CN115007884A - 一种艺术设计体验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种艺术设计体验系统，包括数据采集模块，使用若干个小球灌注到蚁穴中，待小球平稳后，每一个小球的处理器分别将精密位置检测器得到的位置写入电子标签中；数据汇总模块使用阅读器对每一个小球中的电子标签所存储的位置进行识别，之后将识别到的位置导出；数据转化模块将全部识别到的位置转化为三维点云数据，并将三维点云数据导入直角坐标系中；模型重建模块将直角坐标系中的三维点云数据进行平滑处理得到三维模型，并将三维模型导出到3D打印机中，打印得到蚁穴模型。本发明使用颗粒状的小球代替液态铝，使得进入蚁穴的时候，不会对蚁穴和土壤进行损伤，同时对温度没有要求，能够在制作蚁穴模型的时候，有效的对环境进行保护。

Description

一种艺术设计体验系统

技术领域

本发明涉及艺术体验系统领域，特别涉及一种艺术设计体验系统。

背景技术

艺术设计来源于生活，很多的艺术品的设计灵感就取自于生活中的方方面面。在制作蚁穴模型的艺术品的时候，人们将融化的铝浇灌至蚁穴中，待铝冷却成型之后，将其连土取出，再使用水枪对其表面进行冲洗，得到铝制的蚁穴模型。这样的制作方式需要使用高温的液态铝，在制作的时候，由于高温的作用，不但会对蚁穴造成损害，使得蚁穴中的大量蚁无法生存，制作者在制作的时候，需要较高的工作效率，否则液态铝会在浇灌的时候凝固，从而导致蚁穴模型的制作失败，另外，在制作蚁穴模型的时候，由于将液态铝直接导入土壤中，会使得土壤的有机程度大幅度减弱，对环境造成不可逆的影响。

发明内容

本发明的目的是克服上述现有技术中存在的问题，提供一种艺术设计体验系统，使用颗粒状的小球代替液态铝，使得进入蚁穴的时候，不会对蚁穴和土壤进行损伤，同时对温度没有要求，能够在制作蚁穴模型的时候，有效的对环境进行保护。

为此，本发明提供一种艺术设计体验系统，包括：

数据采集模块，使用若干个小球灌注到蚁穴中，每一个小球中均设置有电源、处理器、电子标签以及精密位置检测器，待小球平稳后，每一个小球的处理器分别将精密位置检测器得到的位置写入电子标签中；

数据汇总模块，使用阅读器对每一个小球中的电子标签所存储的位置进行识别，之后将识别到的位置导出；

数据收集模块，在数据汇总模块之后将小球全部回收；

数据转化模块，将全部识别到的位置转化为三维点云数据，并将三维点云数据导入直角坐标系中；

模型重建模块，将直角坐标系中的三维点云数据进行平滑处理得到三维模型，并将三维模型导出到3D打印机中，打印得到蚁穴模型。

进一步，所述精密位置检测器包括：

数据传递器，其数量有若干个，均匀的布置在所述小球的外表面，通过接触的方式进行数据的双向传递；

方向传感器，设置在所述小球的球心处，指向设定位置的所述数据传递器，用于检测小球平稳后所指向的数据传递器的方向；

所述处理器，用于根据所述方向传感器所指向的数据传递器的方向，得到其他数据传递器的方向，并结合自身的位置将各个数据传递器所在方向所对应的位置通过对应的所述数据传递器传输；还用于接收数据传递器接收的位置，并将该位置作为所述精密位置检测器检测到的位置，同时将接收的位置写入所述电子标签；

所述电源用于给所述数据传递器、方向传感器以及处理器供电。

更进一步，所述处理器实时的检测所述方向传感器所检测到的方向；

当所述方向传感器所检测到的方向在设定时间内产生变动，所述处理器将所述电子标签中的数据进行擦除；

当所述方向传感器所检测到的方向在设定时间内不产生变动，所述处理器将接收的位置写入所述电子标签中。

更进一步，所述位置使用三维坐标的方式进行表示，每一个所述小球的表面具有六个所述数据传递器，相邻的两个所述数据传递器的边缘绝缘接触，所述方向传感器指向其中一个所述数据传递器的中心。

