一种基于VR操作的锂离子电池涂布设备的构建方法与流程

本发明涉及一种基于vr操作的锂离子电池涂布设备的构建方法。

背景技术：

虚拟现实，简称为vr，是使用计算机模拟出一个三维的虚拟空间，为使用者提供包括视觉、触觉、听觉等感官感受进行实际模拟，同时可以快速、不受限制地对事物进行观察。使用者在进行移动位置时，计算机将会及时展开复杂运算，精确地将虚拟三维世界的视频传输给使用者，从而产生亲身临场的感觉。是一种经过计算机技术加以辅助而产生的高技术性的模拟系统。虚拟现实技术的发展大致上可分为四个发展时期。1963年以前式虚拟现实技术发展的萌芽期，1963年至1972年的十年间将带有声音的形动态进行模拟过程中便包含有虚拟现实思想。1973年至1989年，该时期虚拟现实的概念以及理论开始产生。1990年至今虚拟现实技术得到不断的发展与完善并应用于实际中。2012年google首次发布了googleglass，将虚拟现实技术、头戴式显示器、增强现实展现到普通民众的视野中，这对原有的图像显示设备进行完全的颠覆。2013年，头戴式显示器得到了广泛的关注，随后世界众多公司均加入到虚拟现实头盔的竞争中。vr技术在医学、娱乐、教育、航空航天等领域具有广阔的应用前景。2016年被业界成为vr元年，内容的匮乏是该行业目前痛点，即都认为vr能改变世界，但是不知道vr怎样改变世界，因此内容的开发商也是百花齐放，各行业各都有探索，其中尤以娱乐行业为开发热点。但是vr的“浸入感”对教育来讲，可以从根本上改变传统的“老师教，学生学”的教学模式，被认为是极有可能产生颠覆性的领域。

特别是在锂离子电池制备领域，对于新设备使用或者新员工培训，采用实际的设备进行训练不仅会造成废品率增加、效率底下、成本高等缺陷，而采用vr进行训练，可以有效提高训练效果。

目前尚未有基于锂离子电池制备所涉及到的大型设备，构建的基于vr的设备操作方法。

技术实现要素：

本发明提供一种基于vr操作的锂离子电池涂布设备的构建方法，可有效解决上述问题。

一种基于vr操作的锂离子电池涂布设备的构建方法，包括以下步骤：

(1)创建三维模型：根据所述锂离子电池涂布设备的设计图纸在三维模型制作软件中进行三维模型制作或利用激光测绘装置直接对设备进行扫描生成三维模型，然后根据所述锂离子电池涂布设备各组件的用料和颜色在所述三维模型中的相应部位设置对应的真实材质形成三维模型文件；

(2)提取操作节点：采用全景相机，对所述锂离子电池涂布设备的操作过程进行录像，并从所述录像中提取操作过程中按照时间轴排布的各个动作；

(3)构建虚拟现实场景：将所述三维模型文件放入实时渲染引擎中，同时从所述录像中提取相应的环境参数加入相应的三维环境模型中，并在所述三维环境模型中加入虚拟现实的观察组件；

(4)实现锂离子电池涂布设备的虚拟现实操作：根据所述锂离子电池涂布设备按照时间轴排布的各个动作为设备模型中的开关、活动机构、显示面板以及控制组件添加相对应的控制程序，使其能够与用户的手柄或动作捕捉操作交互。

作为进一步改进的，所述采用全景相机，对所述锂离子电池涂布设备的操作过程进行录像的步骤包括：

(21)在所述锂离子电池涂布设备中的各个执行机构对应布设不同的全景相机；

(22)同时开启所述锂离子电池涂布设备以及所述全景相机；以及

(23)对所述锂离子电池涂布设备中的各个执行机构的完整工作流程进行全景录制。

作为进一步改进的，所述从录像中提取操作过程中按照时间轴排布的各个动作的步骤包括：

从各个录像中提取各个执行机构按照时间轴排布的各个动作。

作为进一步改进的，根据所述锂离子电池涂布设备按照时间轴排布的各个动作为设备模型中的开关、活动机构、显示面板以及控制组件添加相对应的控制程序的步骤包括：

根据所述锂离子电池涂布设备中各个执行机构按照时间轴排布的各个动作为设备模型中的开关、活动机构、显示面板以及控制组件添加相对应的控制程序。

作为进一步改进的，所述根据所述锂离子电池涂布设备各组件的用料和颜色在所述三维模型中的相应部位设置对应的真实材质形成三维模型文件的步骤包括：根据所述锂离子电池涂布设备的工作原理将所述三维模型的组件进行拆分，然后所述根据所述锂离子电池涂布设备各组件的实际用料和颜色在所述三维模型中的相应部位设置对应的真实材质形成三维模型文件。

本发明提供的所述基于vr操作的锂离子电池涂布设备的构建方法，具有以下优点：

1、本构建方法可以对常用的锂离子电池涂布设备进行虚拟现实的构建，且基于上述方法所构建了锂离子电池涂布设备的vr程序，操作人员带上htcvive头盔，拿手柄，即可对设备进行相关操作，其场景与实际操作设备的场景基本一致，可以方便的用于对锂离子电池涂布设备的操作程序进行教学，使操作人员快速掌握锂离子电池涂布设备的操作程序。

