本發明專利技術說明了一種沉浸式虛擬現實仿真交互展示方法，該方法包含以下步驟：1、數據采集模塊進行現場數據采集；2、數據處理模塊對模型數據進行加工處理；3、系統實現人機交互。本發明專利技術真實模擬機械設備，從而使操作者操縱虛擬設備和操作真實設備同樣的感受，再也不會出現能在電腦上虛擬操作，而真實操作中找不到哪對應哪的尷尬現象，同時不用現場操作和學習機械操作，在銷售、培訓、售后方面大大節省成本。
【技術實現步驟摘要】
本專利技術涉及一種エ業機械行業的仿真技術，具體涉及ー種沉浸式虛擬現實仿真交互展示方法及其展示系統。
技術介紹
虛擬現實技木，簡稱(VR)，實現利用模擬技術產生ー個三維空間的虛擬世界，使用戶通過視覺、聽覺、觸覺等感官的模擬，讓用戶如同身歷其境一般，可以不受時間、空間、地理、大小的限制，去了解產品及物品的特點及工作原理。一般涉及機械、電子、控制、動力學等學科領域，尤其是，エ業機械行業，一直是ー個難以表達的行業，特別是大型機械機器等設備在展示、銷售、維修、培訓等各個方面都有很多不方便之處，復雜內部結構和操作流程，無論在施工、安裝、操作過程中，對基礎人員的培訓上，或是市場銷售上，都需要很好的展現 和表現，將虛擬現實技術應用于エ業仿真領域的模擬系統，適合任何エ業機械仿真，及虛擬工作原理。以其強大的物理實時計算功能，簡便快捷的操作方式，為廣大工業機械行業帶來了科技實效的展示方法。在現有技術的虛擬仿真操作中，機器設備的部件只能用不同的顔色來區別，其缺點在于，例如金屬的轉軸只能是用灰色的圓柱形色塊來表示，這很難讓操作者對真實的機器有正確的認識，也出現了操作者在電腦上能操作，但是由于和真實機器設備差別太大，到了真實的機器上操作還是無法進行操作的尷尬局面。現有技術的機床加工仿真模擬無法以第一人稱視角在加工環境中走動，只能以定點的方式通過旋轉模型來達到觀看不同角度的目的，因此不是真正意義上的三維仿真，不利于操作人員全面了解機械裝備。但當前機械設備仿真采用組態、Flash、3D JPVisual Studio. NET等技術模擬操作和加工，主要存在三大問題。第一是機械機床設備的仿真視覺效果差交互能力弱，對機械機床的整體和部件操作上幾乎為零。例如無法對機械機床的配電箱、控制屏幕吊臂等設備進行操作。只能通過ー個ニ維的操作面板來操作機械機床的運行。第二個主要問題，由于沒有采用圖形加速和特效技木，畫面操作緩慢，沒有燈光、陰影等基本環境設置缺少真實感，同時無法表現エ件加工時的水、氣、火花等方面的模擬。第三點是，エ件加工整體環境的模擬無法體現。例如ー個大型エ件，放在操作臺之前的吊裝過程，或者電動(手動)推車的送料過程都無法模擬。
技術實現思路
本專利技術公開了ー種沉浸式虛擬現實仿真交互展示方法及其展示系統，可模擬大型設備的模擬操作、加工環境及其工作狀態，并對仿真模型進行真實化處理，讓用戶有身臨其境的操作感受。為實現上述目的，本專利技術說明了一種沉浸式虛擬現實仿真交互展示系統，其特點是，該系統包含控制模塊，與該控制模塊雙向電路連接的數據處理模塊和存儲模塊，與該控制模塊的輸入端電路連接的仿真操作輸入模塊，與該控制模塊的輸出端電路連接的仿真顯示模塊，以及與該數據處理模塊的輸入端電路連接的數據采集模塊。一種沉浸式虛擬現實仿真交互展示方法，其特點是，該方法包含以下步驟 步驟I數據采集模塊進行現場數據采集，并發送至數據處理模塊； 步驟2數據處理模塊對模型數據進行加工處理； 步驟2. I數據處理模塊建立機械設備的三維模型； 步驟2. 2數據處理模塊對三維模型不必要的部分進行優化和刪除； 步驟2. 3數據處理模塊對模型的材質和燈光進行真實化處理； 步驟3系統實現人機交互； 步驟3. I仿真顯示模塊顯示仿真模型； 步驟3. 2通過仿真操作輸入模塊進行指令輸入，進行模擬操作。上述的步驟3. I中，所述的仿真顯示模塊可采用三維立體顯示裝置。