CN112363696A - 增强现实快速开发系统及方法、电子设备及可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明实施例提供一种增强现实快速开发系统及方法、电子设备及可读存储介质，包括设计知识库、系统接口、操作指令设计器：设计知识库，用于提炼并存储设计知识，供操作指令设计器调用；系统接口，用于将外部信息系统中的设计数据、工艺数据导入到开发系统中，供操作指令设计器调用；操作指令设计器，分别连接所述设计知识库、系统接口，用于根据设计知识、设计数据、工艺数据，将装配制造过程中的工艺指令转换成面向工业操作信息的AR指令。本发明实施例具有模块化设计的特点，无需开发人员参与，节省开发时间和成本，同时具备容易快速开发和更改的优势，适用于制造业不同类型作业任务的AR系统开发，有利于AR系统在制造业企业的大规模应用。
Description
技术领域
本发明涉及增强现实系统开发技术领域，尤其涉及一种以装配制造为代表的工业增强现实快速开发系统及方法、电子设备及可读存储介质。
背景技术
随着全球新一轮科技革命和产业变革加速演进，新一代信息技术和工业的深入融合，其对经济的带动促进作用愈发明显。在以AR (Augmented Reality,增强现实)技术为代表的新一代技术在同传统制造业融合过程中，特别在复杂产品的装配制造领域，由于AR技术能够有效解放工人双手，提升作业效率，并减少作业对工人熟练水平的依赖程度，有效防止作业错误的发生，目前AR技术正不断加速在工业领域的应用拓展。
目前，面向以装配制造为代表的工业增强现实系统开发模式往往是AR系统开发人员对作业需求、作业流程以及相关工艺信息进行充分调研后，随后进行系统设计、程序开发以及测试。以装配制造为代表的工业增强现实系统往往针对某特定产品的特定作业任务进行开发，无法适应因产品型号变更、设计变更及其他相关因素导致的辅助作业系统参数变化。这种变更需要掌握系统开发技术的AR系统开发人员和掌握产品工艺参数的工艺人员充分合作才能实现，在实际应用中这种变更方式将会产生十分高昂的人力成本和时间成本，这限制了 AR技术在工业生产中的大规模应用。
发明内容
本发明实施例提供一种能够节省开发时间和成本，同时具备容易快速开发和更改的优势的增强现实快速开发系统及方法、电子设备及可读存储介质。
本发明实施例提供一种增强现实快速开发系统，包括设计知识库、系统接口、操作指令设计器：
所述设计知识库，用于提炼并存储设计知识，供所述操作指令设计器调用；
所述系统接口，用于将外部信息系统中的设计数据、工艺数据导入到开发系统中，供所述操作指令设计器调用；
所述操作指令设计器，分别连接所述设计知识库、系统接口，用于根据所述设计知识、设计数据、工艺数据，将装配制造过程中的工艺指令转换成面向工业操作信息的AR指令。
根据本发明实施例提供的增强现实快速开发系统，所述操作指令设计器包括显示设计单元，所述显示设计单元用于将所述工业操作信息中的单一作业步骤的操作信息通过AR设备显示在作业人员视野中；所述显示设计单元包括显示内容设计模块、显示位置设计模块：
所述显示内容设计模块用于设计显示的工业操作信息，所述工业操作信息包括文本、图片、视频、三维模型信息；
所述显示位置设计模块用于将所述工业操作信息放置在预设显示位置上，所述预设显示位置包括固定显示位置或跟随显示位置；
其中，所述固定显示位置所显示的工业操作信息不随显示内容变化而改变，所述跟随显示位置所显示的工业操作信息随显示内容中的预设识别物的位置变化而变化。
根据本发明实施例提供的增强现实快速开发系统，所述显示设计单元包括显示区和显示控件区，所述显示控件区内设有显示操作控件，通过拖拽所述显示操作控件布置到显示区内进行显示位置设置，通过双击所述显示操作控件进行显示内容的编制和导入，所述显示操作控件包括文本控件、图片控件、视频控件和三维模型信息控件。
根据本发明实施例提供的增强现实快速开发系统，还包括流程设计单元，所述流程设计单元用于将工业操作信息中连续作业过程中的每个单一作业步骤的操作信息串接起来，所述流程设计单元包括流程设计区和流程控件区：
所述流程控件区内设置有流程操作控件，通过拖拽流程操作控件到流程设计区中进行流程设计，通过双击所述流程操作控件对当前作业步骤的显示内容进行设计，所述流程操作控件包括开始控件、结束控件、任务控件、流程连接控件。
根据本发明实施例提供的增强现实快速开发系统，还包括解析单元，所述解析单元用于解析所述显示设计单元和流程设计单元的数据，将设计的显示内容和流程转化为开发系统可执行代码。
根据本发明实施例提供的增强现实快速开发系统，包括调试单元，所述调试单元提供可调试的人机交互界面，通过报错和给出潜在问题，支持对相关参数进行调整。
根据本发明实施例提供的增强现实快速开发系统，所述知识库包括指令模板库、工艺规程库、通用件库，其中，所述指令模板库用于根据预设型装配制造作业的知识，提炼出所述预设型作业的通用模板；所述工艺规程库包含装配制造作业的工艺规程；所述通用件库包含装配制造作业中的通用件三维模型。
