CN111006720B

CN111006720B - 一种测量仪器的仿真模拟方法

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Publication number: CN111006720B
Application number: CN201911306243.7A
Authority: CN
Inventors: 刘启
Original assignee: Individual
Current assignee: Individual
Priority date: 2019-12-18
Filing date: 2019-12-18
Publication date: 2021-06-11
Anticipated expiration: 2039-12-18
Also published as: CN111006720A

Abstract

本发明公开了一种测量仪器的仿真模拟方法，属于测量仪器仿真技术领域，一种测量仪器的仿真模拟方法，本方案通过无人机对地理数据进行采集，采集数据的同时将数据上传到云端，使用PC机下载到上传到云端的数据，并使用PC机对采集到的地理信息数据进行建模处理，获得无人机采集区域的虚拟3D模型，并使用PC机对数据库中该地区数据进行下载，并将数据与测量数据相互比对，使得同一位置上的测量数据与已知数据一一对应后，将已知数据将测量数据覆盖，得到仿真3D模型，将仿真3D模型传输到VR设备上，可以实现学生通过VR设备对某一地形进行仿真测量，并可以通过VR遥控器尝试多种不同的测量仪器，从而可以使得提高测量仪器的教学效率。

Description

一种测量仪器的仿真模拟方法

技术领域

本发明涉及测量仪器仿真技术领域，更具体地说，涉及一种测量仪器的仿真模拟方法。

背景技术

测量仪器是为了取得目标物某些属性值而进行衡量所需要的第三方标准，测量仪器一般都具有刻度，容积等单位，测量仪器的概念其基本内容包括：精度、误差、测量标准器材、长度测量、角度测量、形状测量、传统光学仪器。在精密测量上的应用等等。测量仪器有接触试和光学试测量两种(用的最多)接触试：一般测量工具和3D测量工具(三坐标测量机又叫三次元)三坐标测量机又叫三次元，它可以测量很多复杂的空间尺寸

仿真模拟即是外形仿真、操作仿真、视觉感受仿真，使用真实的汽车模型或其他等比例的飞机、飞船等模型作为参与者的操控平台，利用VR技术(虚拟现实技术)，通过实际操作，使参与者有身临其境的切身体会的一项技术，主要用于模拟驾驶、训练、演示、教学、培训；军事模拟、指挥、虚拟战场；建筑视景与城市规划。

目前，在对测量仪器的实验教学中，通常以小组为单位共用测量仪器，学生各自分担部分任务，完成对测量仪器的完整操作。但是在这种实验教学方式中，学生不方便完整地完成对测量仪器的操作，影响学生的学习速度，又浪费教授者的时间和精力，进而导致测量仪器教学效率低而且教学效果不理想。

发明内容

1.要解决的技术问题

针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供一种测量仪器的仿真模拟方法，它可以实现学生通过VR设备对某一地形进行仿真测量，并可以通过VR遥控器尝试多种不同的测量仪器，从而可以使得提高测量仪器的教学效率。

2.技术方案

为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案。

一种测量仪器的仿真模拟方法，包括无人机、云端、PC机和VR设备，所述云端与无人机信号连接，所述PC机与云端信号连接，所述PC机的输出端信号连接有数据库，所述VR设备与PC机信号连接，仿真模拟方法包括一下步骤：

S1、技术人员通过控制无人机进行工作，使用无人机对某一区域的地理数据进行采集，并在采集数据的同时将数据上传到云端；

S2、使用PC机下载到上传到云端的数据，并使用PC机对采集到的地理信息数据进行建模处理，获得无人机采集区域的虚拟3D模型，同时使用PC机对数据库中该地区已知地理信息数据进行下载，并将数据与虚拟3D模型上的测量数据相互比对，使得同一位置上的测量数据与已知数据一一对应后，使得已知数据将测量数据覆盖，得到仿真3D模型；

