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研究生： 沈信民
Hsin-Min Shen
論文名稱： 虛擬實境與遠距維護之整合應用
The Integration and Application of Virtual Reality and Remote Maintenace
指導教授： 董基良
J. L. Doong
口試委員:
學位類別： 碩士
Master
系所名稱： 工學院 - 機械工程學系
Department of Mechanical Engineering
畢業學年度： 90
語文別： 中文
論文頁數： 86
中文關鍵詞： 虛擬實境 、遠距維護 、視訊會議 、網際網路
外文關鍵詞： Virtual Reality, Remote Maintenace, Video Conference, Internet
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    • 摘要
    傳統機械產業的未來趨勢為結合網際網路的電子資訊產業和視訊會議為主的光電產業，以虛擬實境的技術發展出具有遠距維護能力的平台，進而有效解決維護成本過高的問題。使用虛擬實境技術，在電腦上面發展出虛擬機械平台，當操作遠端電腦的實體機械平台時，在近端電腦上的虛擬機械平台能即時動作和回饋資訊，讓業者和客戶能隨時掌握相關資訊；然而業者也能快速的為客戶維修機械平台，透過網際網路傳輸訊息以瞭解遠端機械參數，並分析問題所在，如此可以節省大量的人力和交通成本。
    本研究之目的在利用現有電腦網路技術並整合虛擬實境發展具有虛擬機械平台和即時回饋資訊系統，建構一個以客戶的需求為導向而能快速的服務和維護機械平台，以達到遠距維護的目的，並結合相關領域而提升機械產業的附加價值。利用Visual Basic的WinSock元件透過TCP/IP網路協定，傳遞副檔名為adtg的資料檔，成為Server端和Client 端的溝通介面；使用3DS MAX建構3D場景模型並轉成VRML 97的虛擬環境，藉由使用虛擬環境的介面幫助現場操作人員更快速的熟悉機器的操作流程，同時節省了訓練成本，也讓設備廠商的維護工程師透過網路幫客戶維護機器，進而縮短故障排除的時間，減少彼此的成本花費。

    The Integration and Application of Virtual Reality and Remote Maintenace

    目錄 摘要………………………………………………………………I 誌謝………………………………………………………………II 目錄………………………………………………………………III 圖目錄……………………………………………………………VI 表目錄……………………………………………………………VIII 第一章 緒論………………………………………………………1 1-1 研究動機……………………………………………………1 1-2 研究目的……………………………………………………2 1-3 研究內容……………………………………………………5 1-4 研究方法……………………………………………………6 1-5 研究步驟……………………………………………………8 1-6 論文架構……………………………………………………9 第二章 文獻回顧………………………………………………10 2-1 監控系統之相關研究………………………………………10 2-2 虛擬實境系統之相關研究…………………………………12 2-2-1 虛擬實境簡介…………………………………………12 2-2-2 模擬器系統……………………………………………16 2-2-3 教育與訓練……………………………………………17 2-2-4 虛擬組裝與維護………………………………………20 2-2-5 應用領域………………………………………………21 2-2-6 國內外相關研究………………………………………24 2-3 網路通訊系統之相關研究………………………………27 2-3-1 遠距教學………………………………………………27 2-3-2 網路虛擬實境技術……………………………………28 2-4 遠距維護系統之相關研究…………………………………29 第三章 滾輪檢測機械平台系統………………………………32 3-1 前言…………………………………………………………32 3-2 系統規劃……………………………………………………33 3-2-1 作業系統選擇…………………………………………33 3-2-2 資料庫選擇……………………………………………36 3-2-3 系統開發軟體…………………………………………39 3-2-4 硬體規格………………………………………………42 3-3 RS-232介面…………………………………………………44 3-4 網路連線系統………………………………………………45 3-4-1 網路通訊協定…………………………………………46 3-4-2 WinSock介面……………………………………………51 3-5 系統內容……………………………………………………56 第四章 虛擬實境與遠距維護之整合…………………………64 4-1 前言…………………………………………………………64 4-2 系統整合……………………………………………………64 4-3 視訊系統……………………………………………………70 4-3-1 程式共用…………………………………………………72 4-3-2 線上筆談…………………………………………………72 4-3-3 電子白板…………………………………………………73 4-3-4 檔案傳輸…………………………………………………73 4-3-5 網路語音...………………………………………………74 第五章 結論與建議………………………………………………76 5-1 結論……………………………………………………………76 5-2 研究建議………………………………………………………77 5-3 未來發展………………………………………………………79 5-4 後續研究方向…………………………………………………80 參考文獻..…………………………………………………………82 圖目錄 圖1-1 遠距維護概念圖……………………………………………3 圖2-1 案例式推論之流程圖………………………………………10 圖2-2 虛擬實境配備圖……………………………………………13 圖2-3 虛擬實境系統………………………………………………14 圖2-4 汽車駕駛模擬器……………………………………………16 圖2-5 兩位太空人模擬演練………………………………………18 圖2-6 模擬無重量訓練池…………………………………………18 圖2-7 虛擬風洞圖…………………………………………………25 圖3-1 滾輪檢測系統機械平台……………………………………33 圖3-2 資料庫架構圖………………………………………………41 圖3-3 系統硬體配置規劃圖………………………………………43 圖3-4 串列傳輸與並列傳輸………………………………………45 圖3-5 OSI基本參考模型圖.………………………………………47 圖3-6 TCP/IP網路通訊協定分層…………………………………48 圖3-7 TCP資料格式.………………………………………………49 圖3-8 UDP封包的欄位結構…………………………………………50 圖3-9 IP協定結構圖…………………………………………………51 圖3-10 Server端與Client端的互動…………………………………53 圖3-11 VB的通訊介面…………………………………………………54 圖3-12 MSComm元件屬性………………………………………………55 圖3-13 開啟與關閉通訊埠語法………………………………………56 圖3-14 滾輪檢測系統主選單…………………………………………57 圖3-15 零件資料庫……………………………………………………58 圖3-16 批號資料庫……………………………………………………59 圖3-17 檢測資料設定…………………………………………………60 圖3-18 檢測主畫面……………………………………………………61 圖3-19 系統測試………………………………………………………62 圖3-20 參數設定………………………………………………………62 圖3-21 操作備註………………………………………………………63 圖4-1 Server端連線程式之開發..…………………………………65 圖4-2 Client端連線程式之開發..…………………………………66 圖4-3 Server端連線程式..…………………………………………67 圖4-4 Client端連線程式..…………………………………………68 圖4-5 虛擬滾輪檢測系統平台………………………………………69 圖4-6 滾輪工件外徑值………………………………………………70 圖4-7 聊天功能………………………………………………………72 圖4-8 電子白板………………………………………………………73 圖4-9 檔案傳輸………………………………………………………74 圖4-10 Server端電腦螢幕……………………………………………75 圖4-11 Client端電腦螢幕……………………………………………75 表目錄 表2-1 操控室與監控室說明表…………………………………………12 表2-2 傳統電腦輔助訓練與虛擬實境訓練之比較……………………19 表3-1 作業系統平台比較表……………………………………………35 表3-2 資料庫比較表……………………………………………………38 表3-3 軟體架構表………………………………………………………40 表3-4 電腦硬體設備之規格表…………………………………………42 表3-5 滾輪檢測機規格表………………………………………………42

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