基于Unity3D的虚拟维修仿真系统研究

吴旭琤

【摘 要】为了提高虚拟维修仿真真实性及仿真功能的可扩展性，采用Unity3d作为仿真系统开发平台，搭建虚拟维修场景，使用Humanoid Avatar系统进行虚拟人运动控制，使用物理引擎实现物体间的碰撞检测，开发了可用于维修可达性、操作空间、舒适性分析的虚拟维修仿真系统。

【关键词】虚拟维修;Unity3D;运动控制;维修性分析

中图分类号： TP391 文献标识码： A 文章编号： 2095-2457（2019）17-0029-001

DOI：10.19694/j.cnki.issn2095-2457.2019.17.012

Research of Virtual Maintenance Simulation System Based on Unity3D

WU Xu-cheng

（Shanghai Aircraft Design and Research Institute， Shanghai 201210，China）

【Abstract】To improve the authenticity of virtual maintenance simulation and the scalability of the simulation function， Unity3d is used as the simulation system development platform to build the virtual maintenance scene. The Humanoid Avatar system is used for virtual human motion control， and the physics engine is used to realize collision detection between objects. A virtual maintenance simulation system is developed that can be used to analyze accessibility， operating space， and comfort.

【Key words】Virtual maintenance; Unity3D; Motion control; Maintainability analysis

虛拟现实技术使设计人员可以在虚拟环境中，对产品可视性、可达性、操作空间以及人体舒适度等进行分析[1]，可以在没有实物样机的情况对产品维修性进行分析验证，是产品设计过程中确保问题能早期发现早期解决的有效方法，从而减少设计问题导致的设计返工和零部件报废，减少研发时间和降低研发成本。

Unity3D作为一款融合了高优化度渲染和高效物理引擎的层级式虚拟系统开发平台，非常适合用来搭建虚拟维修仿真系统来对产品进行维修性仿真分析，由于其开放的开发环境，既可以搭建简单实用的桌面级仿真系统，又可以引入动捕数据衣、头盔显示器等输入输出设备，提高仿真的交互性和沉浸感[2-3]。

1 虚拟场景搭建

虚拟维修仿真中，虚拟场景一般包括仿真分析对象、维修工具、辅助场景。仿真分析对象即是维修的产品的数字样机，通常采用工业建模软件建模，不能直接导入Unity3D使用，需转换为3D通用格式（如fbx、obj文件）再进行导入。为了之后仿真分析，对于仿真对象需要添加Collider碰撞体和Rigid Body刚体组件，根据物体形状可选择Box Collider、Sphere Collider、Mesh Collider。……