本文针对航空发动机虚拟安装过程中复杂动态环境下路径规划及人机交互效能提升等问题,结合计算机仿真与虚拟现实技术,在Unity3D中对其安装工艺过程进行仿真演示。基于仿真场景利用改进的RRT*方法和改进的KNN方法进行了路径规划和手势识别研究,主要工作如下:1)对航空发动机现场布局与安装工艺过程进行深入分析,完成了测试管线安装、发动机转运安装、主机安装等工艺过程梳理和各安装模块分析。明确了后续论文的应用需求。2)根据航空发动机现场安装环境,在三维建模软件中通过多边形建模方式构建吊装夹具、转运车、发动机等三维模型,同时对相关模型进行贴图操作后完成了整个虚拟安装环境的搭建。然后结合Polygon Cruncher工具与LOD技术对虚拟安装环境进行优化。最后使用Animation关键帧动画技术在虚拟安装环境中完成了航空发动机安装工艺过程仿真。3)针对航空发动机在动态复杂场景下的转运路径优化问题,设计了改进的RRT*算法。首先以均等的概率随机在搜索空间中选取方向进行扩展搜索,随机方向选取成功后,从当前节点扩展固定步长,在扩展成功点周围不断进行迭代搜索开销最小节点,最后将所有节点连接保证当前区域路径最优。用RRT*算法进行了航空发动机路径规划实验,为航空发动机转运过程寻求了一条最优转运路径。4)针对安装人员在虚拟安装过程中交互效率不高的问题,设计了一种基于加权卡方距离的模糊KNN手势分类方法。首先对样本进行模糊化,将模糊化后样本的类隶属度视为一个概率,采用概率熵来度量样本的模糊性,对概率熵越小的邻居赋予越大的权重。最后待分类样本的类隶属度由k个邻居的类隶属度及邻居的卡方距离权重共同得到,实验证明该方法在手势识别方面具有更高的识别准确率。将改进手势识别方法与体感控制器结合,实现了在虚拟安装环境中使用现实手势控制虚拟手势进行航空发动机的虚拟安装,能让安装人员方便的参与虚拟仿真过程。最后进行了航空发动机整体安装工艺过程仿真测试与虚拟安装效果展示。通过将安装工艺过程与虚拟现实技术相结合,有助于缩短转运时间,提高航空发动机现场安装的质量与效率,为后续航空发动机安装工艺过程优化提供了一定参考价值。