CN113920242A - 基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法 - Google Patents
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Abstract
本申请实施例提供一种基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法和系统。该方法包括：搭建电动受控塔吊模型，并连接程控计算机，使得电动受控塔吊模型根据程控计算机的控制指令执行塔吊任务模拟；通过摄像头实时采集电动受控塔吊模型的视频，并输入视频模拟器；视频模拟器根据电动受控塔吊模型的视频模拟塔吊驾驶现场视频图像，并发送给用户佩戴的虚拟现实设备；用户根据模拟的塔吊驾驶现场视频图像，操作和控制塔吊操作模拟器，以将塔吊操作指令发送给程控计算机；程控计算机根据塔吊操作指令控制电动受控塔吊模型，以模拟塔吊驾驶现场施工情况。本申请VR的视频教学方式使得现场体验感强，教学成本低。而且通过塔吊模型的运行结果直接观看到类似实际现场实习的操作效果。
Description
技术领域
本申请涉及智能塔吊技术领域，尤其涉及一种基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法和系统。
背景技术
目前的塔吊，基本都是人员在塔吊上的中控室进行操控，或者通过操作人员在远程进行实时智能操控。塔吊行业来说，目前的发展方向是无人塔吊、智能塔吊，那么在产业升级的过程中会遇到很多的技术问题。
目前智能塔吊的教学中，往往只能通过学员在电视或电脑上观看教学视频、教师在教室指导然后到塔吊施工现场进行现场教学等传统方式来实现。这些方式要么现场体验感不强，要么是必须占用实际施工塔吊导致教学成本很高。
发明内容
有鉴于此，本申请的目的在于提出一种基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法和系统，本申请能够针对性的解决现有的塔吊专业教学问题。
基于上述目的，本申请提出了一种基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法，包括：
搭建电动受控塔吊模型，并连接程控计算机，使得所述电动受控塔吊模型根据所述程控计算机的控制指令执行塔吊任务模拟；
通过摄像头实时采集所述电动受控塔吊模型的视频，并输入视频模拟器；
所述视频模拟器根据所述电动受控塔吊模型的视频模拟塔吊驾驶现场视频图像，并发送给用户佩戴的虚拟现实设备；
所述用户根据所述模拟的塔吊驾驶现场视频图像，操作和控制塔吊操作模拟器，以将塔吊操作指令发送给所述程控计算机；
所述程控计算机根据所述塔吊操作指令控制所述电动受控塔吊模型，以模拟塔吊驾驶现场施工情况。
优选地，所述搭建电动受控塔吊模型，并连接程控计算机，使得所述电动受控塔吊模型根据所述程控计算机的控制指令执行塔吊任务模拟，包括：
搭建电动受控塔吊模型，所述电动受控塔吊模型至少包括塔吊主体模型、主横梁模型、挂钩模型、夹具模型、物料模型及控制器；
将所述控制器连接程控计算机，使得所述控制器根据所述程控计算机的控制指令，将物料模型放入夹具模型中，由所述挂钩模型挂起，并移动主横梁模型以模拟现实的塔吊任务。
优选地，所述电动受控塔吊模型进一步包括运输车模型，所述运输车模型能够承载所述塔吊主体模型并进行根据所述程控计算机的指令进行相应移动，以模拟现实的塔吊任务。
优选地，所述视频模拟器根据所述电动受控塔吊模型的视频模拟塔吊驾驶现场视频图像，并发送给用户佩戴的虚拟现实设备，包括：
所述视频模拟器拆分所述电动受控塔吊模型的视频为多帧图像；
通过抠图将每一帧图像中的塔吊主体模型、主横梁模型、挂钩模型、夹具模型、物料模型图像按预设比例替换为现实塔吊相应部分的图像；
通过抠图将每一帧图像中的背景图像替换为预设现实塔吊施工背景环境图像；
将抠图替换后的每一帧图像合成为模拟塔吊驾驶现场视频图像，并发送给用户佩戴的虚拟现实设备。
优选地，所述预设现实塔吊施工背景环境图像包括以下中的一种：白天模式背景图像、黑夜模式背景图像、雨天模式背景图像、雪天模式背景图像、风天模式背景图像。
优选地，所述塔吊操作模拟器包括模拟塔吊操作的开关、按键、仪表、指示灯及操纵杆。
