Implementation of head-mounted display with augmented virtuality in micro-assembly teleoperation systems

摘要

本研究將擴增虛擬(Augmented virtuality)技術應用於微組裝系統，操作者透過頭戴式顯示器監控並使用手把操作，達成遠端即時操控微物件組裝之應用。虛擬環境的創建，首先透過CAD軟體繪製仿真微組裝機台，接著匯入Unity遊戲引擎中；真實世界之網路攝像頭架設，採用手眼配置(Eye-in-hand)進行安裝。核心流程為將估測出的攝像頭內外參數與畸變係數，結合光線追蹤演算法，推得微物件銅棒之端點與組裝物軸孔的三維座標，並將估測之三維座標，經由網路傳輸至已建立虛擬環境之遠處客戶端主機中，使虛擬環境中的虛擬物件與虛擬組裝物上特徵點具備真實世界之位置座標資訊，達到使用擴增虛擬技術遠端操控微組裝之應用；此應用令操作者即使身在遠端操作虛擬微組裝機台，亦能有身歷其境的感受，並且能以任意視角或尺度下觀測軸孔位置，增加組裝成?機率，最後本文完成以雙顆網路攝像頭於伺服器端進行觀測，操作者於遠處客戶端透過頭盔顯示器監控操作，成?完成微物件組裝作業，其中銅棒物件直徑為190μm，組裝物孔洞直徑為240μm，組裝間隙比為0 208。

獎項日期	2020
原文	English
監督員	Ren-Jung Chang (Supervisor)