[发明专利]一种基于增强现实的船舶小组立辅助装配系统

说明书

本发明公开了一种基于增强现实的船舶小组立辅助装配系统，属于辅助装配系统技术领域；一种基于增强现实的船舶小组立辅助装配系统，包括有云储存模块、工程数据模块、虚实融合模块和人机交互模块；云储存模块，通过模型转换将创建的板块模型转换为AB模型，然后建立xml文件，并将其储存在网络网盘中；工程数据模块，储存船舶小组立装配过程中产生的实时数据和UI显示数据；虚实融合模块，利用Vuforia扩增实境软件开发工具包进行三维注册；人机交互模块，对船舶小组立装配过程的装配操作进行编程；本发明一方面能够加快员工对于装配信息的获取，另一方面能够降低装配过程板件装配位置的调整时间，大大提高船舶小组立装配的效率。

技术领域

本发明涉及辅助装配系统技术领域，特别是涉及一种基于增强现实的船舶小组立辅助装配系统。

背景技术

为加快智能制造，提高效率和生产水平，大多数船舶公司都在将工业4.0原则转移到造船厂，以便改造成全新的智能造船厂。他们探索着将传感、物联网(IoT)、机器人技术、网络物理系统(CPS)等应用到先进船舶制造领域，以便提高船舶制造的效率。增强现实技术便是提高造船厂中许多流程效率的方向之一。

造船领域的不断改革创新也必将改变工人和相关技术人员的工作方式，对于员工的知识储备和技能要求也在不断提升。为实现智能制造，它们必须配备作为人机通信和协作接口的设备，甚至作为有助于优化其行动的决策支持系统(DSS)，这将在一定程度上提高操作人员的工作效率，同时降低工人工作压力。特殊工业增强现实(IAR)是一种由增强现实衍生出的新技术，它提供强大的工具，支持执行任务的操作员，帮助他们完成装配任务、上下文感知协助、数据可视化和交互(充当人机界面(HMI))、室内定位，维修申请，质量控制或材料管理。

为推动造船厂的工业4.0进程，于2015年底，Navantia与科鲁尼亚大学(UDC)一起创办了协同研究单位“Navantia UDC”，探索不同现代化工业技术应用于造船厂上的利与弊，最终确定一条具有极大优越性的造船路线，也就是应用如今的“工厂信息和增强现实”技术，把工业增强现实融入到先进船舶制造领域中。

在贯彻工业4.0造船厂的进程中，小组立装配的高效化无疑成为重点研究对象之一。船舶分段小组立是船舶装配过程中逐渐形成的一种高效生产模式，具体而言，便是在特定的场地，系统的对船舶最简单的船体结构构件进行集中焊接装配。为此，船舶分段小组立装配的工作就显得尤为重要，IAR技术也能为装配过程信息融合及其人机交互的实现提供巨大帮助。AR在船舶小组立上的应用能极大的提升装配效率，同时改善管理环境。

经对现有技术的文献检索发现，在船舶小组立制造领域，Olbrich等在《Augmentedreality pipe layout planning in the shipbuilding industry》中提到一种基于Vuforia开发的IAR应用场景，主要通过手机扫码在智能手机上进行管道特征信息的显示。通过在ARImage中进行信息存储，可以大大提高信息的存储量，还可通过网络技术对其信息进行及时更新，例如每个单独管道的材料，尺寸和目的地，操作人员都可利用IAR应用程序对信息进行及时获取

经对现有技术的文献检索发现，Andersen在文献《Task space HRI forcooperative mobile robots in fit-out operations inside ship superstructures》中描述了一种能够实现对船内焊接机器人智能控制的系统。该系统设计使用显示屏实现操作员与工作空间交互：操作员从机器人上的投影系统接收视觉信息，了解实际焊接过程，并利用无线控制器控制机器人进行远程焊接。

目前，国内造船厂对IAR的运用少之又少，处于一个初步阶段。针对于船舶小组立的AR辅助装配方面的解决方案还无人提出。船舶分段小组立装配过程中，由于图纸信息的获取与现实场景信息获取的同步效率较低，装配过程耗时长的问题还为得到一个很好的解决；鉴于此，本发明提出了一种基于增强现实的船舶小组立辅助装配系统。

发明内容