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虛擬現實輔助裝配人機功效實時評價

作者：姚壽文//庄金釗//唐正華|責編:孫伯元
出版社：科學
ISBN：9787030731135

出版日期：2022/10/01
裝幀：平裝
頁數：231

人民幣：RMB 128 元售價：元

內容大鋼

裝配是產品設計的核心，對產品的生產效率、性能和成本有著重要的影響。可裝配性是產品的一種固有特性，是產品設計的核心。本書從可裝配性概念出發，介紹其影響因素及評價方法，梳理虛擬現實輔助可裝配性設計的關鍵技術——虛擬現實輔助裝配技術、人體運動捕捉技術和人機功效評價。針對產品裝配中的手工裝配，本書詳細介紹虛擬現實輔助動態裝配方法、無標記人體運動捕捉系統設計和多台Kinect人體骨骼數據融合與實驗驗證，虛擬環境多視角融合模型建模方法和基於全身運動捕捉數據的快速上肢評估實時評價方法。本書分別針對相關技術，開發相關軟體進行驗證。本書可供機械工程技術人員參考，也可作為相關院校相關專業師生的參考書。

作者介紹

姚壽文//庄金釗//唐正華|責編:孫伯元

前言
第1章  虛擬現實輔助可裝配性關鍵技術
  1.1  可裝配性概念及評價方法
    1.1.1  可裝配性影響因素
    1.1.2  可裝配性評價方法
  1.2  虛擬現實輔助裝配技術
    1.2.1  虛擬裝配技術
    1.2.2  裝配約束建模技術
  1.3  人體運動捕捉技術
    1.3.1  人體運動捕捉系統
    1.3.2  多台Kinect數據融合技術
  1.4  人機功效評價
    1.4.1  基於傳統的人機功效評價方法
    1.4.2  基於人體捕捉的人機功效評價方法
  1.5  本書結構
  參考文獻
第2章  虛擬現實輔助動態裝配方法
  2.1  動態裝配零件建模方法
    2.1.1  動態裝配的定義
    2.1.2  動態裝配的零件信息
  2.2  面向裝配過程的多層級動態約束裝配方法
    2.2.1  現有約束求解方法及其特點
    2.2.2  裝配約束的定義和求解方法
    2.2.3  單一及多約束下動態裝配的約束識別和約束管理邏輯
  2.3  基於動態裝配理論的裝配實例
    2.3.1  傳動裝置中某傳動軸系的實際裝配
    2.3.2  虛擬環境中傳動軸系的動態裝配模擬
    2.3.3  虛擬裝配平台裝配指導功能驗證
  2.4  本章小結
  參考文獻
第3章  無標記人體運動捕捉系統設計
  3.1  一台Kinect人體運動捕捉存在的問題
    3.1.1  Kinect原理與性能
    3.1.2  Kinect問題原因分析
  3.2  系統構成及關鍵硬體
    3.2.1  OptiTrack運動捕捉系統
    3.2.2  頭戴式顯示系統
  3.3  N-Kinect系統布局研究
    3.3.1  N-Kinect布局設計
    3.3.2  N-Kinect系統硬體配置
  3.4  Kinect數據採集及預處理
    3.4.1  一台Kinect的人體骨骼數據採集
    3.4.2  客戶端數據預處理與可視化
    3.4.3  系統開發工具與環境
  3.5  基於ICP的運動捕捉系統坐標標定與轉換
    3.5.1  相機常用坐標標定方法與不足
    3.5.2  改進的ICP方法
    3.5.3  無標記運動捕捉系統空間標定
  3.6  面部朝向的定義與更新
    3.6.1  面部朝向與左右互換