优选地，所述程控计算机根据所述塔吊操作指令控制所述电动受控塔吊模型，以模拟塔吊驾驶现场施工情况，包括：
所述程控计算机将所述塔吊操作指令发送给所述电动受控塔吊模型的控制器；
所述控制器所述塔吊操作指令，执行以下塔吊任务中的一种或多种：将物料模型放入夹具模型中、由所述挂钩模型挂起、移动主横梁模型以模拟塔吊驾驶现场施工情况；其中，
所述塔吊主体模型、主横梁模型、挂钩模型、夹具模型、物料模型的尺寸和负重强度按照与现实塔吊的各个相应部分以预设比例缩小而材料相同，以模拟现实塔吊施工结果。
基于上述目的，本申请还提出了一种基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学系统，包括：
电动受控塔吊模型，所述电动受控塔吊模型至少包括塔吊主体模型、主横梁模型、挂钩模型、夹具模型、物料模型及控制器；
摄像头，实时采集所述电动受控塔吊模型的视频，并输入视频模拟器；
视频模拟器，根据所述电动受控塔吊模型的视频模拟塔吊驾驶现场视频图像，并发送给用户佩戴的虚拟现实设备；
虚拟现实设备，由用户佩戴，将所述模拟塔吊驾驶现场视频图像播放给所述用户；
塔吊操作模拟器，包括模拟塔吊操作的开关、按键、仪表、指示灯及操纵杆；所述用户根据所述模拟的塔吊驾驶现场视频图像，操作和控制塔吊操作模拟器，以将塔吊操作指令发送给所述程控计算机；
程控计算机，根据所述塔吊操作指令控制所述电动受控塔吊模型，以模拟塔吊驾驶现场施工情况。
总的来说，本申请的优势及给用户带来的体验在于：
本申请的方案，使得学员不需要在电视或电脑上观看教学视频、不需要到塔吊施工现场进行现场教学，同时VR的视频教学方式使得现场体验感强，不需要占用实际施工塔吊，教学成本低。而且通过塔吊模型的运行结果直接观看到类似实际现场实习的操作效果。
附图说明
在附图中，除非另外规定，否则贯穿多个附图相同的附图标记表示相同或相似的部件或元素。这些附图不一定是按照比例绘制的。应该理解，这些附图仅描绘了根据本申请公开的一些实施方式，而不应将其视为是对本申请范围的限制。
图1示出本申请的系统架构原理示意图。
图2示出根据本申请实施例的基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法的流程图。
图3示出根据本申请实施例的基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学系统的构成图。
图4示出了本申请一实施例所提供的一种电子设备的结构示意图；
图5示出了本申请一实施例所提供的一种存储介质的示意图。
具体实施方式
下面结合附图和实施例对本申请作进一步的详细说明。可以理解的是，此处所描述的具体实施例仅用于解释相关发明，而非对该发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与有关发明相关的部分。
需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。下面将参考附图并结合实施例来详细说明本申请。
图1示出本申请的系统架构原理示意图。本申请的实施例中，设备包括电动受控塔吊模型、一个摄像头、视频模拟器、虚拟现实VR头盔、塔吊操作模拟器、程控计算机等。
图2示出根据本申请实施例的基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法的流程图。如图2所示，该基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法包括：
步骤101：搭建电动受控塔吊模型，并连接程控计算机，使得所述电动受控塔吊模型根据所述程控计算机的控制指令执行塔吊任务模拟，包括：
在本实施例中，首先搭建电动受控塔吊模型，所述电动受控塔吊模型至少包括塔吊主体模型、主横梁模型、挂钩模型、夹具模型、物料模型及控制器；
然后将所述控制器连接程控计算机，使得所述控制器根据所述程控计算机的控制指令，将物料模型放入夹具模型中，由所述挂钩模型挂起，并移动主横梁模型以模拟现实的塔吊任务。
由于现实塔吊包括多种类型，对于移动型塔吊来说，所述电动受控塔吊模型还可以进一步包括运输车模型，所述运输车模型能够承载所述塔吊主体模型并进行根据所述程控计算机的指令进行相应移动，以模拟现实的塔吊任务。
步骤102：通过摄像头实时采集所述电动受控塔吊模型的视频，并输入视频模拟器。