进一步，所述数据收集模块将小球全部回收的时候，使用吸风机对小球进行吸回。

更进一步，所述小球中含有铁质材质，所述吸风机的吸风口处环绕设置有磁铁，所述吸风机的风力可调。

进一步，所述阅读器的识别范围可调。

更进一步，所述阅读器的识别范围根据灌入小球的数量进行调节。

本发明提供的一种艺术设计体验系统，具有如下有益效果：

本发明使用颗粒状的小球代替液态铝，使得进入蚁穴的时候，不会对蚁穴和土壤进行损伤，同时对温度没有要求，能够在制作蚁穴模型的时候，有效的对环境进行保护；

本发明通过邻近小球之间的位置关系，完成相邻小球的定位，并且通过给蚁穴洞口的小球赋予位置坐标，结合各个相邻小球之间的位置传递，得到各个小球的位置坐标，在回收小球之后，通过各个小球记录的位置坐标，还原蚁穴的模型结构，并通过3D打印的方式得到蚁穴模型，从而使得蚁穴模型具有可复制性；

本发明在回收小球的时候，通过磁力的吸附力和风向的助力，使得小球可以轻松的全部回收，从而保证后续在统计位置坐标的时候，不会由于遗漏坐标导致蚁穴模型的部分缺失。

附图说明

图1为本发明的整体系统连接示意图；

图2为本发明的精密位置检测器的数据传递示意图；

图3为本发明中小球的纵向结构示意图。

具体实施方式

下面结合附图，对本发明的一个具体实施方式进行详细描述，但应当理解本发明的保护范围并不受具体实施方式的限制。

在本申请文件中，未经明确的部件型号以及结构，均为本领域技术人员所公知的现有技术，本领域技术人员均可根据实际情况的需要进行设定，在本申请文件的实施例中不做具体的限定。

具体的，如图1-3所示，本发明实施例提供了一种艺术设计体验系统，包括：数据采集模块、数据汇总模块、数据收集模块、数据转化模块以及模型重建模块。下面是各个模块的详细功能介绍。

数据采集模块，使用若干个小球灌注到蚁穴中，每一个小球中均设置有电源、处理器、电子标签以及精密位置检测器，待小球平稳后，每一个小球的处理器分别将精密位置检测器得到的位置写入电子标签中；每一个小球的大小尺寸完全一致，在进行使用的时候，将若干个小球全部浇灌到蚁穴中，就会形成小球充斥在蚁穴中的形式，此时，由于小球的位置确定，即是小球平稳之后，就可以得到各个小球所在的位置，通过这些位置为后续的导出模型做出基础。

数据汇总模块，使用阅读器对每一个小球中的电子标签所存储的位置进行识别，之后将识别到的位置导出；该模块使用阅读器识别电子标签，这样就可以将电子标签中所存储的信息全部导出，从而在该状态下就完成对于蚁穴内部的形状数据的汇总，所得到的数据全面。

数据收集模块，在数据汇总模块之后将小球全部回收；该模块是为了实现对于数据处理之后的材料收集，将小球全部从蚁穴中回收，可以确保后续蚁对蚁穴的使用不受影响，也不会对自然环境造成影响。

数据转化模块，将全部识别到的位置转化为三维点云数据，并将三维点云数据导入直角坐标系中；该模块是将已经收集到的位置信息进行转化处理，所得到的数据转化为三维点云数据之后，将点云数据导入直角坐标系中，为下一步得到三维模型进行铺垫。

模型重建模块，将直角坐标系中的三维点云数据进行平滑处理得到三维模型，并将三维模型导出到3D打印机中，打印得到蚁穴模型。该模块是将上述的点云数据经过平滑处理，去除一些杂质点云，从而得到虚拟的三维模型，在使用3D打印机对该三维模型进行打印，得到的蚁穴模型就会与蚁穴的实际是一致的，同时，使用的材料根据用户需要的材料进行设定，用户可选择的面也更多。本发明使用平滑处理可以使得本发明所得到的三维模型更加的光滑，具有实际的观赏性。

