CN109087546A - 基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统 - Google Patents

基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统 Download PDF

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Abstract

本发明涉及3d虚拟技术领域，具体公开了基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统，包括外部呈现平台与内部仿真事件系统，所述的外部呈现平台包括计算机主机、VR眼镜、显示设备，所述的主机通过视频输出接口分别与显示设备及专用VR眼镜连接，所述的内部仿真事件系统包括基于场景漫游的废纸分拣加工技术模型构建方法、仿真场景参数以及仿真事件，所述的外部呈现平台采用计算机作为程序载体，VR眼镜作为虚拟现实的显示终端和手势操作的输入终端，显示器或投影机作为展示、培训或教学的显示终端。本发明具有如下优点：本发明利用3d虚拟技术来构建仿真系统，既能使人近距离地学习、体会废纸分拣加工的工艺、技术和流程，又能避免实地参观产生的安全隐患。

Description

基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统
技术领域
本发明涉及3d虚拟技术领域，具体指基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统。
背景技术
废纸分拣加工技术与工厂的展示、教学和培训多为展示图片、视频以及文字介绍，展示方式具有局限性，难以让受众有感官认识，尤其是对于废纸分拣加工来说，不同种类的废纸颜色、规格、质感是不同的，分选、加工流程是动态的，这些都需要身临其境才能够体会，同时，对于实地参观、培训和教学来说，废纸分拣加工中的噪声、粉尘、加工设备、堆放的废纸又对人体健康和安全造成一定影响和隐患。
发明内容
本发明要解决的是克服以上技术缺陷，提供一种基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统。
为解决上述技术问题，本发明提供的技术方案为：基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统，包括外部呈现平台与内部仿真事件系统，所述的外部呈现平台包括计算机主机、VR眼镜、显示设备，所述的主机通过视频输出接口分别与显示设备及专用VR眼镜连接，所述的内部仿真事件系统包括基于场景漫游的废纸分拣加工技术模型构建方法、仿真场景参数以及仿真事件，所述的基于场景漫游的废纸分拣加工技术模型构建方法包括以下步骤：
A：采集废纸分拣加工现场数据和现象，根据计算得到现场各场地、车间、设备、物料的数据。
B：基于采集计算得到的数据，建立废纸分拣加工场地、车间、设备、物料的可视化模型，在计算机中绘制废纸分拣加工的3d虚拟场景。
C：通过自动方式识别废纸分拣加工仿真场景实时交互漫游过程中的仿真事件，确定仿真事件的标识和类型，并根据仿真事件设计模型动画。
D：实时获取仿真事件的仿真场景参数，包括用户视点位置、设备位置、人工动作、设备动作所产生的参数变化信息，确定场景视距区间的比对和联动方式，完成动态化虚拟场景的绘制。
E：利用虚拟3d场景，根据废纸分拣加工的技术工艺要求，建立场景漫游和互动的操作模型。
F：在虚拟3d模型与仿真场景中，加入语音解说、字幕显示、现场音效、指引路线等。
G：运行3d仿真漫游模型，通过输入输出设备，基于人机交互界面进行虚拟操作，对操作结果进行观察和记录。
所述的外部呈现平台采用计算机作为程序载体，VR眼镜作为虚拟现实的显示终端和手势操作的输入终端，显示器或投影机作为展示、培训或教学的显示终端。
所述的VR眼镜包括外壳、透镜、佩戴固定装置，其中集成有HDMI液晶屏驱动电路、姿态模块电路、数码摄像头模块电路、力反馈振动电机控制模块。
采用以上结构后，本发明具有如下优点：本发明根据废纸分拣加工工厂的真实数据和事件，通过3d虚拟技术构建仿真模型，虚拟还原工厂漫游中的事件，建立起1:1虚拟仿真废纸分拣加工工厂，其先进程度和直观感受远远优于图片、视频以及文字介绍等带来的体验。本发明提供了废纸分拣加工技术展示、培训、教学的一种新的方式，使体验者身临其境地感受废纸分拣加工现场的技术特点和加工环境，提高了感性认识，加深了切身体验。同时，能够减少体验者赴实地参观、学习的时间、精力和费用，显著降低体验成本。而且，还避免了废纸分拣加工现场的噪声、粉尘等对人体的影响，以及可能出现的安全隐患。
附图说明
图1是本发明基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统的结构示意图。
图2是本发明基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统的构建流程图。
图3a是本发明基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统对废纸分拣加工工厂a点模拟状态图。
图3b是本发明基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统对废纸分拣加工工厂b点模拟状态图。
图3c是本发明基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统对废纸分拣加工工厂c点模拟状态图。
图3d是本发明基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统对废纸分拣加工工厂d点模拟状态图。
图3e是本发明基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统对废纸分拣加工工厂e点模拟状态图。
图3f是本发明基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统对废纸分拣加工工厂f点模拟状态图。
图3g是本发明基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统对废纸分拣加工工厂g点模拟状态图。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益结果更加清楚、明白，以下结合附图，对本发明进行进一步详细说明下面结合附图对本发明做进一步的详细说明。
图1是本发明基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统的结构示意图，包括外部呈现平台与内部仿真事件系统，所述的外部呈现平台包括计算机主机、VR眼镜、显示设备，所述的主机通过视频输出接口分别与显示设备及专用VR眼镜连接，所述的内部仿真事件系统包括基于场景漫游的废纸分拣加工技术模型构建方法、仿真场景参数以及仿真事件。
图2是本发明基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统的构建流程图，具体步骤包括：
第一步：基于现场采集的废纸分拣加工数据和现象，具体包括：场景：废纸分拣中心入口、车间、仓库、办公楼；设备包括：地磅、抓纸机、废纸自动化分选设备、废纸打包机、叉车、卡车等。
第二步：基于所采集的数据，建立废纸分拣加工场地、车间、设备、物料的可视化模型和废纸分拣加工的3d虚拟场景。
第三步：确定仿真事件的标识和类型，并根据仿真事件设计模型动画，包括卡车装卸废纸、抓纸机抓取废纸进料、废纸自动化分拣、废纸打包、叉车运输等。
第四步：确认仿真场景参数，包括用户视点位置、设备位置、人工动作、设备动作所产生的参数变化信息，根据场景视距区间的联动方式，绘制动态化虚拟场景。
第五步：利用虚拟3d场景，根据废纸分拣加工的技术工艺要求，建立场景漫游和互动的操作模型。
第六步：在虚拟3d模型与仿真场景中，加入语音解说、字幕显示、现场音效、指引路线等，并对场景效果进行渲染。
第七步：运行3d仿真漫游模型，通过输入输出设备，基于人机交互界面进行虚拟操作，对操作结果进行观察和记录。
最后，将废纸分拣加工漫游系统与外部虚拟仿真呈现体验平台进行集成，输出废纸分拣加工虚拟仿真系统。
图3a-图3g是本发明基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统对废纸分拣加工工厂的各个点的模拟状态图，本发明采用计算机作为程序载体，VR眼镜作为虚拟现实的显示终端和手势操作的输入终端，显示器或投影机作为展示、培训或教学的显示终端，VR眼镜包括外壳、透镜、佩戴固定装置，其中集成有HDMI液晶屏驱动电路、姿态模块电路、数码摄像头模块电路、力反馈振动电机控制模块。
具体使用时，废纸分拣加工工厂的各个场景通过3d虚拟技术呈现在计算机上，培训人员佩戴上VR眼镜，计算机主机中的虚拟仿真软件通过显示器或投影机立体呈现出废纸分拣加工工厂的各个设备以及相应工作环境，当培训人员操作废纸分拣加工工厂的设备模拟操作组件时，信号通过数据通信线将指令发送至计算机主机，计算机主机经过处理，将信号发送至投影机，在显示器立体显示出相应设备运转，在设备的运转过程中，伴随着设备运转过程的声音及环境音效均由音响设备发出的声音，产生逼真的效果，达到教学的目的。
以上所述的本发明的实施方式，并不构成对本发明保护范围的限定，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (3)