本实施例通过电动受控塔吊模型来模拟现实塔吊的操作过程。如果学员仅仅观察电动受控塔吊模型的施工过程和结果，会导致现场感受不强，与实际施工差异大等情况，为此，为了模拟真实场景，本申请提出由电动受控塔吊模型模拟现实施工，而通过采集电动受控塔吊模型的施工图像并进一步的进行视频模拟现实施工环境视频场景并呈现给用户，可以使得用户产生身临其境的感觉，从而更加贴近现实的进行塔吊辅助教学。
步骤103：所述视频模拟器根据所述电动受控塔吊模型的视频模拟塔吊驾驶现场视频图像，并发送给用户佩戴的虚拟现实设备，包括：
所述视频模拟器拆分所述电动受控塔吊模型的视频为多帧图像；
通过抠图将每一帧图像中的塔吊主体模型、主横梁模型、挂钩模型、夹具模型、物料模型图像按预设比例替换为现实塔吊相应部分的图像。例如，本步骤中，抠图算法可以包括：在每一帧图像中识别塔吊主体模型、主横梁模型、挂钩模型、夹具模型、物料模型，获取塔吊主体模型、主横梁模型、挂钩模型、夹具模型、物料模型的位置信息，按照常规比例或者预设的比例参数，根据所述位置信息锁定塔吊主体模型、主横梁模型、挂钩模型、夹具模型、物料模型的轮廓，由一绿幕替换所述轮廓外的背景，提取并删除所述轮廓内的塔吊主体模型、主横梁模型、挂钩模型、夹具模型、物料模型图像，将预设的现实塔吊主体、主横梁、挂钩、夹具、物料的图像放置到相应于塔吊主体模型、主横梁模型、挂钩模型、夹具模型、物料模型的位置处，完成替换。
通过抠图将每一帧图像中的背景图像替换为预设现实塔吊施工背景环境图像；所述预设现实塔吊施工背景环境图像包括以下中的一种：白天模式背景图像、黑夜模式背景图像、雨天模式背景图像、雪天模式背景图像、风天模式背景图像。通过多种背景图像的设置，本实施例可以使得视频模拟器产生多种现实施工场景的模拟视频，使得学员可以感受更加真实的操作现场。例如白天、黑夜等不同时段的施工，以及风雨雪不同天气状况下的施工。本发明实施例的背景图像抠图处理是在对图像的背景去除和合成时，采用条纹幕为背景进行图像或视频拍摄；运用数字图像形态学处理方法得到背景区域信息；对前景和背景区域的边缘进行平滑处理；用阿尔法叠加系数对背景进行去除，同时将前景图像与待合成图像进行阿尔法叠加，得到最终合成图像。
将抠图替换后的每一帧图像合成为模拟塔吊驾驶现场视频图像，并发送给用户佩戴的虚拟现实设备。虚拟现实设备优选为VR头盔，在播放视频时，还可以模拟现实施工的音频，播放给学员，以感受更加真实的施工场景。
步骤104：所述用户根据所述模拟的塔吊驾驶现场视频图像，操作和控制塔吊操作模拟器，以将塔吊操作指令发送给所述程控计算机；所述塔吊操作模拟器包括模拟塔吊操作的开关、按键、仪表、指示灯及操纵杆。
在其他实施例中，塔吊操作模拟器可以是模拟现实各种类型型号的塔吊操作室。
例如，塔吊操作模拟器可以是联动控制台，由保护式的左、右控制箱，活动式座椅和脚踏开关组成。右箱装有紧急开关，左箱装有电锁，起动按钮和指示灯，或其它元件。操纵手柄是球形。为避免由于起重机震动和意外碰撞使操纵机构误动作，该手柄带有零位自锁装置。手柄由上下两半球组成，只有提握下半球时，才能使手柄离开零位，操动机构。当手柄离开零位时，即可将下半球松开，继续操作。若经常采用反接制动停车，感到操纵不便时，可将手柄下半球提起再顺时针旋转，让下半球固定在提起位置，使零位自锁装置不起作用。六机构后手柄有下按式的零位自锁装置。机械传动部份装在箱体上部的罩内，该传动机构分为单手柄联动操纵机构、抓斗双手柄操纵机构、主付钩双手柄操纵机构、单手柄操纵机构以及单手柄水平操纵机构。手柄运动都是用直齿齿轮传动凸轮轴的。控制器的凸轮轴均为立式布置，传动部份各支点全部用滚动轴承，以降低功率损耗。
步骤105：所述程控计算机根据所述塔吊操作指令控制所述电动受控塔吊模型，以模拟塔吊驾驶现场施工情况，包括：
所述程控计算机将所述塔吊操作指令发送给所述电动受控塔吊模型的控制器；
所述控制器所述塔吊操作指令，执行以下塔吊任务中的一种或多种：将物料模型放入夹具模型中、由所述挂钩模型挂起、移动主横梁模型以模拟塔吊驾驶现场施工情况；其中，
所述塔吊主体模型、主横梁模型、挂钩模型、夹具模型、物料模型的尺寸和负重强度按照与现实塔吊的各个相应部分以预设比例缩小而材料相同，以模拟现实塔吊施工结果。