在本发明中，为了使得对土壤减小危害，本发明使用颗粒状的小球代替液态铝灌入蚁穴中，这样不会产生高温，也不会产生金属危害，防止土壤由于制作该艺术品而变得硬化。在本发明中，使用的小球的直径尽量的小，最好在1.00厘米之内，同时，通过上述的操作，还可以得到蚁穴模型的三维模型，使用3D打印机还可以在打印的时候，根据需求打印蚁穴模型，满足不同材料产生不同效果的需求。

在本发明中，小球在定位的时候使用精密位置检测器，所述精密位置检测器包括：数据传递器以及方向传感器。其功能如下。

数据传递器，其数量有若干个，均匀的布置在所述小球的外表面，通过接触的方式进行数据的双向传递；本发明中，两个数据传递器在接触的时候可以完成数据的传递，在本发明中，数据传递器为了实现上述的功能，包括身份识别器、触碰传感器以及信号传递通道，一般的，使用的是短距离无线传输的方式，触碰传感器是检测是否去其他的数据传递器进行接触，身份识别器是知道将数据传递的方向，由此，通过数据传输的方式，将各个小球的位置进行传输。

方向传感器，设置在所述小球的球心处，指向设定位置的所述数据传递器，用于检测小球平稳后所指向的数据传递器的方向；方向传感器是为了给传递的方向进行定位的，确定设定的方向之后，就知道各个数据传递器的位置所代表的方向，从而根据各个数据传递器所代表的方向，对位置进行传递。

所述处理器，用于根据所述方向传感器所指向的数据传递器的方向，得到其他数据传递器的方向，并结合自身的位置将各个数据传递器所在方向所对应的位置通过对应的所述数据传递器传输；还用于接收数据传递器接收的位置，并将该位置作为所述精密位置检测器检测到的位置，同时将接收的位置写入所述电子标签；上述过程是数据的传递过程，根据接收到的位置，得到各个数据传递器所相邻的小球的位置，并对应方向传递，该扩散方式是通过水滴涟漪的方式进行扩散的。

所述电源用于给所述数据传递器、方向传感器以及处理器供电。电源可以使用无线充电的电源，内置在小球内部。

上述的技术方案需要使用者将其中一个小球的位置进行初始的设定，在根据初始设定位置，通过水滴形式进行扩散，从而使得蚁穴中的内每一个小球进行位置的得到。在对其中一个小球的位置进行初始的设定，使用者可以哪一个已经写入位置的小球，与蚁穴口出最外侧的小球接触，就会给接触到的小球设置一个初始的位置，从而后续会将位置遍历到整个蚁穴中所有的小球。

同时，为了使得小球中所存储的位置减少杂质，整体的数据更加的准确，所述处理器实时的检测所述方向传感器所检测到的方向；对于检测的过程，数据从动静态的角度来讲有以下两种方式。

动态(表示小球未就位，未稳定)：当所述方向传感器所检测到的方向在设定时间内产生变动，所述处理器将所述电子标签中的数据进行擦除；

静态(表示小球已经完成充斥蚁穴，达到稳定的状态)：当所述方向传感器所检测到的方向在设定时间内不产生变动，所述处理器将接收的位置写入所述电子标签中。

同时，所述位置使用三维坐标的方式进行表示，每一个所述小球的表面具有六个所述数据传递器，相邻的两个所述数据传递器的边缘绝缘接触，所述方向传感器指向其中一个所述数据传递器的中心。

使用三维坐标的方式表示小球的位置，同时，使用六个所述数据传递器表示六面的小球，例如中心的小球的坐标为(0,0,0)，那么对应的上、下、左、右、前、后的小球的三维坐标分别为(0,0,X)、(0,0,-X)、(0,X,0)、(0,-X,0)、(X,0,0)、(-X,0,0)，其中为X小球的直径。

