CN116502588A - 一种用于布线板的线束制作流程可视化装置 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种用于布线板的线束制作流程可视化装置，以工作台、布线板、显示器、增强现实可视化单元和摄像头为主要组成部分，满足了增强现实引导布线的装置需求，相比于佩戴式眼镜的方式，降低了布线人员的操作负担，其次以布线工艺为对象，通过增强现实技术，通过虚实融合，将增强现实布线引导信息与真实场景进行精确融合，在显示器上直观地呈现布线工艺所需的引导信息，降低了操作工人的认知负担，提高了布线效率，降低了错装漏装率。

Description

一种用于布线板的线束制作流程可视化装置

技术领域

本发明涉及电子产品的线束制作技术领域，具体涉及一种用于布线板的线束制作流程可视化装置。

背景技术

随着航天器、船舶、雷达、汽车等的快速发展，线缆作为机械设备中传送电流、信号的重要元器件，遍布复杂大型复杂产品的角角落落，被称为机械设备的电子“生命线”，直接关系到机械设备中的电子元器件的性能和可靠性。由于线缆数量庞大，走向各异，布局密集，留给布线人员的布线位置空间狭小，且具有一定的难度，所以大多数线缆的布放工作由人工进行。目前，主流的布线工艺多采用基于1:1图样的布线方法。由于不同产品的线缆数量和结构走向各不相同，设计人员需要为每一种型号的产品单独设计图样，加上产品设计的频繁变更，导致图样制造周期长，利用率低。在布线工艺中，布线人员遇到问题需要去查阅纸质的线束工艺手册，并对其中的二维信息进行提取和理解后，才能获取到有效的信息，对布线人员的熟练程度和知识水平提出了很高的要求。而且当线缆达到一定的数量后，图样中所包含的装配引导信息就会逐渐累加，加大布线人员的认知负担，从而降低布线效率、增大错装漏装率。

为提高人工布线的效率和质量，增强现实技术凭借其灵活、强人机交互的特点为解决上述问题提供了一个新途径，并逐渐被用来引导现场布线作业。增强现实技术是指通过三维注册、虚实遮挡等技术，将虚拟环境与现实环境相融合，从而将虚拟信息实时精确地叠加到现实的物理环境中，对现实环境进行增强处理。基于增强现实的布线引导系统最终应用场景为布线现场，用于引导布线人员进行布线，提高布线效率和质量。

然而，在目前的线束制作过程增强可视化系统中，尽管在信息可视化的设备上采取了投影、平板和增强现实眼镜等多种交互方式，但是都对布线人员造成了一定的身体负担。在布线作业持续时间较长的情况下，布线人员可能需要长时间佩戴眼镜、手持平板等，从而降低其布线效率和质量。同时，增强现实布线引导信息风格各不相同，缺乏统一的规范和管理。

发明内容

有鉴于此，有必要提供一种用于布线板的线束制作流程可视化装置，用以解决现有技术中线缆达到一定的数量后，图样中所包含的增强现实布线引导信息就会逐渐累加，布线人员难以从中找到自己需要的引导信息，导致布线的质量和效率都有所下降，布线工艺中存在的图样更改不灵活、布线效率低下、错装漏装率高的技术问题。

为解决上述技术问题，第一方面，本发明提供了一种用于布线板的线束制作流程可视化装置，包括工作台，以及设于所述工作台上的布线板、摄像头和显示器；还包括与所述显示器、所述摄像头连接的增强现实可视化单元；

所述布线板用于进行线束制作；

所述摄像头用于获取所述布线板的实时图像，并将所述实时图像传输至所述增强现实可视化单元；

所述增强现实可视化单元用于根据所述实时图像确定真实布线现场画面，根据预先存储的三维模型文件和二维布线引导信息生成用于布线引导的虚拟增强现实引导布线文件，对所述虚拟增强现实引导布线文件和所述真实布线现场画面进行融合，得到增强现实可视化引导信息，将所述增强现实可视化引导信息发送至所述显示器；

所述显示器用于显示所述增强现实可视化引导信息。

在一些可能的实现方式中，所述增强现实可视化单元包括布线引导信息生成模块和布线引导信息可视化呈现模块；

所述布线引导信息生成模块，用于提取当前布线作业所需的二维布线工序引导信息，以及预先存储的所述布线板的三维模型文件，对所述二维布线工序引导信息和所述三维模型文件进行坐标融合，生成用于布线引导的虚拟增强现实引导布线文件；

所述布线引导信息可视化呈现模块，用于根据所述实时图像确定真实布线现场画面，对所述真实布线现场画面和所述虚拟增强现实引导布线文件进行坐标转换、虚实融合，得到增强现实可视化引导信息。