例如，学员在根据操作规程进行模拟操作后，可以取下VR头盔，直接观看电动受控塔吊模型的模拟施工结果。教师也可以现场根据模拟施工结果对学员的学习、操作情况进行打分或者纠正。即使出现塔吊模型的倾覆、撞击等情况，由于仅仅是模型，不会导致实际损坏，也可以很容易的将其恢复原状重新使用。可重复使用性高、成本低，教学效果好。
本申请的方案，使得学员不需要在电视或电脑上观看教学视频、不需要到塔吊施工现场进行现场教学，同时VR的视频教学方式使得现场体验感强，不需要占用实际施工塔吊，教学成本低。而且通过塔吊模型的运行结果直接观看到类似实际现场实习的操作效果。
申请实施例提供了一种基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学系统，该系统用于执行上述实施例所述的基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法，如图3所示，该系统包括：
电动受控塔吊模型501，所述电动受控塔吊模型至少包括塔吊主体模型、主横梁模型、挂钩模型、夹具模型、物料模型及控制器；
摄像头502，实时采集所述电动受控塔吊模型的视频，并输入视频模拟器；
视频模拟器503，根据所述电动受控塔吊模型的视频模拟塔吊驾驶现场视频图像，并发送给用户佩戴的虚拟现实设备；
虚拟现实设备504，由用户佩戴，将所述模拟塔吊驾驶现场视频图像播放给所述用户；
塔吊操作模拟器505，包括模拟塔吊操作的开关、按键、仪表、指示灯及操纵杆；所述用户根据所述模拟的塔吊驾驶现场视频图像，操作和控制塔吊操作模拟器，以将塔吊操作指令发送给所述程控计算机；
程控计算机506，根据所述塔吊操作指令控制所述电动受控塔吊模型，以模拟塔吊驾驶现场施工情况。
本申请的上述实施例提供的基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学系统与本申请实施例提供的基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法出于相同的发明构思，具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
本申请实施方式还提供一种与前述实施方式所提供的基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法对应的电子设备，以执行上基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法。本申请实施例不做限定。
请参考图4，其示出了本申请的一些实施方式所提供的一种电子设备的示意图。如图4所示，所述电子设备2包括：处理器200，存储器201，总线202和通信接口203，所述处理器200、通信接口203和存储器201通过总线202连接；所述存储器201中存储有可在所述处理器200上运行的计算机程序，所述处理器200运行所述计算机程序时执行本申请前述任一实施方式所提供的基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法。
其中，存储器201可能包含高速随机存取存储器(RAM：Random Access Memory)，也可能还包括非不稳定的存储器(non-volatile memory)，例如至少一个磁盘存储器。通过至少一个通信接口203(可以是有线或者无线)实现该系统网元与至少一个其他网元之间的通信连接，可以使用互联网、广域网、本地网、城域网等。
总线202可以是ISA总线、PCI总线或EISA总线等。所述总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。其中，存储器201用于存储程序，所述处理器200在接收到执行指令后，执行所述程序，前述本申请实施例任一实施方式揭示的所述基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法可以应用于处理器200中，或者由处理器200实现。
