工業(yè)設(shè)計用仿真系統(tǒng)的制作方法
【專利說明】
[0001]【技術(shù)領(lǐng)域】
本發(fā)明涉及仿真系統(tǒng)領(lǐng)域，尤其是涉及一種工業(yè)設(shè)計用的仿真系統(tǒng)。
[0002]【【背景技術(shù)】】
工業(yè)設(shè)計是針對以工業(yè)手段生產(chǎn)的產(chǎn)品所進行的規(guī)劃與設(shè)計，使之與使用的人之間取得最佳匹配的創(chuàng)造性活動。傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計采用實物完成設(shè)計過程，無法規(guī)避設(shè)計風險，無法及時發(fā)現(xiàn)設(shè)計過程中的缺陷。同時外形造型設(shè)計多采用塑料制作外形模型，需要通過多次評測和修改，費工費時，增加了研發(fā)周期和研發(fā)投入。且傳統(tǒng)的工業(yè)設(shè)計難以解決運動構(gòu)件工作時的運動協(xié)調(diào)關(guān)系和運動范圍設(shè)計，增加了設(shè)計難度。
[0003]【
【發(fā)明內(nèi)容】
】
本發(fā)明旨在解決上述問題，而提供一種能規(guī)避設(shè)計風險、減少模型制作、加快設(shè)計速度的工業(yè)設(shè)計用仿真系統(tǒng)。
[0004]為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明采用的技術(shù)方案是提供一種工業(yè)設(shè)計用仿真系統(tǒng)，包括硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)，所述的軟件系統(tǒng)包括虛擬現(xiàn)實編輯器和將三維文件轉(zhuǎn)換為可在互聯(lián)網(wǎng)IE中瀏覽的VRP-1E，所述的硬件設(shè)備包括立體顯示系統(tǒng)和交互裝置，交互裝置由數(shù)據(jù)傳感手套、圖形處理系統(tǒng)和音響系統(tǒng)組成，所述的數(shù)據(jù)傳感手套是基于CCD傳感器的數(shù)據(jù)傳感手套，由機械選光部件、光纖和CCD攝像頭構(gòu)成，所述的機械選光部件固定在手的各個關(guān)節(jié)處，利用機械選光部件完成對手指關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)角的識別和測量，通過獲取手部動作信息并通過光纖傳遞至CCD攝像頭前，由CCD攝像頭直接采集和讀取數(shù)字圖像信息，交給軟件系統(tǒng)進行處理。
[0005]機械選光部件的主體是兩個直徑相同的同軸的轉(zhuǎn)輪，并分別有兩個短臂，可固定在關(guān)節(jié)兩側(cè)，其中一個轉(zhuǎn)輪的內(nèi)側(cè)放置一個發(fā)光LED，另一轉(zhuǎn)輪的對應(yīng)部分有弧形排列的多個通光孔，每個通光孔與一束光纖的一端I禹合。
[0006]所有關(guān)節(jié)處的各條光纖束集中起來，光纖束的另一端在攝像頭前有規(guī)律的排列，分別對應(yīng)攝像頭視野的不同區(qū)域，實現(xiàn)光纖束與攝像頭的耦合。
[0007]立體顯示系統(tǒng)由專業(yè)工程投影機、立體投影屏幕、投影支架、偏振鏡片和立體眼鏡組成。
[0008]立體投影屏幕為立體融合高增益金屬幕，增益3.0，規(guī)格為4.5米X2.4米，偏振特性高于95%。
[0009]投影支架有1.5毫米厚的鋼板雙層固定,具有4自由度微調(diào)能力。
[0010]偏振鏡片為聚乙烯醇膜，膠合在二片平板光學玻璃之間，偏振率>98.8%，透光率<48% ο
[0011]本發(fā)明的貢獻在于，提供了一種能規(guī)避設(shè)計風險、減少模型制作、加快設(shè)計速度的工業(yè)設(shè)計用仿真系統(tǒng)，該系統(tǒng)可以通過數(shù)據(jù)手套等設(shè)備來操縱虛擬場景中的對象，數(shù)據(jù)手套中裝有許多光纖傳感器，能夠感知手指關(guān)節(jié)的彎曲狀態(tài)，觀察者通過手指的活動來實現(xiàn)與虛擬場景交互作用數(shù)據(jù)手套是一種多模式的虛擬現(xiàn)實硬件，通過軟件編程，可進行虛擬場景中物體的抓取，移動，旋轉(zhuǎn)等動作，也可以利用它的多模式性，用作一種控制場景漫游的工具。也可以實現(xiàn)產(chǎn)品的立體展示，以其簡單易懂和靈活性變革了沉浸式交互體驗，系統(tǒng)能夠?qū)⑽矬w智能化的漂浮在用戶眼前，推動數(shù)字體驗更接近現(xiàn)實。