在一些可能的实现方式中，所述布线引导信息生成模块包括功能菜单子模块、模型结构树子模块和增强现实引导布线信息编辑子模块；

所述功能菜单子模块，用于导入三维模型文件和二维布线工序引导信息；

所述模型结构树子模块，用于解析所述三维模型文件，生成三维模型文件的零件组成结构；

所述增强现实引导布线信息编辑子模块，用于根据所述三维模型文件编辑每个布线工序的虚拟增强现实引导布线文件。

在一些可能的实现方式中，所述三维模型文件包括连接器模型、线缆模型、布线板模型和夹具模型，所述二维布线工序引导信息包括线缆布放要求信息和线缆走向信息。

在一些可能的实现方式中，所述布线引导信息生成模块还包括工艺流程控制子模块、三维结构预览子模块和工序控制子模块；

所述工艺流程控制子模块，用于对布线工序的步骤文件进行保存和管理；

所述三维结构预览子模块，用于对所述三维模型文件进行可视化处理；

所述工序控制子模块，用于存储不同布线工序的步骤文件。

在一些可能的实现方式中，所述增强现实引导布线信息编辑子模块具体用于读取所述三维模型文件，在工艺流程控制子模块中为每个布线工序新建步骤文件，根据三维模型文件，以及预先存储的布线工序可视化信息，以三维结构预览子模块的可视化处理结果为效果参考，分别对每个布线工序进行增强现实引导信息生成，得到布线工序的虚拟增强现实引导布线文件。

在一些可能的实现方式中，所述布线工序可视化信息包括布线工序文本信息、布线工序图片信息、布线工序符号信息和布线工序视频信息。

在一些可能的实现方式中，所述布线引导信息可视化呈现模块包括菜单栏子模块、工艺流程子模块和工艺引导子模块；

所述菜单栏子模块，用于导入所述虚拟增强现实引导布线文件；

所述工艺流程子模块，用于解析所述虚拟增强现实引导布线文件，得每个布线工序的增强现实引导布线流程步骤；

所述工艺引导子模块，用于对所述真实布线现场画面和所述增强现实引导布线流程步骤进行坐标转换、虚实融合，得到增强现实可视化引导信息；所述工艺引导子模块还用于进行增强现实引导布线流程步骤的切换。

在一些可能的实现方式中，所述布线引导信息可视化呈现模块还包括附加信息子模块，所述附加信息子模块用于提取所述增强现实引导布线流程步骤的局部示意图，并进行装配技术要求展示。

在一些可能的实现方式中，所述布线工序包括线夹定位、线缆布放、连接器对接和捆扎防护。

采用上述实施例的有益效果是：以工作台、布线板、显示器、增强现实可视化单元和摄像头为主要组成部分，满足了增强现实引导布线的装置需求，相比于佩戴式眼镜的方式，降低了布线人员的操作负担，其次以布线工艺为对象，通过增强现实技术，通过虚实融合，将增强现实布线引导信息与真实场景进行精确融合，在显示器上直观地呈现布线工艺所需的引导信息，降低了操作工人的认知负担，提高了布线效率，降低了错装漏装率。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例中的技术方案，下面将对实施例描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明提供的用于布线板的线束制作流程可视化装置的一个实施例流程示意图；

图2为本发明提供的增强现实可视化单元结构示意图；

图3为本发明实施例提供的线束的示意图；

图4为本发明实施例提供的线束制作流程可视化装置对不同布线环节的引导示例图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器系统和/或微控制器系统中实现这些功能实体。

在本文中提及“实施例”意味着，结合实施例描述的特定特征、结构或特性可以包含在本发明的至少一个实施例中。在说明书中的各个位置出现该短语并不一定均是指相同的实施例，也不是与其它实施例互斥的独立的或备选的实施例。本领域技术人员显式地和隐式地理解的是，本文所描述的实施例可以与其它实施例相结合。

在目前的线束制作过程增强可视化系统中，尽管在信息可视化的设备上采取了投影、平板和增强现实眼镜等多种交互方式，但是都对布线人员造成了一定的身体负担。在布线作业持续时间较长的情况下，布线人员可能需要长时间佩戴眼镜、手持平板等，从而降低其布线效率和质量。同时，增强现实布线引导信息风格各不相同，缺乏统一的规范和管理。

因此本发明实施例提供了一种用于布线板的线束制作流程可视化装置，选取显示器作为独立的人机交互方式，从而最大程度上保证布线人员的低负载，并基于人因的理论选取合适的可视化方式对增强现实布线引导信息进行表达，降低布线人员对引导信息的理解难度。以下分别进行说明。

