对装配流程进行操作，例如可以查看当前装配流程的上一过程或下一过程，也可以对当前装配流程进行暂停等操作，通过交互界面可以实现装配的人性化管理。具体的，参考图4，图4为AR终端的交互界面示意图。交互界面上包括虚拟模型420和多边形数据模型410，虚拟模型420根据预先制作的装配动画，最终可以和多边形数据模型410匹配。交互界面上还包括工艺信息菜单430、功能菜单440、模型操作菜单450、开始按键460和结束按键470，通过工艺信息菜单430可以查看具体的工序和工艺指令，通过功能菜单440可以为装配动画添加相应的语音提示或标注，通过模型操作菜单450可以控制装配动画。需要说明的是，图4给出的交互界面只是一个示例性的说明，具体情况可以根据实际需要设计需要的交互界面。

S260、通过手势或触摸屏实现所述交互界面的交互。

具体的，实现交互的具体方式可以根据实际需要设计，例如可以采用语音控制，终端根据采集的语音信息实现对装配流程的操作。示例性的，当终端采集到语音“播放”时，播放当前装配流程，当采集到语音“上一步”时，即可展示上一步的装配流程。也可以采用手势控制，手臂抬起表示选择模型操作菜单450，手指抬起数量的不同表示选中模型操作菜单450中的某一操作，手指放下表示执行选中的该操作，例如手指抬起的数量为1表示选择上一步，然后放下，则执行上一步的装配动画。还可以通过触摸屏实现菜单的选择和控制。实施例中以通过手势或触摸屏实现交互界面的交互为例。通过这种智能方式实现人机交互，简单方便。

本发明实施例二提供的一种基于AR的装配方法，将结构复杂、数据量大的三维模型转换成结构简单、数据量小的多边形数据模型，满足了终端的性能要求，并通过确定定位锚点提高了虚拟模型和多边形数据模型匹配的效率，通过手势或触摸屏的方式实现了人机交互，无需控制器控制，简化了人机交互模式，提高了交互效率。

实施例三

图5为本发明实施例三提供的一种基于AR的装配装置的结构图。该装配装置可由软件和/或硬件实现，一般集成在终端中，可以执行基于AR的装配方法。参考图5，该装配装置包括：

获取模块510，用于获取产品的三维模型和工艺信息，所述工艺信息包括工艺指令和物料清单；

匹配模块520，用于将所述三维模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画；

展示模块530，用于将所述装配动画和所述工艺信息展示在AR终端，用于指导装配。

本发明实施例三提供的一种基于AR的装配装置，通过获取产品的三维模型和工艺信息，将所述三维模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画，将所述装配动画和所述工艺信息展示在AR终端，解决了实际装配现场中三维模型和工艺信息查看不便的问题，使得装配动画和工艺信息可以通过AR终端清晰、直观的展示出来，增强了可视化效果，提高了装配效率。

在上述实施例的基础上，所述匹配模块520包括：

处理单元，用于将所述三维模型进行轻量化处理，得到多边形数据模型；

创建单元，用于根据所述多边形数据模型和所述工艺信息创建与所述多边形数据模型特征相同的虚拟模型；

生成单元，用于将所述虚拟模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画。

在上述实施例的基础上，所述匹配模块520还包括：

确定单元，用于将所述虚拟模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画之前，确定所述虚拟模型和所述多边形数据模型的定位锚点，以使所述虚拟模型根据所述工艺指令和所述定位锚点与所述多边形数据模型匹配。

在上述实施例的基础上，所述展示模块530包括：

展示单元，用于将所述装配动画和所述工艺信息展示在AR终端的交互界面；

交互实现单元，用于通过手势或触摸屏实现所述交互界面的交互。

上述装置可执行本发明实施例提供的基于AR的装配方法，具备执行上述装配方法相应的功能和有益效果，未在本实施例中详尽描述的技术细节，可参见本发明上述实施例所提供的装配方法。

另外，本发明实施例还提供了一种终端，集成了上述实施例提供的基于AR的装配装置，能够执行上述实施例提供的装配方法，具备相应的功能和有益效果。本发明实施例提供的一种终端，通过获取产品的三维模型和工艺信息，将所述三维模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画，将所述装配动画和所述工艺信息展示在AR终端，解决了实际装配现场中三维模型和工艺信息查看不便的问题，使得装配动画和工艺信息可以通过AR终端清晰、直观的展示出来，增强了可视化效果，提高了装配效率。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。

Claims (9)

1.一种基于AR的装配方法，其特征在于，包括：

获取产品的三维模型和工艺信息，所述工艺信息包括工艺指令和物料清单；

将所述三维模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画；

将所述装配动画和所述工艺信息展示在AR终端，用于指导装配。

2.根据权利要求1所述的装配方法，其特征在于，所述将所述三维模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画，包括：

将所述三维模型进行轻量化处理，得到多边形数据模型；

根据所述多边形数据模型和所述工艺信息创建与所述多边形数据模型特征相同的虚拟模型；

将所述虚拟模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画。

3.根据权利要求2所述的装配方法，其特征在于，所述将所述虚拟模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画之前，包括：

确定所述虚拟模型和所述多边形数据模型的定位锚点，以使所述虚拟模型根据所述工艺指令和所述定位锚点与所述多边形数据模型匹配。

4.根据权利要求1所述的装配方法，其特征在于，所述将所述装配动画和所述工艺信息展示在AR终端，包括：

将所述装配动画和所述工艺信息展示在AR终端的交互界面；

通过手势或触摸屏实现所述交互界面的交互。

5.一种基于AR的装配装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取产品的三维模型和工艺信息，所述工艺信息包括工艺指令和物料清单；

匹配模块，用于将所述三维模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画；

展示模块，用于将所述装配动画和所述工艺信息展示在AR终端，用于指导装配。

6.根据权利要求5所述的装配装置，其特征在于，所述匹配模块包括：

处理单元，用于将所述三维模型进行轻量化处理，得到多边形数据模型；

创建单元，用于根据所述多边形数据模型和所述工艺信息创建与所述多边形数据模型特征相同的虚拟模型；

生成单元，用于将所述虚拟模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画。

7.根据权利要求6所述的装配装置，其特征在于，所述匹配模块还包括：

确定单元，用于将所述虚拟模型与所述工艺指令匹配，生成装配动画之前，确定所述虚拟模型和所述多边形数据模型的定位锚点，以使所述虚拟模型根据所述工艺指令和所述定位锚点与所述多边形数据模型匹配。

8.根据权利要求5所述的装配装置，其特征在于，所述展示模块包括：

展示单元，用于将所述装配动画和所述工艺信息展示在AR终端的交互界面；

交互实现单元，用于通过手势或触摸屏实现所述交互界面的交互。

9.一种终端，其特征在于，所述终端集成了如权利要求5-8任一项所述的基于AR的装配装置。

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