本发明实施例提供一种增强现实快速开发方法，包括：
根据设计知识、设计数据、工艺数据，将装配制造过程中的工艺指令转换成面向工业操作信息的AR指令；
其中，所述设计知识是从设计知识库中调用，所述设计知识库用于提炼并存储所述设计知识；
所述设计数据、工艺数据是通过系统接口从外部信息系统导入到开发系统中。
本发明实施例提供一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述程序时实现所述的增强现实快速开发方法的步骤。
本发明实施例提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现所述的增强现实快速开发方法的步骤。
本发明实施例提供的一种增强现实快速开发系统及方法、电子设备及可读存储介质，通过设计知识库提炼并存储设计知识，系统接口将外部信息系统中的设计数据、工艺数据导入到开发系统中，操作指令设计器根据调用的设计知识、设计数据、工艺数据，将装配制造过程中的工艺指令转换成面向工业操作信息的AR指令，具有模块化设计的特点，无需开发人员参与，大大节省开发时间和成本，同时具备容易快速开发和更改的优势，适用于制造业不同类型作业任务的AR 系统开发，有利于AR系统在制造业企业的大规模应用。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作一简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的一种增强现实快速开发系统的示意图；
图2是本发明实施例提供的一种增强现实快速开发系统中的显示设计单元的示意图；
图3是本发明实施例提供的一种增强现实快速开发系统中的流程设计单元的示意图；
图4是本发明实施例提供的一种电子设备的结构示意图。
具体实施方式
为使本发明实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，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作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。
下面结合图1描述本发明实施例提供一种增强现实快速开发系统100，包括设计知识库10、系统接口20、操作指令设计器30：
所述设计知识库10，用于提炼并存储设计知识，供所述操作指令设计器30调用；以方便操作指令设计器30的调用及快速设计。
所述系统接口20，用于将外部信息系统中的设计数据、工艺数据导入到开发系统中，系统接口20通过开发PLM、CAPP等系统的接口单元，使设计、工艺数据可以导入到开发系统中，供操作指令设计器30调用。外部信息系统包括开发PLM、CAPP等系统。
所述操作指令设计器30，分别连接所述设计知识库10、系统接口20，用于根据所述设计知识、设计数据、工艺数据，将装配制造过程中的工艺指令转换成面向工业操作信息的AR指令。操作指令设计器30包括显示设计单元31、流程设计单元32、解析单元33和调试单元34。
本发明实施例通过设计知识库10提炼并存储设计知识，系统接口20将外部信息系统中的设计数据、工艺数据导入到开发系统中，操作指令设计器30根据调用的设计知识、设计数据、工艺数据，将装配制造过程中的工艺指令转换成面向工业操作信息的AR指令，具有模块化设计的特点，无需开发人员参与，大大节省开发时间和成本，同时具备容易快速开发和更改的优势，适用于制造业不同类型作业任务的AR系统开发，有利于AR系统在制造业企业的大规模应用。
所述操作指令设计器30包括显示设计单元31，所述显示设计单元31用于将所述工业操作信息中的单一作业步骤的操作信息通过 AR设备显示在作业人员视野中；所述显示设计单元31包括显示内容设计模块、显示位置设计模块：AR显示设备，包含AR眼镜、平板电脑等。
所述显示内容设计模块用于设计显示的工业操作信息，所述工业操作信息包括文本、图片、视频、三维模型信息；
所述显示位置设计模块用于将所述工业操作信息放置在预设显示位置上，所述预设显示位置包括固定显示位置或跟随显示位置；
其中，所述固定显示位置所显示的工业操作信息不随显示内容变化而改变，所述跟随显示位置所显示的工业操作信息随显示内容中的预设识别物的位置变化而变化。进一步的，预设识别物可以根据实际需求选择，例如选择工业操作信息中的某些预设的文本、图片或者视频作为预设识别物。当显示内容中的预设识别物出现，跟随显示位置所显示的工业操作信息会跟随预设识别物的位置变化。
如图2所示，所述显示设计单元31包括显示区和显示控件区，所述显示控件区内设有显示操作控件，通过拖拽所述显示操作控件布置到显示区内进行显示位置设置，通过双击所述显示操作控件进行显示内容的编制和导入，所述显示操作控件包括文本控件、图片控件、视频控件和三维模型信息控件。也就是说，工艺人员可通过拖拽控件区的显示模块布置在显示区域内进行位置设计，并通过双击控件内容进行显示信息内容的编制和导入。