還可以用于新產(chǎn)品的評估審核，超大屏幕現(xiàn)實系統(tǒng)可供多人同時參與，對新產(chǎn)品報告及設(shè)計方案進行詳細論證，避免設(shè)計差錯，提升設(shè)計水平。虛擬設(shè)計還可以幫助設(shè)計師在計算機上方便的修改，展示不同的設(shè)計方案，大大節(jié)約設(shè)計研發(fā)的成本，加快研發(fā)速度。還可以通過交互裝置實現(xiàn)虛擬場景與用戶之間的交互功能，可以使用戶深入到產(chǎn)品內(nèi)部仔細觀察其構(gòu)造。在虛擬環(huán)境下，操作人員使用交互裝置像在真實環(huán)境中一樣對產(chǎn)品的零部件進行各類裝配操作，模擬產(chǎn)品的裝配過程，并幫助生成審評報告，視頻錄像。同時系統(tǒng)帶有互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布功能，實現(xiàn)虛擬內(nèi)容與HTML的完美整合。
[0012]【【具體實施方式】】
下列實施例是對發(fā)明的進一步解釋和補充，對本發(fā)明不構(gòu)成任何限制。
[0013]實施例1
本實施例采用的技術(shù)方案是一種工業(yè)設(shè)計用仿真系統(tǒng)，包括硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)，所述的軟件系統(tǒng)包括虛擬現(xiàn)實編輯器和將三維文件轉(zhuǎn)換為可在互聯(lián)網(wǎng)IE中瀏覽的VRP-1E，所述的硬件設(shè)備包括立體顯示系統(tǒng)和交互裝置，所述的交互裝置由數(shù)據(jù)傳感手套、圖形處理系統(tǒng)和音響系統(tǒng)組成，所述的數(shù)據(jù)傳感手套是基于CCD傳感器的數(shù)據(jù)傳感手套，由機械選光部件、光纖和CCD攝像頭構(gòu)成，所述的機械選光部件固定在手的各個關(guān)節(jié)處，利用機械選光部件完成對手指關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)角的識別和測量，通過獲取手部動作信息并通過光纖傳遞至CCD攝像頭前，由CCD攝像頭直接采集和讀取數(shù)字圖像信息，交給軟件系統(tǒng)進行處理。機械選光部件的主體是兩個直徑相同的同軸的轉(zhuǎn)輪，并分別有兩個短臂，可固定在關(guān)節(jié)兩側(cè)，其中一個轉(zhuǎn)輪的內(nèi)側(cè)放置一個發(fā)光LED，另一轉(zhuǎn)輪的對應(yīng)部分有弧形排列的多個通光孔，每個通光孔與一束光纖的一端耦合。所有關(guān)節(jié)處的各條光纖束集中起來，光纖束的另一端在攝像頭前有規(guī)律的排列，分別對應(yīng)攝像頭視野的不同區(qū)域，實現(xiàn)光纖束與攝像頭的耦合。本實施例中，戴上數(shù)據(jù)傳感手套并彎曲時，會帶動機械選光部件上的兩個轉(zhuǎn)輪轉(zhuǎn)動，使LED發(fā)出的光進入不同的通光孔，再經(jīng)過通光孔處的光纖傳至CXD攝像頭。CXD攝像頭獲取到信息序列之后標定和識別手指關(guān)節(jié)的彎曲角度、并將其視頻傳入到處理系統(tǒng)，處理系統(tǒng)對圖像數(shù)據(jù)進行計算和處理從而獲取手部的動作信息。所述的立體顯示系統(tǒng)由專業(yè)工程投影機、立體投影屏幕、投影支架、偏振鏡片和立體眼鏡組成。立體投影屏幕為立體融合高增益金屬幕，增益3.0,規(guī)格為4.5米X 2.4米，偏振特性高于95%。投影支架有1.5毫米厚的鋼板雙層固定，具有4自由度微調(diào)能力。偏振鏡片為聚乙烯醇膜，膠合在二片平板光學玻璃之間，偏振率>98.8%，透光率〈48%。本實施例可以把產(chǎn)品的設(shè)計方案轉(zhuǎn)化成一個可交互的三維環(huán)境，不僅使體現(xiàn)能夠感到景物或模型十分逼真地存在，而且能對體現(xiàn)的運動和操作做出實時準確的響應(yīng)。本實施例的仿真系統(tǒng)使得產(chǎn)品工業(yè)設(shè)計進入評審階段后，無需進行傳統(tǒng)的手板制作、樣機制作，便能直觀地形成虛擬實體，更能方便地修改設(shè)計缺陷。它能有效地提高產(chǎn)品設(shè)計建模的質(zhì)量與速度，有助于降低產(chǎn)品開發(fā)成本，縮短產(chǎn)品開發(fā)周期。
[0014]盡管通過以上實施例對本發(fā)明進行了揭示，但本發(fā)明的保護范圍并不局限于此，在不偏離本發(fā)明構(gòu)思的條件下，對以上各構(gòu)件所做的變形、替換等均將落入本發(fā)明的權(quán)利要求范圍內(nèi)。