处理器200可能是一种集成电路芯片，具有信号的处理能力。在实现过程中，上述方法的各步骤可以通过处理器200中的硬件的集成逻辑电路或者软件形式的指令完成。上述的处理器200可以是通用处理器，包括中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(DSP)、专用集成电路(ASIC)、现成可编程门阵列(FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。可以实现或者执行本申请实施例中的公开的各方法、步骤及逻辑框图。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等。结合本申请实施例所公开的方法的步骤可以直接体现为硬件译码处理器执行完成，或者用译码处理器中的硬件及软件模块组合执行完成。软件模块可以位于随机存储器，闪存、只读存储器，可编程只读存储器或者电可擦写可编程存储器、寄存器等本领域成熟的存储介质中。该存储介质位于存储器201，处理器200读取存储器201中的信息，结合其硬件完成上述方法的步骤。
本申请实施例提供的电子设备与本申请实施例提供的基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法出于相同的发明构思，具有与其采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
本申请实施方式还提供一种与前述实施方式所提供的基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法对应的计算机可读存储介质，请参考图5，其示出的计算机可读存储介质为光盘30，其上存储有计算机程序(即程序产品)，所述计算机程序在被处理器运行时，会执行前述任意实施方式所提供的基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法。
需要说明的是，所述计算机可读存储介质的例子还可以包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他光学、磁性存储介质，在此不再一一赘述。
本申请的上述实施例提供的计算机可读存储介质与本申请实施例提供的基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法出于相同的发明构思，具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
需要说明的是：
在此提供的算法和显示不与任何特定计算机、虚拟系统或者其它设备有固有相关。各种通用系统也可以与基于在此的示教一起使用。根据上面的描述，构造这类系统所要求的结构是显而易见的。此外，本申请也不针对任何特定编程语言。应当明白，可以利用各种编程语言实现在此描述的本申请的内容，并且上面对特定语言所做的描述是为了披露本申请的最佳实施方式。
在此处所提供的说明书中，说明了大量具体细节。然而，能够理解，本申请的实施例可以在没有这些具体细节的情况下实践。在一些实例中，并未详细示出公知的方法、结构和技术，以便不模糊对本说明书的理解。
类似地，应当理解，为了精简本申请并帮助理解各个发明方面中的一个或多个，在上面对本申请的示例性实施例的描述中，本申请的各个特征有时被一起分组到单个实施例、图、或者对其的描述中。然而，并不应将该公开的方法解释成反映如下意图：即所要求保护的本申请要求比在每个权利要求中所明确记载的特征更多的特征。更确切地说，如下面的权利要求书所反映的那样，发明方面在于少于前面公开的单个实施例的所有特征。因此，遵循具体实施方式的权利要求书由此明确地并入该具体实施方式，其中每个权利要求本身都作为本申请的单独实施例。
本领域那些技术人员可以理解，可以对实施例中的设备中的模块进行自适应性地改变并且把它们设置在与该实施例不同的一个或多个设备中。可以把实施例中的模块或单元或组件组合成一个模块或单元或组件，以及此外可以把它们分成多个子模块或子单元或子组件。除了这样的特征和/或过程或者单元中的至少一些是相互排斥之外，可以采用任何组合对本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的所有特征以及如此公开的任何方法或者设备的所有过程或单元进行组合。除非另外明确陈述，本说明书(包括伴随的权利要求、摘要和附图)中公开的每个特征可以由提供相同、等同或相似目的的替代特征来代替。
此外，本领域的技术人员能够理解，尽管在此所述的一些实施例包括其它实施例中所包括的某些特征而不是其它特征，但是不同实施例的特征的组合意味着处于本申请的范围之内并且形成不同的实施例。例如，在下面的权利要求书中，所要求保护的实施例的任意之一都可以以任意的组合方式来使用。
