[發(fā)明專利]一種半實物全站儀教學系統(tǒng)

有效

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• 申請日: 2022-01-27
• 公開（公告）號: CN114446118B
• 公開（公告）日: 2023-05-23
• 發(fā)明（設計）人: 張冠宇;李叢;李宗春;鄧勇;呂亮;何華
• 申請（專利權）人: 中國人民解放軍戰(zhàn)略支援部隊信息工程大學
• 主分類號: G09B19/00
• 分類號: G09B19/00;G09B9/00;G01C15/00
• 代理公司: 鄭州睿信知識產權代理有限公司 41119
• 代理人: 吳敏

本發(fā)明提出一種半實物全站儀教學系統(tǒng)，屬于測量虛擬仿真教學領域。本發(fā)明在保留全站儀原有主體的情況下，安裝有焦距調節(jié)模塊、視景顯示模塊、屏幕仿真模塊和PC訓練終端。通過焦距調節(jié)模塊模擬全站儀的精瞄過程，通過視景顯示模塊模擬全站儀粗瞄和精瞄過程，通過屏幕仿真模塊模擬全站儀屏幕操作和顯示功能，通過PC訓練終端對模擬粗瞄過程、精瞄過程及仿真屏幕信息顯示進行操控。該系統(tǒng)可以實現在室內操作，不受外界環(huán)境限制，實現教學資源與虛擬現實場景的有機融合，可仿真多個典型場景，根據訓練科目的需求，實現針對性教學。

技術領域

本發(fā)明涉及一種半實物全站儀教學系統(tǒng)，屬于測量虛擬仿真教學領域。

背景技術

全站儀作為實現工程測量的主要儀器，在多種領域的測量工作中有著不可替代的作用。現今各大高校相關專業(yè)均開設有全站儀教學課程，為了達到實踐教學的目的，可以讓學生通過實際操作儀器區(qū)學習全站儀的操作流程及全站儀不同功能應用，但受制于教學場地的限制，大部分測量實踐課的實習場地都選在學生所在校園內，而工程形式多樣，分布廣泛，無法前往真實工地展開實測，不利于學生將所學知識應用在實際工程測量中。

為此，現有技術又提出構建一種全站儀仿真裝置，以實現多場景的全站儀模擬教學，例如在授權公告號CN206339231U名為“一種測繪儀器仿真模型裝置”的專利中，該裝置包括全站儀仿真模型裝置、手機安裝裝置、操作面板仿真裝置、傳感器信號采集裝置和服務器；其中，全站儀仿真模型裝置包括全站儀仿真模型和角度傳感器，全站儀仿真模型是全站儀外觀及機械功能的仿真結構，能夠實現旋轉、按動功能；傳感器信號采集裝置與全站儀模型裝置的數據接口連接，收集角度傳感器采集的角度變化量以及操作面板仿真裝置中鍵盤霍爾按鍵的變化量，并將變化量傳輸到服務器，實現測量儀器虛擬仿真實訓操作軟件中虛擬儀器各仿真零部件的動作響應，同時程序后臺對操作信號進行視角轉換和測量數據處理，并把虛擬全站儀的目鏡的視角場景數據傳輸到全站儀仿真模型中的手機屏幕。該專利雖然提供了一種用于全站儀的模擬教學的全站儀仿真裝置，但是并沒有給出進行全站儀教學系統(tǒng)仿真的具體手段，且無從知道如何進行全站儀教學的仿真。

發(fā)明內容

本發(fā)明提供了一種半實物全站儀教學系統(tǒng)，用于實現真實的全站儀模擬教學過程。

本發(fā)明提供了一種半實物全站儀教學系統(tǒng)，包括全站儀機體，機體上設置有目鏡筒，以及安裝在目鏡筒觀測口處的目鏡調焦旋鈕、物鏡調焦旋鈕，其特征在于，該系統(tǒng)還包括安裝在全站儀機體上焦距調節(jié)模塊、視景顯示模塊、屏幕仿真模塊和PC訓練終端；

其中，所述焦距調節(jié)模塊包括旋鈕轉動量檢測模塊，用于檢測目鏡調焦旋鈕、物鏡調焦旋鈕的旋鈕轉動量；所述旋鈕轉動量檢測模塊與PC訓練終端相連，向PC訓練終端傳輸檢測到的旋鈕轉動量數據；

所述視景顯示模塊包括精瞄視景模塊和粗瞄視景模塊；所述精瞄視景模塊包括設置在目鏡筒后側的空間內的精瞄視景屏幕，且該空間與目鏡筒觀測口連通；所述PC訓練終端根據檢測到的目鏡調焦旋鈕的轉動量，調節(jié)精瞄視景屏幕中十字絲的清晰度，根據檢測到的物鏡調焦旋鈕的轉動量，調節(jié)精瞄視景屏幕中圖像的清晰度，以模擬全站儀的精瞄過程；

所述粗瞄視景模塊包括旋轉設置在全站儀提把上的粗瞄視景屏幕，PC訓練終端根據全站儀主體旋轉角度，控制粗瞄視景屏幕中顯示場景適應性變化，以模擬全站儀的粗瞄過程；

所述屏幕仿真模塊包括全站儀仿真屏幕，用于輸入目標信息和顯示全站儀測量信息，以模擬全站儀的屏幕操作。

本發(fā)明提供的一種半實物全站儀教學系統(tǒng)，在現有的全站儀機體上，將目鏡筒中的光學器件替換成視景屏幕，通過視景屏幕模擬測量目標；由PC訓練終端通過旋鈕轉動量檢測模塊檢測的旋鈕轉動量大小控制視景屏幕的清晰度，實現全站儀粗瞄和精瞄的教學；同時通過屏幕仿真模塊模擬全站儀屏幕操作和顯示功能，實現對全站儀屏幕信息顯示和操作的教學操控。該系統(tǒng)可以實現在室內操作，不受外界環(huán)境限制，實現教學資源與虛擬現實場景的有機融合，通過模擬教學方式提高學生對全站儀操作的熟練度，也可仿真多個典型場景，根據訓練科目的需求，實現針對性教學。