S3、将仿真3D模型传输到VR设备上，用户可以坐在VR设备上，获得某一地区的仿真3D模型，选择适合的测量仪器进行测量。

可以实现学生通过VR设备对某一地形进行仿真测量，并可以通过VR遥控器尝试多种不同的测量仪器，从而可以使得提高测量仪器的教学效率。

进一步的，所述VR设备包括VR座椅、VR眼镜和VR遥控器，所述VR座椅与VR眼镜电性连接，所述VR遥控器与VR眼镜电性连接，通过设置VR眼镜，可以方便对仿真3D模型进行观察，通过设置VR遥控器方便选择不同的测量仪器进行仿真测量。

进一步的，所述VR遥控器上端安装有触摸板，所述触摸板上端安装有多个均匀分布的控制按钮，所述VR遥控器上端固定连接有条形方槽，所述条形方槽上内壁设有T形挤压板，所述条形方槽下内壁安装有压力传感器，所述压力传感器的输出端与T形挤压板固定连接，通过设置压力传感器，可以在用户带上VR遥控器后，手掌握紧压力较大时，通过T形挤压板将信号传递给控制器，使得控制器控制触摸板和控制按钮关闭，从而使得用户在手掌握紧时不易触发控制按钮。

进一步的，所述VR遥控器内壁固定连接有方形气囊，所述方形气囊位于触摸板下侧且与触摸板相接触，所述方形气囊左右内壁之间固定连接有分隔板，所述分隔板底端设有多个均匀分布的活动球腔，所述活动球腔内设有多个均匀分布的酚醛泡沫球，通过设置酚醛泡沫球，可以操作者的手在活动的过程中，使得活动球腔与分隔板之间相互摩擦，从而使得酚醛泡沫球产生热量使得方形气囊膨胀，从而使得用户可以使用拇指触碰到控制按钮。

进一步的，所述方形气囊右端安装有温度传感器，所述VR遥控器右端开凿有散热通孔，所述散热通孔内壁电性连接有排风扇，通过设置温度传感器，可以在VR遥控器内温度过高时，使得排风扇将VR遥控器内的热量排出，从而使得VR遥控器内的温度降低。

进一步的，所述VR遥控器内壁安装有指纹识别器，所述指纹识别器位于VR遥控器的大拇指端头，通过设置指纹识别器，可以方便用户使用指纹识别VR遥控器，减少VR遥控器被误用、盗用的可能性。

进一步的，所述触摸板右端固定连接有控制器，所述压力传感器、温度传感器和排风扇与控制器电性连接，通过设置控制器，可以方便对压力传感器、温度传感器和排风扇的工作状态进行控制。

进一步的，所述VR遥控器内壁固定连接有吸汗层，所述吸汗层由海绵制成，通过设置吸汗层，可以使得用户的手出汗时，可以及时的吸收汗液，提高用户使用过程中的舒适性。

进一步的，所述活动球腔由铜材质制成，所述活动球腔表面设有防磨层，通过使用铜制作活动球腔，可以使得活动球腔与分隔板摩擦可以产热，通过设置防磨层，可以使得活动球腔不易磨损。

3.有益效果

相比于现有技术，本发明的优点在于：

本方案通过无人机对某一区域的地理数据进行采集，并在采集数据的同时将数据上传到云端，使用PC机下载到上传到云端的数据，并使用PC机对采集到的地理信息数据进行建模处理，获得无人机采集区域的虚拟3D模型，同时使用PC机对数据库中该地区已知地理信息数据进行下载，并将数据与虚拟3D模型上的测量数据相互比对，使得同一位置上的测量数据与已知数据一一对应后，使得已知数据将测量数据覆盖，得到仿真3D模型，将仿真3D模型传输到VR设备上，可以实现学生通过VR设备对某一地形进行仿真测量，并可以通过VR遥控器尝试多种不同的测量仪器，从而可以使得提高测量仪器的教学效率。

