CN111754849A - 一种识别物体连接关系的系统及方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种识别物体连接关系的系统，所述的系统包括：基本单元，包括若干模具本体，任一模具本体上至少设有一携带第一身份码的感应口；连接单元，包括依次串联的感应头和信号发生装置，所述感应头携带第二身份码，在与感应口实现感应连接后，通过信号发生装置将第一身份码和第二身份码发送至接收单元；接收单元，包括信号接收装置，用于接收信号发生装置发送的信息并转送至计算单元；计算单元，用于将接收的信息识别为物体的连接关系并转换为虚拟的图像实时显示。该方案实现了物体连接关系的直接识别和显示，提高了实验操作的效率。此外，基于上述系统，本申请还提供了一种识别方法。

Description

一种识别物体连接关系的系统及方法

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，具体涉及一种识别物体连接关系的系统及方法。

背景技术

随着虚拟现实技术的研究，对于虚拟现实技术在仿真实验中的具体应用已经相对成熟，基本上满足虚拟环境下对于实验操作过程的需求，实现对实验操作过程的演示。

现有的仿真技术里，对模具的操作过程中，会涉及到对物体的连接关系进行确认和交互显示，目前采用的技术，主要是在实时的三维建模过程中，通过物体之间的相对位置和动作形态来判断出两个物体是否存在连接关系。

由此可知，现有技术的识别原理，实质上是操作完成后的主观判断，无法实现在操作之前的有效识别。

发明内容

为了解决上述问题，本申请提供了一种识别物体连接关系的系统及方法，可以简单直观的识别物体的连接关系和状态。

本发明公开了如下技术方案：

本发明实施例提供了一种识别物体连接关系的系统，所述的系统包括：

基本单元，包括若干模具本体，任一模具本体上至少设有一携带第一身份码的感应口；

连接单元，包括依次串联的感应头和信号发生装置，所述感应头携带第二身份码，在与感应口实现感应连接后，通过信号发生装置将第一身份码和第二身份码发送至接收单元；

接收单元，包括信号接收装置，用于接收信号发生装置发送的信息并转送至计算单元；

计算单元，用于将接收的信息识别为物体的连接关系并转换为虚拟的图像实时显示。

进一步的，所述的系统还包括选择单元，用于在感应口和感应头实现感应连接后，通过该选择单元的选择切换感应口和感应头的连接关系，并触发信号发生装置发送最新的连接关系。

进一步的，所述的感应头为多个，可实现与多个感应口的同时感应连接。

进一步的，感应头和感应口的感应连接方式包括但不限于：插口连接、蓝牙连接、红外连接。

进一步的，当采用插口连接方式时，所述的感应口为插口，所述的感应头包括连接插头和感应电路，当连接插头与插口连通后，感应电路激活信号发生装置。

基于上述的系统，本申请还提供了一种识别物体连接关系的方法，所述的方法包括以下步骤：

S1：连接单元选择需要连接基本单元，将其中一个感应头与该基本单元的感应口连接；

S2：连接完成后，感应口和感应头将携带的身份码发送至信号发生模块；

S3：信号发生模块将获取的全部身份码发送至接收单元；

S4：接收单元将信息汇总后，转发送至计算单元；

S5：计算单元根据身份码识别对应物体身份，并基于物体的连接关系转换为虚拟的图像实时显示。

进一步的，所述的方法还包括：

S6：利用选择单元切换感应口和感应头的连接关系，并触发后续流程实现连接关系的刷新。

本发明的有益效果：

相比于现有技术，本申请可以再实验操作的前期完成对物体连接关系的识别，整个识别过程简单直接、客观准确，并能够通过计算单元的转换显示成图像，提升了实验操作的精度和效率。

基于选择单元的切换，操作者可以任意定义物体直接的连接关系，无需通过拔插或再次连接来实现物体连接关系的改变，并能触发后续流程实现实时的刷新，大大提高了实验效率。

附图说明

图1为本发明系统的结构原理图；

图2是本发明方法的流程示意图。

具体实施方式

为使本发明要解决的技术问题、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图及具体实施例进行详细描述。本领域技术人员应当知晓，下述具体实施例或具体实施方式，是本发明为进一步解释具体的发明内容而列举的一系列优化的设置方式，而该些设置方式之间均是可以相互结合或者相互关联使用的，除非在本发明明确提出了其中某些或某一具体实施例或实施方式无法与其他的实施例或实施方式进行关联设置或共同使用。同时，下述的具体实施例或实施方式仅作为最优化的设置方式，而不作为限定本发明的保护范围的理解。