1.基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统，其特征在于：包括外部呈现平台与内部仿真事件系统，所述的外部呈现平台包括计算机主机、VR眼镜、显示设备，所述的主机通过视频输出接口分别与显示设备及专用VR眼镜连接，所述的内部仿真事件系统包括基于场景漫游的废纸分拣加工技术模型构建方法、仿真场景参数以及仿真事件，所述的基于场景漫游的废纸分拣加工技术模型构建方法包括以下步骤：
A：采集废纸分拣加工现场数据和现象，根据计算得到现场各场地、车间、设备、物料的数据。
B：基于采集计算得到的数据，建立废纸分拣加工场地、车间、设备、物料的可视化模型，在计算机中绘制废纸分拣加工的3d虚拟场景。
C：通过自动方式识别废纸分拣加工仿真场景实时交互漫游过程中的仿真事件，确定仿真事件的标识和类型，并根据仿真事件设计模型动画。
D：实时获取仿真事件的仿真场景参数，包括用户视点位置、设备位置、人工动作、设备动作所产生的参数变化信息，确定场景视距区间的比对和联动方式，完成动态化虚拟场景的绘制。
E：利用虚拟3d场景，根据废纸分拣加工的技术工艺要求，建立场景漫游和互动的操作模型。
F：在虚拟3d模型与仿真场景中，加入语音解说、字幕显示、现场音效、指引路线等。
G：运行3d仿真漫游模型，通过输入输出设备，基于人机交互界面进行虚拟操作，对操作结果进行观察和记录。
2.根据权利要求1所述的基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统，其特征在于：所述的外部呈现平台采用计算机作为程序载体，VR眼镜作为虚拟现实的显示终端和手势操作的输入终端，显示器或投影机作为展示、培训或教学的显示终端。
3.根据权利要求2所述的基于3d虚拟技术的废纸分拣加工仿真系统，其特征在于：所述的VR眼镜包括外壳、透镜、佩戴固定装置，其中集成有HDMI液晶屏驱动电路、姿态模块电路、数码摄像头模块电路、力反馈振动电机控制模块。
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