[發明專利]一種具有增強現實功能化工廠的教學參觀設備

在審

• 申請號: 201711365336.8
• 申請日: 2017-12-18
• 公開（公告）號: CN108109460A
• 公開（公告）日: 2018-06-01
• 發明（設計）人: 鄭龍江;張彩江;張立國;王松;郭文龍;蓋帥
• 申請（專利權）人: 燕山大學
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00
• 代理公司: 秦皇島一誠知識產權事務所(普通合伙) 13116
• 代理人: 李合印

1.一種具有增強現實功能的化工廠教學參觀設備，其特征在于：該設備由移動小車、上位機以及增強現實頭盔組成；所述移動小車上安裝有攝像機用于采集工廠內場景數據，通過無線網絡傳輸到所述上位機，所述上位機采用增強現實技術將虛擬信息疊加到工廠內的真實場景數據中，再傳輸到所述增強現實頭盔中，所述增強現實頭盔能夠使佩戴者模擬一種在工廠內行走的真三維沉浸式體驗，并通過疊加到場景中的虛擬信息能夠進一步學習工廠內各個設備的運行狀態以及內部構造；所述無線網絡由ZigBee搭建，覆蓋整個工廠范圍。

2.根據權利要求1所述的一種具有增強現實功能的化工廠教學參觀設備，其特征在于：所述移動小車是由STM32單片機控制驅動小車電機，按照設定的軌跡在工廠內移動，通過所述上位機控制所述移動小車的移動和停止；所述移動小車上的攝像機通過所述上位機控制其轉動角度，以不同的視角采集工廠內場景數據；所述移動小車將采集的工廠內場景數據通過無線網絡實時地傳輸到上位機。

3.根據權利要求1所述的一種具有增強現實功能的化工廠教學參觀設備，其特征在于：所述上位機包括第一上位機和第二上位機，第一上位機位于所述移動小車上，用于接收所述移動小車采集的實時視頻數據；第二上位機位于增強現實頭盔上，第一上位機和第二上位機之間利用云服務器進行數據傳輸以及命令傳遞，并能夠實現遠程操控；第二上位機在接收到工廠內的實時數據之后，通過識別工廠內設備上的標識物，對各個設備進行識別定位，利用三維注冊技術將虛擬信息疊加到真實的設備周圍，得到增強現實的虛實混合數據，并且通過無線網絡傳輸到所述增強現實頭盔，所述移動小車的移動和停止、所述攝像機轉動角度以及所述增強現實頭盔中虛擬信息的顯示，均通過第二上位機操控；所述虛擬信息包括工廠設備的文字介紹，以及設備的三維模型；所述三維模型是根據工廠設備內部的真實結構進行建模，能夠模擬該設備的運行狀態，并能夠對三維模型進行一鍵拆解，直觀展現其內部結構。

4.根據權利要求1所述的一種具有增強現實功能的化工廠教學參觀設備，其特征在于：所述增強現實頭盔通過無線網絡從第二上位機接收經過疊加混合的工廠內場景數據，將其投影到頭盔前方的鏡片中。

5.根據權利要求1所述的一種具有增強現實功能的化工廠教學參觀設備，其特征在于：所述設備還具有教師系統，所述教師系統通過第二上位機控制增強現實頭盔中三維模型虛擬信息的顯示，控制增強現實頭盔中所模擬設備的運行狀態，并能夠對三維模型進行一鍵拆解；所述教師系統通過第二上位機還能夠控制移動小車的移動和停止以及控制攝像機的轉動角度。

6.根據權利要求1所述的一種具有增強現實功能的化工產教學參觀設備，其特征在于：所述設備還具有遠程學習功能，第一上位機和第二上位機通過云服務器進行數據傳輸以及命令控制，實現遠程操作；同時，多組位于不同地點的第一上位機和第二上位機可以通過云服務器實現配對連接。