【主權(quán)項】
1.一種工業(yè)設(shè)計用仿真系統(tǒng)，包括硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng)，所述的軟件系統(tǒng)包括虛擬現(xiàn)實編輯器和將三維文件轉(zhuǎn)換為可在互聯(lián)網(wǎng)IE中瀏覽的VRP-1E，所述的硬件設(shè)備包括處理系統(tǒng)、立體顯示系統(tǒng)和交互裝置，其特征在于:所述的交互裝置由數(shù)據(jù)傳感手套、圖形處理系統(tǒng)和音響系統(tǒng)組成，所述的數(shù)據(jù)傳感手套是基于CCD傳感器的數(shù)據(jù)傳感手套，由機械選光部件、光纖和CCD攝像頭構(gòu)成，所述的機械選光部件固定在手的各個關(guān)節(jié)處，利用機械選光部件完成對手指關(guān)節(jié)的轉(zhuǎn)角的識別和測量，通過獲取手部動作信息并通過光纖傳遞至CCD攝像頭前，由CCD攝像頭直接采集和讀取數(shù)字圖像信息，交給軟件系統(tǒng)進行處理。2.如權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)設(shè)計用仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述的機械選光部件的主體是兩個直徑相同的同軸的轉(zhuǎn)輪，并分別有兩個短臂，可固定在關(guān)節(jié)兩側(cè)，其中一個轉(zhuǎn)輪的內(nèi)側(cè)放置一個發(fā)光LED，另一轉(zhuǎn)輪的對應(yīng)部分有弧形排列的多個通光孔，每個通光孔與一束光纖的一端I禹合。3.如權(quán)利要求2所述的一種工業(yè)設(shè)計用仿真系統(tǒng)，其特征在于:所有關(guān)節(jié)處的各條光纖束集中起來，光纖束的另一端在攝像頭前有規(guī)律的排列，分別對應(yīng)攝像頭視野的不同區(qū)域，實現(xiàn)光纖束與攝像頭的耦合。4.如權(quán)利要求1所述的一種工業(yè)設(shè)計用仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述的立體顯示系統(tǒng)由專業(yè)工程投影機、立體投影屏幕、投影支架、偏振鏡片和立體眼鏡組成。5.如權(quán)利要求4所述的一種工業(yè)設(shè)計用仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述的立體投影屏幕為立體融合高增益金屬幕，增益3.0,規(guī)格為4.5米X 2.4米，偏振特性高于95%。6.如權(quán)利要求4所述的一種工業(yè)設(shè)計用仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述的投影支架有1.5毫米厚的鋼板雙層固定，具有4自由度微調(diào)能力。7.如權(quán)利要求4所述的一種工業(yè)設(shè)計用仿真系統(tǒng)，其特征在于:所述的偏振鏡片為聚乙烯醇膜，膠合在二片平板光學玻璃之間，偏振率>98.8%，透光率〈48%。
【專利摘要】本發(fā)明涉及一種工業(yè)設(shè)計用的仿真系統(tǒng)。包括硬件設(shè)備和軟件系統(tǒng),所述的軟件系統(tǒng)包括虛擬現(xiàn)實編輯器和將三維文件轉(zhuǎn)換為可在互聯(lián)網(wǎng)IE中瀏覽的VRP-IE，所述的硬件設(shè)備包括處理系統(tǒng)、立體顯示系統(tǒng)和交互裝置。本發(fā)明的貢獻在于可以幫助實現(xiàn)產(chǎn)品的設(shè)計和發(fā)布、實現(xiàn)設(shè)計的評估和審核。幫助設(shè)計師及時方便的對設(shè)計方案修改，節(jié)約研發(fā)成本和加快研發(fā)速度。實現(xiàn)虛擬場景與用戶之間的交互，深入到產(chǎn)品內(nèi)部去仔細觀察其構(gòu)造，同時也可以實現(xiàn)產(chǎn)品的虛擬裝配、產(chǎn)品的互聯(lián)網(wǎng)發(fā)布等功能，最大程度減少企業(yè)在工業(yè)設(shè)計過程中的資源浪費和研發(fā)周期。
【IPC分類】G06F9/455, G09B25/02
【公開號】CN105022657
【申請?zhí)枴緾N201410176557
【發(fā)明人】廖志文
【申請人】佛山六維空間設(shè)計咨詢有限公司
【公開日】2015年11月4日
【申請日】2014年4月29日