    3.6.2  面部朝向的初始化
    3.6.3  Holt雙參數濾波平滑面部朝向
  3.7  標定修正及誤差分析
    3.7.1  標定修正方法
    3.7.2  標定結果及誤差分析
  3.8  本章小結
  參考文獻
第4章  多台Kinect人體骨骼數據融合與實驗驗證
  4.1  數據層骨骼數據預處理
    4.1.1  Kinect SDK捕捉狀態
    4.1.2  基於預測模型的置信度判斷
    4.1.3  用戶與視場相對位置置信度
  4.2  系統層骨骼數據預處理
    4.2.1  人體整體骨架置信度
    4.2.2  方向角權重模型
  4.3  基於粒子濾波的多感測器數據融合
  4.4  骨骼數據融合精度實驗驗證
    4.4.1  典型動作及融合驗證實驗
    4.4.2  典型運動數據融合精度分析
  4.5  無標記運動捕捉系統性能驗證與應用
    4.5.1  面部朝向平滑與調整實驗
    4.5.2  虛擬環境中傳動裝置裝配及系統性能
    4.5.3  面向裝配的裝配舒適性分析
  4.6  本章小結
  參考文獻
第5章  虛擬環境多視角融合模型建模方法
  5.1  1PP和3PP研究現狀
    5.1.1  1PP與3PP的特點
    5.1.2  3PP的種類
    5.1.3  多視角的呈現方式
  5.2  虛擬現實中主輔視角配置模式
    5.2.1  1PP建模方法
    5.2.2  3PP建模方法
    5.2.3  主輔視角配置模式
  5.3  虛擬現實中輔助視角融合方法
  5.4  多視角融合模型建模
  5.5  多視角融合方法用戶調查實驗
    5.5.1  實驗設計
    5.5.2  用戶調查實驗指標與步驟
  5.6  實驗結果的客觀測量指標分析
    5.6.1  客觀數據分析方法
    5.6.2  穿牆時間
    5.6.3  操作時間
    5.6.4  碰撞時間比率
  5.7  實驗結果的主觀測量指標分析
    5.7.1  主觀數據分析方法
    5.7.2  直觀性Q1、Q2和Q3
    5.7.3  碰撞感知Q4、Q5
    5.7.4  認知負荷Q6、Q7
    5.7.5  系統可用性

    5.7.6  主觀偏向性（排名）
  5.8  各觀察方式間差異的定性分析
    5.8.1  1PP-None與3PP-None的比較
    5.8.2  輔助視角的融合方法
    5.8.3  輔助視角的影響
  5.9  實驗結果討論
    5.9.1  輔助視角的影響
    5.9.2  輔助視角的融合方法
    5.9.3  主輔視角的配置模式
  5.10  多視角融合模型的設計方法
  5.11  本章小結
  參考文獻
第6章  基於全身運動捕捉數據的RULA實時評價方法
  6.1  RULA實時評價方法的計算依據和流程
    6.1.1  計算依據
    6.1.2  計算流程
  6.2  RULA實時評價模型
    6.2.1  RULA實時評價模型的輸入數據
    6.2.2  矢狀面計算
    6.2.3  人體各部位姿勢主分值計算
    6.2.4  人體各部位姿勢修正分值計算
    6.2.5  RULA分值計算方法
  6.3  RULA實時評價驗證
  6.4  可裝配性評價中的人機功效影響因子模型
  6.5  虛擬環境中考慮人機功效的可裝配性評價實驗
    6.5.1  某傳動裝置中前傳動實際裝配案例分析
    6.5.2  實驗場景搭建與實驗步驟
    6.5.3  實驗的軟硬體設備
  6.6  可裝配性評價實驗
    6.6.1  前傳動箱裝配實驗過程
    6.6.2  前傳動箱裝配RULA評價結果
  6.7  考慮人機功效評價的可裝配性評價結果分析
  6.8  本章小結
  參考文獻
附錄
  附錄1  基本信息統計問卷
  附錄2  實驗參數調查問卷
  附錄3  系統可用性量表調查問卷
  附錄4  實驗后調查問卷
  附錄5  問卷星中一三視角融合實驗調查問卷示例
  附錄6  RULA評分標準

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