如图3所示，本案实施例还包括流程设计单元32，所述流程设计单元32用于将工业操作信息中连续作业过程中的每个单一作业步骤的操作信息串接起来，方便工艺人员按照工艺流程的思路对装配制造AR应用进行编排和设计。
所述流程设计单元32包括流程设计区和流程控件区。
所述流程控件区内设置有流程操作控件，通过拖拽流程操作控件到流程设计区中进行流程设计，通过双击所述流程操作控件对当前作业步骤的显示内容进行设计，所述流程操作控件包括开始控件、结束控件、任务控件、流程连接控件。每一个任务控件双击可进入显示设计单元31，对当前作业步骤现实内容进行设计。
还包括解析单元33，所述解析单元33用于解析所述显示设计单元31和流程设计单元32的数据，将设计的显示内容和流程转化为开发系统可执行代码，使相关功能得到执行。
上述增强现实系统支持工艺人员自行设计开发，通过拖拽控件、双击控件的方式为主要手段让工艺人员进行流程设计、交互界面设计。这种开发方式具有可视化、模块化的特点，无需开发人员参与，大大节省开发时间和成本，同时具备容易开发和更改的优势。
根据本发明实施例提供的增强现实快速开发系统100，包括调试单元34，所述调试单元34提供可调试的人机交互界面，通过报错和给出潜在问题，支持对相关参数进行调整。工艺人员可以根据报错和给出潜在问题，对相关参数进行调整，使得整个程序能够得到运行。
优选的，所述知识库包括指令模板库11、工艺规程库12、通用件库13，可用于显示设计单元31进行显示内容设计时方便调用相关资源。
其中，所述指令模板库11用于根据预设型装配制造作业的知识，提炼出所述预设型作业的通用模板，包括流程和显示内容，通过更改相关参数可实现快速设计。
所述工艺规程库12包含装配制造作业的工艺规程，供相关作业步骤时提醒工人注意。
所述通用件库13包含装配制造作业中的通用件三维模型，方便显示设计单元31调用。
本发明实施例提供一种增强现实快速开发方法，包括：
根据设计知识、设计数据、工艺数据，将装配制造过程中的工艺指令转换成面向工业操作信息的AR指令；
其中，所述设计知识是从设计知识库10中调用，所述设计知识库10用于提炼并存储所述设计知识；
所述设计数据、工艺数据是通过系统接口20从外部信息系统导入到开发系统中。
本案实施例的增强现实快速开发方法工作原理与上述实施例的增强现实快速开发系统是相应的，此处不再一一赘述。
图4示例了一种电子设备的实体结构示意图，该电子设备可以包括：处理器(processor)810、通信接口(Communications Interface)820、存储器(memory)830和通信总线840，其中，处理器810，通信接口 820，存储器830通过通信总线840完成相互间的通信。处理器810 可以调用存储器830中的逻辑指令，以执行一种增强现实快速开发方法，该方法包括：
根据设计知识、设计数据、工艺数据，将装配制造过程中的工艺指令转换成面向工业操作信息的AR指令；
其中，所述设计知识是从设计知识库10中调用，所述设计知识库10用于提炼并存储所述设计知识；
所述设计数据、工艺数据是通过系统接口20从外部信息系统导入到开发系统中。
此外，上述的存储器830中的逻辑指令可以通过软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分或者该技术方案的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质中，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述方法的全部或部分步骤。而前述的存储介质包括：U盘、移动硬盘、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)、随机存取存储器(RAM，Random Access Memory)、磁碟或者光盘等各种可以存储程序代码的介质。
另一方面，本发明实施例还提供一种计算机程序产品，所述计算机程序产品包括存储在非暂态计算机可读存储介质上的计算机程序，所述计算机程序包括程序指令，当所述程序指令被计算机执行时，计算机能够执行一种增强现实快速开发方法，该方法包括：
根据设计知识、设计数据、工艺数据，将装配制造过程中的工艺指令转换成面向工业操作信息的AR指令；
其中，所述设计知识是从设计知识库10中调用，所述设计知识库10用于提炼并存储所述设计知识；
所述设计数据、工艺数据是通过系统接口20从外部信息系统导入到开发系统中。
又一方面，本发明实施例还提供一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现以执行一种增强现实快速开发方法，该方法包括：
根据设计知识、设计数据、工艺数据，将装配制造过程中的工艺指令转换成面向工业操作信息的AR指令；