本申请的各个部件实施例可以以硬件实现，或者以在一个或者多个处理器上运行的软件模块实现，或者以它们的组合实现。本领域的技术人员应当理解，可以在实践中使用微处理器或者数字信号处理器(DSP)来实现根据本申请实施例的虚拟机的创建系统中的一些或者全部部件的一些或者全部功能。本申请还可以实现为用于执行这里所描述的方法的一部分或者全部的设备或者系统程序(例如，计算机程序和计算机程序产品)。这样的实现本申请的程序可以存储在计算机可读介质上，或者可以具有一个或者多个信号的形式。这样的信号可以从因特网网站上下载得到，或者在载体信号上提供，或者以任何其他形式提供。
应该注意的是上述实施例对本申请进行说明而不是对本申请进行限制，并且本领域技术人员在不脱离所附权利要求的范围的情况下可设计出替换实施例。在权利要求中，不应将位于括号之间的任何参考符号构造成对权利要求的限制。单词“包含”不排除存在未列在权利要求中的元件或步骤。位于元件之前的单词“一”或“一个”不排除存在多个这样的元件。本申请可以借助于包括有若干不同元件的硬件以及借助于适当编程的计算机来实现。在列举了若干系统的单元权利要求中，这些系统中的若干个可以是通过同一个硬件项来具体体现。单词第一、第二、以及第三等的使用不表示任何顺序。可将这些单词解释为名称。
以上所述，仅为本申请的具体实施方式，但本申请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申请揭露的技术范围内，可轻易想到其各种变化或替换，这些都应涵盖在本申请的保护范围之内。因此，本申请的保护范围应以所述权利要求的保护范围为准。
Claims (10)
1.一种基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法，其特征在于，包括：
搭建电动受控塔吊模型，并连接程控计算机，使得所述电动受控塔吊模型根据所述程控计算机的控制指令执行塔吊任务模拟；
通过摄像头实时采集所述电动受控塔吊模型的视频，并输入视频模拟器；
所述视频模拟器根据所述电动受控塔吊模型的视频模拟塔吊驾驶现场视频图像，并发送给用户佩戴的虚拟现实设备；
所述用户根据所述模拟的塔吊驾驶现场视频图像，操作和控制塔吊操作模拟器，以将塔吊操作指令发送给所述程控计算机；
所述程控计算机根据所述塔吊操作指令控制所述电动受控塔吊模型，以模拟塔吊驾驶现场施工情况。
2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，
所述搭建电动受控塔吊模型，并连接程控计算机，使得所述电动受控塔吊模型根据所述程控计算机的控制指令执行塔吊任务模拟，包括：
搭建电动受控塔吊模型，所述电动受控塔吊模型至少包括塔吊主体模型、主横梁模型、挂钩模型、夹具模型、物料模型及控制器；
将所述控制器连接程控计算机，使得所述控制器根据所述程控计算机的控制指令，将物料模型放入夹具模型中，由所述挂钩模型挂起，并移动主横梁模型以模拟现实的塔吊任务。
3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，
所述电动受控塔吊模型进一步包括运输车模型，所述运输车模型能够承载所述塔吊主体模型并进行根据所述程控计算机的指令进行相应移动，以模拟现实的塔吊任务。
4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，
所述视频模拟器根据所述电动受控塔吊模型的视频模拟塔吊驾驶现场视频图像，并发送给用户佩戴的虚拟现实设备，包括：
所述视频模拟器拆分所述电动受控塔吊模型的视频为多帧图像；
通过抠图将每一帧图像中的塔吊主体模型、主横梁模型、挂钩模型、夹具模型、物料模型图像按预设比例替换为现实塔吊相应部分的图像；
通过抠图将每一帧图像中的背景图像替换为预设现实塔吊施工背景环境图像；
将抠图替换后的每一帧图像合成为模拟塔吊驾驶现场视频图像，并发送给用户佩戴的虚拟现实设备。
5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，
所述预设现实塔吊施工背景环境图像包括以下中的一种：白天模式背景图像、黑夜模式背景图像、雨天模式背景图像、雪天模式背景图像、风天模式背景图像。
6.如权利要求5所述的方法，其特征在于，
