[發(fā)明專利]基于移動(dòng)AR的機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)教學(xué)輔助系統(tǒng)及開(kāi)發(fā)方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201710592054.5
• 申請(qǐng)日: 2017-07-19
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN107368314A
• 公開(kāi)（公告）日: 2017-11-21
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 潘旭東;孫曉磊;張翔;王廣林;李躍峰;王慧峰
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 哈爾濱工業(yè)大學(xué)
• 主分類號(hào): G06F9/44
• 分類號(hào): G06F9/44;G06T19/20
• 代理公司: 哈爾濱市松花江專利商標(biāo)事務(wù)所23109
• 代理人: 楊立超

基于移動(dòng)AR的機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)教學(xué)輔助系統(tǒng)及開(kāi)發(fā)方法，本發(fā)明涉及機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)教學(xué)輔助系統(tǒng)及開(kāi)發(fā)方法。本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有三維建模軟件計(jì)算量量大、處理時(shí)間長(zhǎng)，現(xiàn)有實(shí)體模型資源有限、不方便攜帶、成本高，以及現(xiàn)有移動(dòng)AR應(yīng)用顯示三維模型形式單一、人機(jī)交互不強(qiáng)、需要攜帶智能設(shè)備，攜帶不便的問(wèn)題。包括：用于對(duì)典型零件的三維模型進(jìn)行疊加融合顯示的疊加融合顯示模塊；用于對(duì)疊加融合顯示模塊顯示的典型零件的三維模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)縮放剖視的旋轉(zhuǎn)縮放剖視模塊；用于對(duì)疊加融合顯示模塊顯示的三維模型所對(duì)應(yīng)的典型零件進(jìn)行加工工藝路線制訂的工藝路線制訂模塊。本發(fā)明用于移動(dòng)AR技術(shù)及教學(xué)輔助系統(tǒng)開(kāi)發(fā)領(lǐng)域。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及一種應(yīng)用于機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)教學(xué)輔助系統(tǒng)及開(kāi)發(fā)方法。

背景技術(shù)

AR技術(shù)主要集中在醫(yī)療、制造與維修、機(jī)器人動(dòng)作路徑的規(guī)劃、娛樂(lè)和軍事等幾個(gè)方面。但是由于設(shè)備和精度等方面的原因，所有這些系統(tǒng)都沒(méi)有真正投入實(shí)際應(yīng)用。AR技術(shù)也廣泛應(yīng)用于電子游戲中，并得到很大推崇。近幾年來(lái)，國(guó)外對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)在教育中的應(yīng)用作了較多研究，并且相繼出現(xiàn)了一些相關(guān)的教學(xué)產(chǎn)品。

與國(guó)外的增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)水平相比，國(guó)內(nèi)對(duì)增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的研究起步較晚，但是目前已經(jīng)有很多所高校和研究機(jī)構(gòu)都在積極投身于增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)的研究之中。目前將增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)的比較少，并且應(yīng)用平臺(tái)較為局限，可操作性比較差。

現(xiàn)有技術(shù)在電腦中通過(guò)三維建模軟件，得到立體三維模型，但這種方法計(jì)算量量大、處理時(shí)間長(zhǎng)；或者通過(guò)實(shí)體模型進(jìn)行實(shí)驗(yàn)教學(xué)演示，資源有限、不方便攜帶、成本高；以及現(xiàn)有移動(dòng)AR應(yīng)用顯示三維模型形式單一，人機(jī)交互不強(qiáng)；現(xiàn)有應(yīng)用于實(shí)踐教學(xué)的AR應(yīng)用平臺(tái)需要攜帶智能設(shè)備(AR眼鏡)，成本高，攜帶不便。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是為了解決現(xiàn)有三維建模軟件計(jì)算量量大、處理時(shí)間長(zhǎng)，現(xiàn)有實(shí)體模型資源有限、不方便攜帶、成本高，以及現(xiàn)有移動(dòng)AR應(yīng)用顯示三維模型形式單一、人機(jī)交互不強(qiáng)、需要攜帶智能設(shè)備(AR眼鏡)，成本高，攜帶不便的問(wèn)題，而提出基于移動(dòng)AR的機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)教學(xué)輔助系統(tǒng)及開(kāi)發(fā)方法。

基于移動(dòng)AR的機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)教學(xué)輔助系統(tǒng)包括：

用于對(duì)典型零件的三維模型進(jìn)行疊加、融合、顯示的疊加融合顯示模塊；

用于對(duì)疊加融合顯示模塊顯示的典型零件的三維模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放、剖視的旋轉(zhuǎn)縮放剖視模塊；

用于對(duì)疊加融合顯示模塊顯示的三維模型所對(duì)應(yīng)的典型零件進(jìn)行加工工藝路線制訂的工藝路線制訂模塊。

基于移動(dòng)AR的機(jī)械制造工藝課程設(shè)計(jì)教學(xué)輔助系統(tǒng)的開(kāi)發(fā)方法具體過(guò)程為：

步驟一、在證書(shū)管理器中創(chuàng)建License Key；

步驟二、在目標(biāo)管理器中添加標(biāo)識(shí)物對(duì)象；

步驟三、下載含有增強(qiáng)處理后的標(biāo)識(shí)物對(duì)象的unitypackage包，unitypackage包為供unity3D開(kāi)發(fā)所使用的開(kāi)發(fā)包；

步驟四、將證書(shū)管理器中創(chuàng)建的License Key粘貼到Unity3D中的ARCamera的QCARBehaviour腳本中；

步驟五、將unitypackage包和移動(dòng)AR開(kāi)發(fā)包一起導(dǎo)入到unity3D中，生成本地?cái)?shù)據(jù)庫(kù)；

移動(dòng)AR開(kāi)發(fā)包包括Vuforia擴(kuò)展包、模型包、特效包；

步驟六、在unity3D中針對(duì)旋轉(zhuǎn)縮放剖視模塊和工藝路線制訂模塊進(jìn)行開(kāi)發(fā)，實(shí)現(xiàn)疊加融合顯示模塊顯示的典型零件的三維模型進(jìn)行旋轉(zhuǎn)、縮放、剖視和疊加融合顯示模塊顯示的三維模型所對(duì)應(yīng)的典型零件進(jìn)行加工工藝路線制訂；

步驟七、將步驟一至步驟六結(jié)果以.apk安裝包格式導(dǎo)出，生成移動(dòng)應(yīng)用。