图1为本发明提供的一种用于布线板的线束制作流程可视化装置结构示意图，如图1所示，本实施例中的一种用于布线板的线束制作流程可视化装置，包括工作台1，以及设于所述工作台1上的布线板2、摄像头4和显示器3；还包括与所述显示器3、所述摄像头4连接的增强现实可视化单元5；

所述布线板2用于进行线束制作；

所述摄像头4用于获取所述布线板2的实时图像，并将所述实时图像传输至所述增强现实可视化单元5；

所述增强现实可视化单元5用于根据所述实时图像确定真实布线现场画面，根据预先存储的三维模型文件和二维布线引导信息生成用于布线引导的虚拟增强现实引导布线文件，对所述虚拟增强现实引导布线文件和所述真实布线现场画面进行融合，得到增强现实可视化引导信息，将所述增强现实可视化引导信息发送至所述显示器3；

所述显示器3用于显示所述增强现实可视化引导信息。

可以理解的是，本实施例中的二维布线引导信息是根据不同布线风格、布线方法确定的不同产品的布线工艺图样，其中，可以针对一整个布线工艺，也可以按布线工序对布线工艺进行划分，以方便布线工序的组合和针对性引导；其中，增强现实可视化引导信息可为融合视频。

相对于现有技术，本实施例以工作台、布线板2、显示器3、增强现实可视化单元5和摄像头4为主要组成部分，满足了增强现实引导布线的装置需求，相比于佩戴式眼镜的方式，通过专用的工装将布线板2、摄像头4、显示器3和增强现实可视化单元5等通过支架固定在特定的位置，降低了布线人员的操作负担，其次以布线工艺为对象，通过增强现实技术，通过虚实融合，将增强现实布线引导信息与真实场景进行精确融合，在显示器3上直观地呈现布线工艺所需的引导信息，降低了操作工人的认知负担，提高了布线效率，降低了错装漏装率。

在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，如图2中所示，所述增强现实可视化单元5包括布线引导信息生成模块510和布线引导信息可视化呈现模块520；

所述布线引导信息生成模块510，用于提取当前布线作业所需的二维布线工序引导信息，以及预先存储的所述布线板2的三维模型文件，对所述二维布线工序引导信息和所述三维模型文件进行坐标融合，生成用于布线引导的虚拟增强现实引导布线文件；从而完成增强现实引导布线信息的前期准备工作。

所述布线引导信息可视化呈现模块520，用于根据所述实时图像确定真实布线现场画面，对所述真实布线现场画面和所述虚拟增强现实引导布线文件进行坐标转换、虚实融合，得到增强现实可视化引导信息。对设计编辑完成后的虚拟增强现实引导布线文件在显示器3上进行可视化呈现，完成虚拟增强现实引导布线文件和真实布线现场画面的坐标转换和虚实融合，为现场布线人员提供实时引导。

在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，所述布线引导信息生成模块510包括功能菜单子模块511、模型结构树子模块512、工艺流程控制子模块513、三维结构预览子模块514、工序控制子模块515、增强现实引导布线信息编辑子模块516；

所述功能菜单子模块511，用于导入三维模型文件和二维布线工序引导信息；所述三维模型文件包括连接器模型、线缆模型、布线板模型和夹具模型，所述二维布线工序引导信息包括线缆布放要求信息和线缆走向信息，供增强现实引导布线信息编辑子模块516调用。功能菜单子模块511主要提供一些例如导入模型、保存数据、显示装配体、新建步骤、删除步骤和单步仿真等的通用功能。

所述模型结构树子模块512，用于解析所述三维模型文件，生成三维模型文件的零件组成结构。通过对导入三维模型文件的结构进行拆解，并以零件树的形式进行展示，可以实现对单个零件的预览。

所述工艺流程控制子模块513，用于对布线工序的步骤文件进行保存和管理，为每一个工艺流程步骤生成不同的信息。可实现对步骤文件的修改进行保存和管理，方便对已修改的工艺流程进行查看。

所述三维结构预览子模块514，用于对所述三维模型文件进行可视化处理，可将导入的三维模型文件进行渲染呈现，可以对三维模型文件进行自由拖动和旋转等操作。当操作工人使用相关的功能时，便可直接在该三维结构预览子模块514中进行可视化操作。

所述工序控制子模块515，用于存储不同布线工序的步骤文件，管理工艺中各个不同的工序，例如连接、绑扎、布放等工序。将适用于不同工序的功能进行集成，通过切换当前工序，可以使用其对应的功能进行操作。