实施例

如图1所示，本发明实施例提供了一种识别物体连接关系的系统，所述的系统包括基本单元、连接单元、接收单元和计算单元。

所述基本单元，包括模具本体，模具本体上设有感应口，所述的感应口携带有该模具本体对应的身份码。

对于模具本体而言，由于其可能同时与多个物体连接，因此感应口可以设置多个，只要保证每个感应口都具有身份码即可。

所述连接单元，包括依次串联的感应头和信号发生装置，感应头的数量一般设置多个，用于连接不同的基本单元。同样的，感应头中也携带该连接单元的唯一身份码。

当感应头与感应口实现感应连接后，感应头和感应口会将自身携带的身份码发送至信号发生装置，通过信号发生装置将基本单元和连接单元的身份码发送至接收单元。

感应头和感应口的感应连接方式包括但不限于：插口连接、蓝牙连接、红外连接。

当采用插口连接方式时，所述的感应口为插口，所述的感应头包括连接插头和感应电路，当连接插头与插口连通后，感应电路激活信号发生装置。

所述的感应电路，可以是磁性感知电路，将插口内部设置通电线圈，当插头插入插口时，产生感应电流，一旦检测出感应电流，信号发射装置就发射身份识别码。具体方案：感应口上的感应线圈与电流检测器相连，电流检测器与信号发射装置相连，组成一个磁性感知电路。

所述的感应电路，也可以是光感电路，在插头上设置光源，在插口上设置光线传感器，一旦光传感器检测出电流，信号发射装置就发射身份识别码。具体方案：将光传感器与信号发射装置相连，组成一个光感电路。

作为特例，如果连接单元的长度足够小或没有连接线，相当于把感应头设置到基本单元上，此时，则表示两个物体直接相连接。

所述的接收单元，包括信号接收装置，用于接收信号发生装置发送的信息并转送至计算单元。

所述的计算单元，一方面要确定基本单元以及连接单元之间的关系；另一方面要把基本单元及其连接关系在显示设备上进行可视化真实感呈现。基本单元与真实感模型之间可以建立对应关系，真实感模型事先保存在计算模块中。

进一步的，所述的系统还包括选择单元，用于在感应口和感应头实现感应连接后，通过该选择单元的选择切换感应口和感应头的连接关系，并触发信号发生装置发送最新的连接关系。

选择单元可以是一个0/1开关，其触发信号与信号发射装置相连，可以用于计算单元确定当前基本单元。当前基本单元(可以是实体模具，也可以是显示设备呈现的虚拟设备)是指，用户正在与之交互的物体。例如，用户在实体模具上触发选择装置，就确定了显示设备中的虚拟设备，用户用一个设备(例如烧杯模具)可以倾倒溶液，倾倒的对象就是当前基本单元对应的虚拟设备。

基于上述的系统，本申请还提供了一种识别物体连接关系的方法，如图2所示，所述的方法包括以下步骤：

1)连接单元选择需要连接基本单元，将其中一个感应头与该基本单元的感应口连接；

2)连接完成后，感应口和感应头将携带的身份码发送至信号发生模块；

3)信号发生模块将获取的全部身份码发送至接收单元；

4)接收单元将信息汇总后，转发送至计算单元；

5)计算单元根据身份码识别对应物体身份，并基于物体的连接关系转换为虚拟的图像实时显示。

对于上述的方法，在感应口和感应头连接完成后的任意步骤中，均可以利用选择单元切换感应口和感应头的连接关系，并触发后续流程实现连接关系的刷新。

利用上述方法的原理，还可以实现以下功能：

功能1：通过事先设置物体连接顺序、规则或方法，计算模块可以检测人操作(插入、连接)的顺序、操作的方法等操作行是否正确。对于错误的操作或危险的操作，予以语音等警示或提示。