其中，所述设计知识是从设计知识库10中调用，所述设计知识库10用于提炼并存储所述设计知识；
所述设计数据、工艺数据是通过系统接口20从外部信息系统导入到开发系统中。
以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性的劳动的情况下，即可以理解并实施。
通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到各实施方式可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件。基于这样的理解，上述技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品可以存储在计算机可读存储介质中，如ROM/RAM、磁碟、光盘等，包括若干指令用以使得一台计算机设备(可以是个人计算机，服务器，或者网络设备等)执行各个实施例或者实施例的某些部分所述的方法。
最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种增强现实快速开发系统，其特征在于，包括设计知识库、系统接口、操作指令设计器：
所述设计知识库，用于提炼并存储设计知识，供所述操作指令设计器调用；
所述系统接口，用于将外部信息系统中的设计数据、工艺数据导入到开发系统中，供所述操作指令设计器调用；
所述操作指令设计器，分别连接所述设计知识库、系统接口，用于根据所述设计知识、设计数据、工艺数据，将装配制造过程中的工艺指令转换成面向工业操作信息的AR指令。
2.根据权利要求1所述的增强现实快速开发系统，其特征在于，所述操作指令设计器包括显示设计单元，所述显示设计单元用于将所述工业操作信息中的单一作业步骤的操作信息通过AR设备显示在作业人员视野中；所述显示设计单元包括显示内容设计模块、显示位置设计模块：
所述显示内容设计模块用于设计显示的工业操作信息，所述工业操作信息包括文本、图片、视频、三维模型信息；
所述显示位置设计模块用于将所述工业操作信息放置在预设显示位置上，所述预设显示位置包括固定显示位置或跟随显示位置；
其中，所述固定显示位置所显示的工业操作信息不随显示内容变化而改变，所述跟随显示位置所显示的工业操作信息随显示内容中的预设识别物的位置变化而变化。
3.根据权利要求2所述的增强现实快速开发系统，其特征在于，所述显示设计单元包括显示区和显示控件区，所述显示控件区内设有显示操作控件，通过拖拽所述显示操作控件布置到显示区内进行显示位置设置，通过双击所述显示操作控件进行显示内容的编制和导入，所述显示操作控件包括文本控件、图片控件、视频控件和三维模型信息控件。
4.根据权利要求3所述的增强现实快速开发系统，其特征在于，还包括流程设计单元，所述流程设计单元用于将工业操作信息中连续作业过程中的每个单一作业步骤的操作信息串接起来，所述流程设计单元包括流程设计区和流程控件区：
所述流程控件区内设置有流程操作控件，通过拖拽流程操作控件到流程设计区中进行流程设计，通过双击所述流程操作控件对当前作业步骤的显示内容进行设计，所述流程操作控件包括开始控件、结束控件、任务控件、流程连接控件。
5.根据权利要求4所述的增强现实快速开发系统，其特征在于，还包括解析单元，所述解析单元用于解析所述显示设计单元和流程设计单元的数据，将设计的显示内容和流程转化为AR设备开发系统可执行代码。
6.根据权利要求1所述的增强现实快速开发系统，其特征在于，包括调试单元，所述调试单元提供可调试的人机交互界面，通过报错和给出潜在问题，支持对相关参数进行调整。
7.根据权利要求1所述的增强现实快速开发系统，其特征在于，所述知识库包括指令模板库、工艺规程库、通用件库，其中，所述指令模板库用于根据预设型装配制造作业的知识，提炼出所述预设型作业的通用模板；所述工艺规程库包含装配制造作业的工艺规程；所述通用件库包含装配制造作业中的通用件三维模型。
8.一种增强现实快速开发方法，其特征在于，包括：
根据设计知识、设计数据、工艺数据，将装配制造过程中的工艺指令转换成面向工业操作信息的AR指令；
其中，所述设计知识是从设计知识库中调用，所述设计知识库用于提炼并存储所述设计知识；
所述设计数据、工艺数据是通过系统接口从外部信息系统导入到开发系统中。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在存储器上并可在处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述程序时实现如权利要求8所述的增强现实快速开发方法的步骤。
10.一种非暂态计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该计算机程序被处理器执行时实现如权利要求8所述的增强现实快速开发方法的步骤。
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