所述增强现实引导布线信息编辑子模块516，用于根据所述三维模型文件编辑每个布线工序的虚拟增强现实引导布线文件，对当前步骤进行信息编辑与生成，可以利用存储于外部的模型、图片、视频和符号等资源，用于不同功能如待装配零件设置、添加符号、装配步骤要求的具体实现。所述增强现实引导布线信息编辑子模块516具体用于读取所述三维模型文件，在工艺流程控制子模块513中为每个布线工序新建步骤文件，根据三维模型文件，以及预先存储的布线工序可视化信息，以三维结构预览子模块514的可视化处理结果为效果参考，分别对每个布线工序进行增强现实引导信息生成，得到布线工序的虚拟增强现实引导布线文件。

在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，所述布线工序可视化信息包括布线工序文本信息、布线工序图片信息、布线工序符号信息、布线工序视频信息。

在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，所述布线引导信息可视化呈现模块520包括菜单栏子模块521、工艺流程子模块522、工艺引导子模块523和附加信息子模块524。

所述菜单栏子模块521，用于导入所述虚拟增强现实引导布线文件，控制着系统的开始和结束，以及增强现实引导布线过程中的一些辅助功能，如虚拟增强现实引导布线文件的导入解析、摄像头控制、录像截屏等系统的通用功能。

所述工艺流程子模块522，用于解析所述虚拟增强现实引导布线文件，得每个布线工序的增强现实引导布线流程步骤；解析每个步骤里所包含的增强现实布线引导信息，将其中的人工标识位姿、三维模型、图片、视频等信息传入工艺引导子模块523。

所述工艺引导子模块523，用于对所述真实布线现场画面和所述增强现实引导布线流程步骤进行坐标转换、虚实融合，得到增强现实可视化引导信息；所述工艺引导子模块523还用于进行增强现实引导布线流程步骤的切换。

所述附加信息子模块524，用于提取所述增强现实引导布线流程步骤的局部示意图，并进行装配技术要求展示，对其他信息进行补充说明，如布线工艺的详细操作要求等。

在上述实施例的基础上，作为一种优选的实施方式，所述布线工序包括线夹定位、线缆布放、连接器对接和捆扎防护。

本实施方案还提供了一个待成型线束、多个连接器21、一组夹具和防护材料段，其它附件。其中，成型线束如图3所示。由图3可以看出，成型线束包括若干线束段23，多个线束段连接处形成分支点24，其中，线束段对接连接器21，线束段的表面设有防护材料层22，连接器21通过管套25连接线束段23。

线束制作过程增强可视化信息包括组成要素、装配资源、可视化元素和质量要求等信息。其中，图4显示了本线束制作过程增强可视化，对线夹定位、线缆布放、连接器对接和捆扎防护四个关键过程的信息引导。在线夹定位的增强可视化呈现中，对于工艺步骤和安装要求等信息，采用文本元素进行表达，并设置背景色和边框增强显示。对于孔位位置信息，创建等比例的三维模型文件，并通过虚实配准技术将模型精确的实时地叠加到显示器3的画面中，并使用箭头符号为操作工人指示孔位位置。对于线夹类型信息，以图片的形式表达，既说明了线夹的类型又对线夹的安装方向进行了展示；模型元素引导具有直观性强的优势，线束成型工艺中以线缆的高亮模型指示线缆的走向。由于线缆路径的特性，在增强现实引导布线时，也可采用符号元素简化显示信息；连接器类型、线缆类型信息和工艺描述信息由文字元素在界面左上方进行表达。图片元素则用来表达连接器对接的孔位位置信息和安装要求图示，在界面的上方和右侧给出连接器的三视图和安装要求图示，安装要求图示中包含了对“一插二看三回看”的步骤演示，目的在于确保端子到位，在连接器里完好锁止；捆扎防护中各项工序的注意事项繁多，例如缠带工序就分为全缠、点缠、间距缠和交叉缠等缠法。缠胶带工序要求胶带末端无飞翘、松脱现象，位置正确，缠绕紧密。安装管子工序步骤分为一扒二卡三推，线缆穿过后，需检查端子是否损坏等。在图3的捆扎防护过程中分别采用文本元素、图片元素和高亮区域对其中的关键信息进行了表达引导。

本领域技术人员可以理解，实现上述实施例方法的全部或部分流程，可以通过计算机程序来指令相关的硬件(如处理器，控制器等)来完成，计算机程序可存储于计算机可读存储介质中。其中，计算机可读存储介质为磁盘、光盘、只读存储记忆体或随机存储记忆体等。

以上对本发明所提供的一种用于布线板的线束制作流程可视化装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。