本專利技術ー種沉浸式虛擬現實仿真交互展示方法及其展示系統與現有技術相比，其優點在于，本專利技術通過和真實設備的照片比對，對三維模型進行材質、色彩、燈光方面的處理，得到了與真實世界中一模ー樣的三維物體，三維模型可以呈現出與真實設備一模ー樣的效果，從而使操作者操縱虛擬設備和操作真實設備同樣的感受，再也不會出現能在電腦上虛擬操作，而真實操作中找不到哪對應哪的尷尬現象； 本專利技術加入了立體顯示技術，設有三維立體顯示裝置在我們的程序中加入兩臺相機來模擬人的左右兩只眼睛，佩戴立體眼鏡后讓用戶有身臨其境的操作感受，可以在模擬加工的過程中更好的把握和體驗物體的深度，突破了之前仿真的平面化； 本專利技術適用性大，可以模擬機床機械等大型設備的模擬操作、加工環境及其工作狀態，不僅可以應用于制造企業中，對數控加工程序進行快速、精確的仿真，驗證數控程序的可靠性，防止干渉和碰撞等情況的發生，而且還可以用做數控技術操作技能的教學培訓，既可以使受訓人員達到實物操作訓練的目的，又可以大幅減少昂貴設備的投入，具有很高的應用價值，在銷售、培訓、售后方面大大節省成本； 本專利技術通過沉浸式全過程的虛擬仿真，用戶可以體驗到打開電源、エ件裝入、模擬加工到エ件完成加工，退出エ件的全部過程。解決了之前仿真系統只有機床操作的部分，沒有整個加工流程的體驗，和加工環境的體驗。通過沉浸式的模擬體驗也擺脫了之前機床仿真偽三維體驗； 本專利技術通過對水、氣體和火花的模擬，體現出在加工中可能出現的安全問題。例如在之前的虛擬仿真加工中沒有對自然現象的模擬，在沒有艙門的機床中產生的火花但無法表現，因此和實際真實的操作有很大出入，操作者無法在ー個安全的范圍內進行加工。通過沉浸式的模擬仿真系統，就可以模擬出水、火花等噴射的距離，從而在ー個安全范圍內完成作業； 本專利技術對三維模型中不必要的部分進行優化和刪除，使的系統運行中互動性更強、壓縮比更高、運算速度更快。附圖說明圖I為本專利技術一種沉浸式虛擬現實仿真交互展示系統的結構模塊圖；圖2為本專利技術一種沉浸式虛擬現實仿真交互展示方法的方法流程圖。具體實施例方式以下結合附圖說明本專利技術的具體實施方式。本專利技術說明了一種沉浸式虛擬現實仿真交互展示的實現方法，下述說明本專利技術適用的一種沉浸式虛擬現實仿真交互展示系統，該系統包含數據采集模塊4、數據處理模塊2、仿真操作輸入模塊5、仿真顯示模塊6、存儲模塊3和控制模塊I。上述的控制模塊與數據處理模塊及存儲模塊雙向電路連接，該數據處理模塊與數據采集模塊雙向電路連接。仿真操作輸入模塊電路連接控制模塊的輸入端，仿真顯示模塊電路連接控制模塊的輸出端。 如圖I所示，本專利技術說明了一種沉浸式虛擬現實仿真交互展示的實現方法，該方法包含以下步驟 步驟I數據采集模塊4進行現場數據采集。對エ業設備的前期資料收集(例如機床設備、挖掘機、銑削機等大型設備)包括機器外觀尺寸、內部結構、技術參數、操作過程、加工過程、等信息進行了解，這些信息的類型包括了エ業設備的三維模型文件、照片圖片、視頻資料、聲音文件、和操作文檔說明。數據采集模塊4將上述的現場設備的信息傳輸至數據處理模塊2。步驟2數據處理模塊2對模型數據進行加工處理。步驟2. I數據處理模塊2接收數據采集模塊4傳輸來的現場設備的信息，根據該信息建立機械設備的最原始的完全真實還原現場機械設備的三維模型。數據處理模塊2直接建立的三維模型是不能直接進行虛擬仿真操作的，因為數據量巨大而且是基于曲面的，因此無法快速的展示在操作者的面前。因此必須對前期的三維模型進行優化，減少模型的面的數量。步驟2. 2數據處理模塊2對三維模型不必要的部分進行刪除和優化，刪除處理包含例如對于機床類型的模型把看不見的電機、傳動裝置、螺釘螺絲等內部無需模擬操作的部分進行刪除，保留需要人機交互操作的部分如控制面板、配電箱、操作本文檔來自技高網...
【技術保護點】
【技術特征摘要】
1.一種沉浸式虛擬現實仿真交互展示系統，其特征在干，該系統包含控制模塊(I)，與所述的控制模塊(I)雙向電路連接的數據處理模塊(2)和存儲模塊(3)，與所述的控制模塊(O的輸入端電路連接的仿真操作輸入模塊(5)，與所述的控制模塊(I)的輸出端電路連接的仿真顯示模塊(6)，以及與所述的數據處理模塊(2)的輸入端電路連接的數據采集模塊(4)。2.一種沉浸式虛擬現實仿真交互展示方法，其特征在于，該方法包含以下步驟 步驟I數據采集模塊(4)進行現場數據采集，并發送至數據處理模塊(2)； 步驟2數據處理模塊(2)對模型數據進行加工處理； 步驟3系統實現人機交互。3.如權利要求2所述的沉浸式虛擬...
【專利技術屬性】
技術研發人員：王舒娟，邵煜，
申請(專利權)人：上海晟昊信息科技有限公司，
類型：發明
國別省市：
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