功能2：通过事先设置物体连接顺序、规则或方法，可以用语音或文字导航的方式引导用户进行操作，完成物体连接。

功能3：可以根据用户操作出错点的个数，对用户的操作行为进行量化评价。

上述的描述中阐述了本申请系统及其方法的原理，为了更好的阐述本发明，下面结合一些具体的实例进行阐述。

实施案例1：虚实融合的化学实验装置

假设基本单元为实验烧杯A和烧杯B。这两个烧杯和连接单元分别有唯一一个身份识别码。当连接单元的两端分别插入烧杯A和烧杯B的插槽中时，烧杯和连接单元上的信号发射装置将身份识别码通过连线送往计算机，计算机可以通过身份识别码查询出烧杯的名称，并在计算机显示器上可视化呈现连接的实验装置。当连接线单元的某个插头被拔下时，烧杯之间相应的连接关系就被撤销并在可视化图像中实时刷新这种连接关系。

实施案例2：实验架

本案例的基本单元为底座、立杆和铁圈，连接单元的长度设置为0。把本发明所述的插头分别设置在立杆的底部和中间位置，在铁圈和底座上设置插槽。在立杆上设置蓝牙通信模块，将插槽身份编码传到信号接收装置上。信号接收装置将信号传到计算机上。计算机根据身份编码，调出相应的基本单元模型，在屏幕上呈现实验架。

实施案例3：搭建电路

首先，准备基本模具：电源、电阻、电流表、电压表各一件，准备连接线4根。在电源、电阻、电流表、电压表上面设置插槽、光传感器和蓝牙信号发射器。在插槽底部设置光孔，光孔针对着光传感器，光传感器与蓝牙信号发射器相连，在连接线插头上设置发光二极管。

其次，系统采用语音引导方式，把连接线的插头按照一定顺序逐一插入插槽，从而将上述4个基本模具连接起来，并在显示屏上呈现搭建的电路图。

应当指出，以上所述具体实施方式可以使本领域的技术人员更全面地理解本发明的具体结构，但不以任何方式限制本发明创造。因此，尽管说明书及附图和实施例对本发明创造已进行了详细的说明，但是，本领域技术人员应当理解，仍然可以对本发明创造进行修改或者等同替换；而一切不脱离本发明创造的精神和范围的技术方案及其改进，其均涵盖在本发明创造专利的保护范围当中。

Claims (7)

1.一种识别物体连接关系的系统，其特征在于，所述的系统包括：

基本单元，包括若干模具本体，任一模具本体上至少设有一携带第一身份码的感应口；

连接单元，包括依次串联的感应头和信号发生装置，所述感应头携带第二身份码，在与感应口实现感应连接后，通过信号发生装置将第一身份码和第二身份码发送至接收单元；

接收单元，包括信号接收装置，用于接收信号发生装置发送的信息并转送至计算单元；

计算单元，用于将接收的信息识别为物体的连接关系并转换为虚拟的图像实时显示。

2.根据权利要求1所述的一种识别物体连接关系的系统，其特征在于，所述的系统还包括选择单元，用于在感应口和感应头实现感应连接后，通过该选择单元的选择切换感应口和感应头的连接关系，并触发信号发生装置发送最新的连接关系。

3.根据权利要求1或2所述的一种识别物体连接关系的系统，其特征在于，所述的感应头为多个，与多个感应口同时感应连接。

4.根据权利要求1或2所述的一种识别物体连接关系的系统，其特征在于，感应头和感应口的感应连接方式包括但不限于：插口连接、蓝牙连接、红外连接。

5.根据权利要求4所述的一种识别物体连接关系的系统，其特征在于，采用插口连接方式时，所述的感应口为插口，所述的感应头包括连接插头和感应电路，当连接插头与插口连通后，感应电路激活信号发生装置。

6.一种识别物体连接关系的方法，其特征在于，基于权利要求1所述的系统来实现，所述的方法包括以下步骤：

S1：连接单元选择需要连接基本单元，将其中一个感应头与该基本单元的感应口连接；

S2：连接完成后，感应口和感应头将携带的身份码发送至信号发生模块；

S3：信号发生模块将获取的全部身份码发送至接收单元；

S4：接收单元将信息汇总后，转发送至计算单元；

S5：计算单元根据身份码识别对应物体身份，并基于物体的连接关系转换为虚拟的图像实时显示。

7.根据权利要求6所述的一种识别物体连接关系的方法，其特征在于，所述的方法还包括：

S6：利用选择单元切换感应口和感应头的连接关系，并触发后续流程实现连接关系的刷新。

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