所述塔吊操作模拟器包括模拟塔吊操作的开关、按键、仪表、指示灯及操纵杆。
7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，
所述程控计算机根据所述塔吊操作指令控制所述电动受控塔吊模型，以模拟塔吊驾驶现场施工情况，包括：
所述程控计算机将所述塔吊操作指令发送给所述电动受控塔吊模型的控制器；
所述控制器所述塔吊操作指令，执行以下塔吊任务中的一种或多种：将物料模型放入夹具模型中、由所述挂钩模型挂起、移动主横梁模型以模拟塔吊驾驶现场施工情况；其中，
所述塔吊主体模型、主横梁模型、挂钩模型、夹具模型、物料模型的尺寸和负重强度按照与现实塔吊的各个相应部分以预设比例缩小而材料相同，以模拟现实塔吊施工结果。
8.一种基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学系统，其特征在于，包括：
电动受控塔吊模型，所述电动受控塔吊模型至少包括塔吊主体模型、主横梁模型、挂钩模型、夹具模型、物料模型及控制器；
摄像头，实时采集所述电动受控塔吊模型的视频，并输入视频模拟器；
视频模拟器，根据所述电动受控塔吊模型的视频模拟塔吊驾驶现场视频图像，并发送给用户佩戴的虚拟现实设备；
虚拟现实设备，由用户佩戴，将所述模拟塔吊驾驶现场视频图像播放给所述用户；
塔吊操作模拟器，包括模拟塔吊操作的开关、按键、仪表、指示灯及操纵杆；所述用户根据所述模拟的塔吊驾驶现场视频图像，操作和控制塔吊操作模拟器，以将塔吊操作指令发送给所述程控计算机；
程控计算机，根据所述塔吊操作指令控制所述电动受控塔吊模型，以模拟塔吊驾驶现场施工情况。
9.一种电子设备，包括存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，其特征在于，所述处理器运行所述计算机程序以实现如权利要求1－7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行实现如权利要求1－7中任一项所述的方法。
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| CN202111071088.2A CN113920242B (zh) | 2021-09-13 | 2021-09-13 | 基于驾驶场景虚拟现实的智能塔吊视频辅助教学方法 |
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Cited By (1)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116126150A (zh) * | 2023-04-13 | 2023-05-16 | 北京千种幻影科技有限公司 | 一种基于实景交互的模拟驾驶系统及方法 |
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| CN108399809A (zh) * | 2018-03-26 | 2018-08-14 | 滨州职业学院 | 虚拟教学系统、云平台管理系统和处理终端管理系统 |
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| CN109658519A (zh) * | 2018-12-28 | 2019-04-19 | 吉林大学 | 基于现实路况信息图像处理的车载多模式增强现实系统 |
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2021
- 2021-09-13 CN CN202111071088.2A patent/CN113920242B/zh active Active
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| Publication number | Publication date |
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| CN113920242B (zh) | 2023-06-02 |
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