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Doctoral Thesis
DOI
10.11606/T.18.2018.tde-12032018-110839
Document
Author
Full name
Heleno Murilo Campeão Vale
E-mail
Institute/School/College
Knowledge Area
Date of Defense
Published
São Carlos, 2012
Supervisor
Committee
Porto, Arthur José Vieira (President)
Carvalho, Jonas de
Gonçalves Filho, Eduardo Vila
Machado, José Márcio
Palma, Jandira Guenka
Title in Portuguese
Metodologia de integração on-line de dados reais de manufatura com ambientes de realidade virtual imersivos
Keywords in Portuguese
Integração On-Line de Dados Reais com Ambientes Virtuais
Manufatura Virtual
Realidade Virtual Imersiva
Abstract in Portuguese
A integração on-line de dados reais com ambientes de realidade virtual imersivos, criando sistemas híbridos, é um campo de pesquisa multidisciplinar, ainda pouco explorado. O alto nível de envolvimento do usuário proporcionado pela realidade virtual imersiva e a confiabilidade e precisão de informações provenientes da aquisição de dados reais, de maneira on-line, podem auxiliar o processo de tomada de decisão, em diversas áreas de aplicação. Este trabalho apresenta uma metodologia de integração on-line de dados reais de manufatura com ambientes de realidade virtual imersivos, mais especificamente, com sistemas CAVE. A metodologia foi desenvolvida voltada para a área de manufatura virtual, com foco em máquinas-ferramenta. Foram criados e interligados dois métodos de aquisição de dados on-line, um deles específico para máquinas-ferramenta, através do protocolo MTConnect e outro, genérico, via imagens de câmeras. O trabalho foi desenvolvido, em geral, com base em bibliotecas e softwares livres, bem como com dispositivos de baixo custo. Por fim, avaliou-se a metodologia através de estudos de caso, baseados em dados reais on-line, provenientes de máquinas-ferramenta reais e de simuladores de dados de máquinas reais. Os resultados deste trabalho podem auxiliar o desenvolvimento de ferramentas que aumentem do nível de confiabilidade das tomadas de decisões baseadas em simulações virtuais da área de manufatura. E, devido à sua implementação modular, ao formato hierárquico e unificado de sua estrutura e à padronização de seus tipos de dados, comunicações e formas de utilização, pode ser adequada a quaisquer áreas de aplicação que utilizem integração de dados reais on-line com ambientes virtuais imersivos.
Title in English
On-line integration of real manufacturing data with immersive virtual reality environments
Keywords in English
Immersive virtual reality
On-line integration of real data
Virtual environments
Virtual manufacturing
Abstract in English
The on-line integration of real manufacturing data with immersive virtual reality environments, forming hybrid systems, is an underexplored multidisciplinary research field. The high level of users' involvement provided by immersive virtual reality and the reliability and accuracy of information acquired on-line from real data, can assist the decision making process, in many research areas. This research presents a way to on-line integrate manufacturing real data with immersive virtual reality environments, more specifically, with CAVEs. This work was developed toward the area of virtual manufacturing, with focus on machine tools. Two data acquisition methods were created and placed to work together, one specific for machine tools, through the MTConnect protocol and the other, generic, through camera images acquisition. This work was based on free libraries and software, as well as low cost devices. Finally, this work was evaluated through case studies, based on on-line real data, from real machine tools and real machine data simulators. The results achieved with this research can contribute to the development of new tools to increase the reliability level of manufacturing virtual simulations. Moreover, due to its modular implementation, the hierarquical and unified structure format and the standardization of its communication methods and data types, it can be arranged to almost any research areas which use integration of real on-line data with immersive virtual environments.
 
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Publishing Date
2018-03-13
 
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