附图说明

图1为本发明的整体的模块图；

图2为本发明的整体的系统图；

图3为本发明的VR遥控器部分的俯视图；

图4为本发明的VR遥控器部分的剖面图；

图5为图4中A处的结构示意图。

图中标号说明：

1无人机、2云端、3PC机、4VR设备、5数据库、6VR遥控器、7触摸板、8控制按钮、9条形方槽、10T形挤压板、11压力传感器、12方形气囊、13分隔板、14活动球腔、15酚醛泡沫球、16温度传感器、17散热通孔、18排风扇、19指纹识别器、20控制器、21吸汗层。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图；对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述；显然；所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例；而不是全部的实施例，基于本发明中的实施例；本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例；都属于本发明保护的范围。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“上”、“下”、“内”、“外”、“顶/底端”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“设置有”、“套设/接”、“连接”等，应做广义理解，例如“连接”，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明中的具体含义。

实施例1：

请参阅图1-2，一种测量仪器的仿真模拟方法，包括无人机1、云端2、PC机3和VR设备4，云端2与无人机1信号连接，PC机3与云端2信号连接，PC机3的输出端信号连接有数据库5，VR设备4与PC机3信号连接，仿真模拟方法包括一下步骤：

S1、技术人员通过控制无人机1进行工作，使用无人机1对某一区域的地理数据进行采集，并在采集数据的同时将数据上传到云端2；

S2、使用PC机3下载到上传到云端2的数据，并使用PC机3对采集到的地理信息数据进行建模处理，获得无人机1采集区域的虚拟3D模型，同时使用PC机3对数据库5中该地区已知地理信息数据进行下载，并将数据与虚拟3D模型上的测量数据相互比对，使得同一位置上的测量数据与已知数据一一对应后，使得已知数据将测量数据覆盖，得到仿真3D模型；

S3、将仿真3D模型传输到VR设备4上，用户可以坐在VR设备4上，获得某一地区的仿真3D模型，选择适合的测量仪器进行测量。

请参阅图1-3，VR设备4包括VR座椅、VR眼镜和VR遥控器6，VR座椅与VR眼镜电性连接，VR遥控器6与VR眼镜电性连接，通过设置VR眼镜，可以方便对仿真3D模型进行观察，通过设置VR遥控器6方便选择不同的测量仪器进行仿真测量，VR遥控器6上端安装有触摸板7，触摸板7上端安装有多个均匀分布的控制按钮8，VR遥控器6上端固定连接有条形方槽9，条形方槽9上内壁设有T形挤压板10，条形方槽9下内壁安装有压力传感器11，压力传感器11的输出端与T形挤压板10固定连接，通过设置压力传感器11，可以在用户带上VR遥控器6后，手掌握紧压力较大时，通过T形挤压板10将信号传递给控制器20，使得控制器20控制触摸板7和控制按钮8关闭，从而使得用户在手掌握紧时不易触发控制按钮8。

请参阅图4-5，VR遥控器6内壁固定连接有方形气囊12，方形气囊12位于触摸板7下侧且与触摸板7相接触，方形气囊12左右内壁之间固定连接有分隔板13，分隔板13底端设有多个均匀分布的活动球腔14，活动球腔14内设有多个均匀分布的酚醛泡沫球15，通过设置酚醛泡沫球15，可以操作者的手在活动的过程中，使得活动球腔14与分隔板13之间相互摩擦，从而使得酚醛泡沫球15产生热量使得方形气囊12膨胀，从而使得用户可以使用拇指触碰到控制按钮8，方形气囊12右端安装有温度传感器16，VR遥控器6右端开凿有散热通孔17，散热通孔17内壁电性连接有排风扇18，通过设置温度传感器16，可以在VR遥控器6内温度过高时，使得排风扇18将VR遥控器6内的热量排出，从而使得VR遥控器6内的温度降低。

