Although virtual assembly has been studied for over 20 years, it has not yet reached a state where it would enjoy widespread usage outside of academia despite the possible cost savings and improvements in the effectiveness of the training. Even though there have been multiple separate studies on virtual assembly, hand-based interaction, and assembly assistance, we have not found applications that would combine all of these to provide a complete assembly training experience.
The goal of this thesis was to design and implement a virtual reality application for mechanical assembly training. In our application, we provide a natural user interaction by using a Leap Motion controller, a hand tracking device mounted onto a virtual reality headset. The application was implemented using the Unity game engine and supports both Oculus and SteamVR compatible VR headsets.
Unlike most of the previous systems, we combine the use of hand-based interaction, assembly simulation, and context-aware assembly guidance to create an all-in-one VR assembly solution. As a part of our implementation, we propose a new method for assembly guidance and validation that works by matching assemblies built by the user to the assembly the user is supposed to build.
Based on the user testing results, there is an interest in this kind of application. Although the inaccuracies with the hand and finger tracking hindered the usability of the application, the users described the application as surprisingly easy to use once they learned how to overcome these issues.Siitä huolimatta, että virtuaalista kokoonpanoa on tutkittu yli 20 vuotta, ja se voisi tarjota sekä kustannussäästöjä että jopa parantaa harjoittelun tehokkuutta, se ei ole vielä saavuttanut vakiintunutta asemaa akateemisen tutkimuksen ulkopuolella. Vaikka virtuaalisesta kokoonpanosta, käsipohjaisesta vuorovaikutuksesta ja kokoonpanon avustamisesta on tehty useita erillisiä tutkimuksia, emme ole löytäneet sovelluksia, jotka yhdistäisivät kaikki nämä kokonaisvaltaisen harjoitusalustan tarjoamiseksi.
Tämän diplomityön tarkoituksena oli suunnitella ja toteuttaa virtuaalitodellisuuteen perustuva työkalu mekaanisen kokoonpanon harjoitteluun. Ohjelmamme tarjoaa luonnollisen, käsien seurantaan perustuvan käyttöliittymän hyödyntämällä virtuaalilaseihin kiinnitettyä Leap Motion -ohjainta. Sovellus toteutettiin käyttäen Unity-pelimoottoria ja sovellus tukee sekä Oculus- että SteamVR-yhteensopivia virtuaalitodellisuuslaseja.
Toisin kuin useimmat vastaavat järjestelmät, meidän työkalumme yhdistää käsin tapahtuvan interaktion, kokoonpanosimulaation ja kontekstisidonnaiset kokoonpano-ohjeet tarjoten kokonaisvaltaisen sovelluksen virtuaalisen kokoonpanon harjoitteluun. Osana työkaluamme kehitimme uuden menetelmän kokoonpanon aikana tapahtuvien virheiden havainnoimiseen ja kontekstisidonnaisten kokoamisohjeiden muodostamiseen. Kehittämämme menetelmä perustuu vastaavuuksien etsimiseen käyttäjän kokoamien tuotteiden ja tavoitteena olevan tuotteen väliltä.
Käyttäjätestauksesta saatujen tulosten perusteella tämänkaltaiselle sovellukselle olisi kysyntää. Vaikka käsienseurantalaitteen epätarkkuus haittasi sovelluksen käytettävyyttä, käyttäjät luonnehtivat sovellusta yllättävän helppokäyttöiseksi opittuaan työskentelemään sovelluksen parissa