Claims (10)

1.一种用于布线板的线束制作流程可视化装置，其特征在于，包括工作台，以及设于所述工作台上的布线板、摄像头和显示器；还包括与所述显示器、所述摄像头连接的增强现实可视化单元；

所述布线板用于进行线束制作；

所述摄像头用于获取所述布线板的实时图像，并将所述实时图像传输至所述增强现实可视化单元；

所述增强现实可视化单元用于根据所述实时图像确定真实布线现场画面，根据预先存储的三维模型文件和二维布线引导信息生成用于布线引导的虚拟增强现实引导布线文件，对所述虚拟增强现实引导布线文件和所述真实布线现场画面进行融合，得到增强现实可视化引导信息，将所述增强现实可视化引导信息发送至所述显示器；

所述显示器用于显示所述增强现实可视化引导信息。

2.根据权利要求1所述的用于布线板的线束制作流程可视化装置，其特征在于，所述增强现实可视化单元包括布线引导信息生成模块和布线引导信息可视化呈现模块；

所述布线引导信息生成模块，用于提取当前布线作业所需的二维布线工序引导信息，以及预先存储的所述布线板的三维模型文件，对所述二维布线工序引导信息和所述三维模型文件进行坐标融合，生成用于布线引导的虚拟增强现实引导布线文件；

所述布线引导信息可视化呈现模块，用于根据所述实时图像确定真实布线现场画面，对所述真实布线现场画面和所述虚拟增强现实引导布线文件进行坐标转换、虚实融合，得到增强现实可视化引导信息。

3.根据权利要求2所述的用于布线板的线束制作流程可视化装置，其特征在于，所述布线引导信息生成模块包括功能菜单子模块、模型结构树子模块和增强现实引导布线信息编辑子模块；

所述功能菜单子模块，用于导入三维模型文件和二维布线工序引导信息；

所述模型结构树子模块，用于解析所述三维模型文件，生成三维模型文件的零件组成结构；

所述增强现实引导布线信息编辑子模块，用于根据所述三维模型文件编辑每个布线工序的虚拟增强现实引导布线文件。

4.根据权利要求3所述的用于布线板的线束制作流程可视化装置，其特征在于，所述三维模型文件包括连接器模型、线缆模型、布线板模型和夹具模型，所述二维布线工序引导信息包括线缆布放要求信息和线缆走向信息。

5.根据权利要求3所述的用于布线板的线束制作流程可视化装置，其特征在于，所述布线引导信息生成模块还包括工艺流程控制子模块、三维结构预览子模块和工序控制子模块；

所述工艺流程控制子模块，用于对布线工序的步骤文件进行保存和管理；

所述三维结构预览子模块，用于对所述三维模型文件进行可视化处理；

所述工序控制子模块，用于存储不同布线工序的步骤文件。

6.根据权利要求5所述的用于布线板的线束制作流程可视化装置，其特征在于，所述增强现实引导布线信息编辑子模块具体用于读取所述三维模型文件，在工艺流程控制子模块中为每个布线工序新建步骤文件，根据三维模型文件，以及预先存储的布线工序可视化信息，以三维结构预览子模块的可视化处理结果为效果参考，分别对每个布线工序进行增强现实引导信息生成，得到布线工序的虚拟增强现实引导布线文件。

7.根据权利要求6所述的用于布线板的线束制作流程可视化装置，其特征在于，所述布线工序可视化信息包括布线工序文本信息、布线工序图片信息、布线工序符号信息和布线工序视频信息。

8.根据权利要求2所述的用于布线板的线束制作流程可视化装置，其特征在于，所述布线引导信息可视化呈现模块包括菜单栏子模块、工艺流程子模块和工艺引导子模块；

所述菜单栏子模块，用于导入所述虚拟增强现实引导布线文件；

所述工艺流程子模块，用于解析所述虚拟增强现实引导布线文件，得每个布线工序的增强现实引导布线流程步骤；

所述工艺引导子模块，用于对所述真实布线现场画面和所述增强现实引导布线流程步骤进行坐标转换、虚实融合，得到增强现实可视化引导信息；所述工艺引导子模块还用于进行增强现实引导布线流程步骤的切换。

9.根据权利要求8所述的用于布线板的线束制作流程可视化装置，其特征在于，所述布线引导信息可视化呈现模块还包括附加信息子模块，所述附加信息子模块用于提取所述增强现实引导布线流程步骤的局部示意图，并进行装配技术要求展示。

10.根据权利要求3所述的用于布线板的线束制作流程可视化装置，其特征在于，所述布线工序包括线夹定位、线缆布放、连接器对接和捆扎防护。