CN109215429A - 基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统 - Google Patents

基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统 Download PDF

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    • GPHYSICS
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    • G06FELECTRIC DIGITAL DATA PROCESSING
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    • G06F30/20Design optimisation, verification or simulation

Abstract

本发明涉及3d虚拟技术领域,具体公开了基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统,包括外部呈现平台与内部仿真事件系统,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钢加工配送技术模型构建方法、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、体会废钢加工配送的工艺、技术和流程,又能避免实地参观产生的安全隐患。

Description

基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统
技术领域
本发明涉及3d虚拟技术领域,具体指基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统。
背景技术
废钢加工配送技术与基地的展示、教学和培训领域,现有的方式多为展示图片、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,尤其是对于废钢加工配送来说,不同来源、种类、规格的废钢需要的加工方式不同,现场使用的装载、运输、剪切、破碎、压块等加工设备操作复杂,有一定的技术难度,而且加工流程是动态可变的,对于实地参观、培训和教学来说,废钢加工配送过程中会产生一定的噪声、粉尘,装载、加工过程中也存在一定的安全隐患。
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虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统。
为解决上述技术问题,本发明提供的技术方案为:基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统,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钢加工配送技术模型构建方法、仿真场景参数以及仿真事件,所述的基于场景漫游的废钢分拣加工技术模型构建方法包括以下步骤:
A:采集废钢加工配送现场数据和现象,根据计算得到现场各场地、办公楼、仓库、车间、设备、物料等的数据。
B:基于采集计算得到的数据,建立废钢加工配送场地、车间、设备、物料的可视化模型,在计算机中绘制废钢加工配送的3d虚拟场景。
C:通过自动方式识别废钢加工配送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,根据废钢加工配送的技术工艺要求,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:本发明根据废钢加工配送基地的真实数据和事件,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虚拟仿真废钢加工配送基地,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,本发明为废钢加工配送技术展示、培训、教学的提供了一种新的方式,使体验者身临其境地感受废钢加工配送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,还避免了废钢加工配送现场的噪声、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虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统的结构示意图。
图2是本发明基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统的构建流程图。
图3a是本发明基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统中废钢加工配送基地a点模拟状态图。
图3b是本发明基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统对中废钢加工配送基地b点模拟状态图。
图3c是本发明基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统对中废钢加工配送基地c点模拟状态图。
图3d是本发明基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统对中废钢加工配送基地d点模拟状态图。
图3e是本发明基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统对中废钢加工配送基地e点模拟状态图。
图3f是本发明基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统对中废钢加工配送基地f点模拟状态图。
图3g是本发明基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统对中废钢加工配送基地g点模拟状态图。
图3h是本发明基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统对中废钢加工配送基地h点模拟状态图。
图3i是本发明基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统对中废钢加工配送基地i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是根据本发明实施例提出基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统的详细结构图,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钢加工配送技术模型构建方法、仿真场景参数以及仿真事件。
图2是本发明基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统的构建流程图,具体步骤包括:
第一步:基于现场采集的废钢加工配送的数据和现象,根据计算得到现场各场地、车间、设备、物料的数据。具体包括:场景包括:废钢基地门口、办公楼、仓库、车间、棚子、堆场、危废间,设备包括:地磅、辐射检测仪、门式剪切机、鳄鱼剪切机、整套废钢加工破碎设备、龙门式吊车、抓钢机等。
第二步:基于所采集的数据,建立废钢加工配送的场地、办公楼、仓库、车间、设备、物料的可视化模型和3d虚拟场景。
第三步:废钢加工配送仿真场景实时交互漫游过程中的仿真事件及动画。仿真事件和动画包括:1.废钢由卡车运送入厂,经过地磅称重和辐射测试仪,进入厂区内卸货;2.龙门式吊车进行废钢磁吸和运送;3.抓钢机抓取废钢,投入废钢破碎分选设备进料口;4.废钢破碎分选设备运转;5.鳄鱼剪剪切废钢;6.压块机对废钢进行挤压成型。
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,根据废钢加工配送的技术工艺要求,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,将废钢加工配送漫游系统与外部虚拟仿真呈现体验平台进行集成,输出废钢加工配送中心仿真系统。
图3a-图3i是本发明基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统中废钢加工配送基地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,废钢加工配送基地的各个场景通过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钢加工配送基地的各个设备以及相应工作环境,当培训人员操作废钢加工配送基地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虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统,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钢加工配送技术模型构建方法、仿真场景参数以及仿真事件,所述的基于场景漫游的废钢加工配送技术模型构建方法包括以下步骤:
A:采集废钢加工配送现场数据和现象,根据计算得到现场各场地、办公楼、仓库、车间、设备、物料等的数据。
B:基于采集计算得到的数据,建立废钢加工配送场地、车间、设备、物料的可视化模型,在计算机中绘制废钢加工配送的3d虚拟场景。
C:通过自动方式识别废钢加工配送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,根据废钢加工配送的技术工艺要求,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虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统,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1所述的基于3d虚拟技术的废钢加工配送中心仿真系统,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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