请参阅图3，VR遥控器6内壁安装有指纹识别器19，指纹识别器19位于VR遥控器6的大拇指端头，通过设置指纹识别器19，可以方便用户使用指纹识别VR遥控器6，减少VR遥控器6被误用、盗用的可能性，触摸板7右端固定连接有控制器20，压力传感器11、温度传感器16和排风扇18与控制器20电性连接，通过设置控制器20，可以方便对压力传感器11、温度传感器16和排风扇18的工作状态进行控制。

请参阅图4-5，VR遥控器6内壁固定连接有吸汗层21，吸汗层21由海绵制成，通过设置吸汗层21，可以使得用户的手出汗时，可以及时的吸收汗液，提高用户使用过程中的舒适性，活动球腔14由铜材质制成，活动球腔14表面设有防磨层，通过使用铜制作活动球腔14，可以使得活动球腔14与分隔板13摩擦可以产热，通过设置防磨层，可以使得活动球腔14不易磨损。

以上所述；仅为本发明较佳的具体实施方式；但本发明的保护范围并不局限于此；任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内；根据本发明的技术方案及其改进构思加以等同替换或改变；都应涵盖在本发明的保护范围内。

Claims

1.一种测量仪器的仿真模拟方法，包括无人机（1）、云端（2）、PC机（3）和VR设备（4），所述云端（2）与无人机（1）信号连接，所述PC机（3）与云端（2）信号连接，所述PC机（3）的输出端信号连接有数据库（5），所述VR设备（4）与PC机（3）信号连接，其特征在于：仿真模拟方法包括以下步骤：

S1、技术人员通过控制无人机（1）进行工作，使用无人机（1）对某一区域的地理信息数据进行采集，并在采集数据的同时将数据上传到云端（2）；

S2、使用PC机（3）下载到上传到云端（2）的数据，并使用PC机（3）对采集到的地理信息数据进行建模处理，获得无人机（1）采集区域的虚拟3D模型，同时使用PC机（3）对数据库（5）中该区域已知地理信息数据进行下载，并将已知地理信息数据与虚拟3D模型上的测量数据相互比对，使得同一位置上的测量数据与已知地理信息数据一一对应后，使得已知地理信息数据将测量数据覆盖，得到仿真3D模型；

S3、将仿真3D模型传输到VR设备（4）上，用户可以坐在VR设备（4）上，获得某一区域的仿真3D模型，选择适合的测量仪器进行测量；

所述VR设备（4）包括VR座椅、VR眼镜和VR遥控器（6），所述VR座椅与VR眼镜电性连接，所述VR遥控器（6）与VR眼镜电性连接，所述VR遥控器（6）上端安装有触摸板（7），所述触摸板（7）上端安装有多个均匀分布的控制按钮（8），所述VR遥控器（6）上端固定连接有条形方槽（9），所述条形方槽（9）上内壁设有T形挤压板（10），所述条形方槽（9）下内壁安装有压力传感器（11），所述压力传感器（11）的输出端与T形挤压板（10）固定连接，所述VR遥控器（6）内壁固定连接有方形气囊（12），所述方形气囊（12）位于触摸板（7）下侧且与触摸板（7）相接触，所述方形气囊（12）左右内壁之间固定连接有分隔板（13），所述分隔板（13）底端设有多个均匀分布的活动球腔（14），所述活动球腔（14）内设有多个均匀分布的酚醛泡沫球（15），所述方形气囊（12）右端安装有温度传感器（16），所述VR遥控器（6）右端开凿有散热通孔（17），所述散热通孔（17）内壁电性连接有排风扇（18），所述VR遥控器（6）内壁安装有指纹识别器（19），所述指纹识别器（19）位于VR遥控器（6）的大拇指端头，所述触摸板（7）右端固定连接有控制器（20），所述压力传感器（11）、温度传感器（16）和排风扇（18）与控制器（20）电性连接，所述VR遥控器（6）内壁固定连接有吸汗层（21），所述吸汗层（21）由海绵制成，所述活动球腔（14）由铜材质制成，所述活动球腔（14）表面设有防磨层。