在本发明中，所述数据收集模块将小球全部回收的时候，使用吸风机对小球进行吸回。这样就可以对小球进行完全的回收，吸气风力的作用下，将位于蚁穴内的小球吸回。同时，所述小球中含有铁质材质，所述吸风机的吸风口处环绕设置有磁铁，所述吸风机的风力可调。本发明通过磁力的吸附力和风向的助力，使得小球可以轻松的全部回收，从而保证后续在统计位置坐标的时候，不会由于遗漏坐标导致蚁穴模型的部分缺失。

在本发明中，为了实现阅读器在阅读的时候可以将位于蚁穴中的小球的信息完全提取，本发明使得所述阅读器的识别范围可调，从而适用于不同深度的蚁穴。同时，所述阅读器的识别范围根据灌入小球的数量进行调节。当小球使用的数量越多的时候，阅读器的识别范围越大，两者成正比关系。

以上公开的仅为本发明的几个具体实施例，但是，本发明实施例并非局限于此，任何本领域的技术人员能思之的变化都应落入本发明的保护范围。

Claims (8)

1.一种艺术设计体验系统，其特征在于，包括：

数据采集模块，使用若干个小球灌注到蚁穴中，每一个小球中均设置有电源、处理器、电子标签以及精密位置检测器，待小球平稳后，每一个小球的处理器分别将精密位置检测器得到的位置写入电子标签中；

数据汇总模块，使用阅读器对每一个小球中的电子标签所存储的位置进行识别，之后将识别到的位置导出；

数据收集模块，在数据汇总模块之后将小球全部回收；

数据转化模块，将全部识别到的位置转化为三维点云数据，并将三维点云数据导入直角坐标系中；

模型重建模块，将直角坐标系中的三维点云数据进行平滑处理得到三维模型，并将三维模型导出到3D打印机中，打印得到蚁穴模型。

2.如权利要求1所述的一种艺术设计体验系统，其特征在于，所述精密位置检测器包括：

数据传递器，其数量有若干个，均匀的布置在所述小球的外表面，通过接触的方式进行数据的双向传递；

方向传感器，设置在所述小球的球心处，指向设定位置的所述数据传递器，用于检测小球平稳后所指向的数据传递器的方向；

所述处理器，用于根据所述方向传感器所指向的数据传递器的方向，得到其他数据传递器的方向，并结合自身的位置将各个数据传递器所在方向所对应的位置通过对应的所述数据传递器传输；还用于接收数据传递器接收的位置，并将该位置作为所述精密位置检测器检测到的位置，同时将接收的位置写入所述电子标签；

所述电源用于给所述数据传递器、方向传感器以及处理器供电。

3.如权利要求2所述的一种艺术设计体验系统，其特征在于，所述处理器实时的检测所述方向传感器所检测到的方向；

当所述方向传感器所检测到的方向在设定时间内产生变动，所述处理器将所述电子标签中的数据进行擦除；

当所述方向传感器所检测到的方向在设定时间内不产生变动，所述处理器将接收的位置写入所述电子标签中。

4.如权利要求2所述的一种艺术设计体验系统，其特征在于，所述位置使用三维坐标的方式进行表示，每一个所述小球的表面具有六个所述数据传递器，相邻的两个所述数据传递器的边缘绝缘接触，所述方向传感器指向其中一个所述数据传递器的中心。

5.如权利要求1所述的一种艺术设计体验系统，其特征在于，所述数据收集模块将小球全部回收的时候，使用吸风机对小球进行吸回。

6.如权利要求5所述的一种艺术设计体验系统，其特征在于，所述小球中含有铁质材质，所述吸风机的吸风口处环绕设置有磁铁，所述吸风机的风力可调。

7.如权利要求1所述的一种艺术设计体验系统，其特征在于，所述阅读器的识别范围可调。

8.如权利要求7所述的一种艺术设计体验系统，其特征在于，所述阅读器的识别范围根据灌入小球的数量进行调节。

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