2、本构建方法通过各个机构中在时间轴方向上的动作顺序，构建锂离子电池涂布设备的操作方法，该方法简单易行，易于商业化应用等特点。

附图说明

图1是本发明实施例提供的基于vr操作的锂离子电池涂布设备的构建方法的流程图。

具体实施方式

下面结合附图和实施例对本发明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本发明，而非对本发明的限定。另外还需要说明的是，为了便于描述，附图中仅示出了与本发明相关的部分而非全部结构。

请参照图1，本发明实施例提供一种基于vr操作的锂离子电池涂布设备的构建方法，包括以下步骤：

(1)创建三维模型：根据所述锂离子电池涂布设备的设计图纸在三维模型制作软件中进行三维模型制作或利用激光测绘装置直接对设备进行扫描生成三维模型，然后根据所述锂离子电池涂布设备各组件的用料和颜色在所述三维模型中的相应部位设置对应的真实材质形成三维模型文件；

(2)提取操作节点：采用全景相机，对所述锂离子电池涂布设备的操作过程进行录像，并从所述录像中提取操作过程中按照时间轴排布的各个动作；

(3)构建虚拟现实场景：将所述三维模型文件放入实时渲染引擎中，同时从所述录像中提取相应的环境参数加入相应的三维环境模型中，并在所述三维环境模型中加入虚拟现实的观察组件；

(4)实现锂离子电池涂布设备的虚拟现实操作：根据所述锂离子电池涂布设备按照时间轴排布的各个动作为设备模型中的开关、活动机构、显示面板以及控制组件添加相对应的控制程序，使其能够与用户的手柄或动作捕捉操作交互。

作为进一步改进的，在步骤(1)中，所述利用三维扫描装置直接对设备进行扫描生成三维模型的步骤包括：通过三维激光扫描仪对所述锂离子电池涂布设备的各个表面进行扫描，获得各个表面的三维点云数据；以及对所述三维点云数据进行处理从而生成所述三维模型。所述根据所述锂离子电池涂布设备各组件的用料和颜色在所述三维模型中的相应部位设置对应的真实材质形成三维模型文件的步骤包括：通过光学相机根据所述三维点云数据对所述锂离子电池涂布设备的各个表面分别进行拍照，获取不同的光学照片；将所述光学照片分别进行合成，使得对应的点云数据的坐标点同时具有距离信息和色彩信息。

本实施例中，通过三维激光扫描仪对所述锂离子电池涂布设备中各个构件，例如：放卷机构、涂布机构、烘干机构和收卷机构，的各个表面进行扫描，获得各个表面的三维点云数据；以及对所述三维点云数据进行处理从而生成所述三维模型，进一步的，通过光学相机根据所述三维点云数据对所述涂布机构的各个表面分别进行拍照，获取不同的光学照片；将所述光学照片分别进行合成，使得对应的点云数据的坐标点同时具有距离信息和色彩信息。

可以理解，通过三维激光扫描仪以及光学相机的配合可以获取更为真实的三维模型。

当根据所述热重分析仪的设计图纸在三维模型制作软件中制作三维模型时，可以根据所述锂离子电池涂布设备的工作原理将所述三维模型的组件进行拆分，然后所述根据锂离子电池涂布设备各组件的实际用料和颜色在所述三维模型中的相应部位设置对应的真实材质形成三维模型文件。

在步骤(2)中，所述采用全景相机，对所述锂离子电池涂布设备的操作过程进行录像的步骤具体包括包括：

(21)在所述锂离子电池涂布设备中的各个执行机构对应布设不同的全景相机；

(22)同时开启所述锂离子电池涂布设备以及所述全景相机；以及

(23)对所述锂离子电池涂布设备中的各个执行机构的完整工作流程进行全景录制。

另外，所述从录像中提取操作过程中按照时间轴排布的各个动作的步骤包括：

从各个录像中提取各个执行机构按照时间轴排布的各个动作。

由于所述涂布机构占用面积大，给vr的场景设置带来困难，因此，本发明实施例中集中于关键机构-涂布机构的vr构件。所述涂布机构主要包括涂布辊、传动辊、调节部件和安装架等主要部件，对于这些主要部件都对应设置全景相机，并对这些主要部件的完整工作流程进行全景录制。

作为进一步改进的，在步骤(3)中，所述从所述录像中提取相应的环境参数加入相应的三维环境模型的步骤包括以下步骤：

(31)设置参数进行360°图片链采集；

(32)运用photoshop对生成立方体全景图照片进行处理，包括去除全景图中的三脚架、人或者仪器影子，并且纠正拍照不当造成拼接扭曲、事物变形；以及

(33)将拼接的图片生成为所述三维环境模型。

基于上述方法，构建的锂离子电池涂布设备的vr程序。操作人员带上htcvive头盔，拿手柄，进入房间，即可对设备进行相关操作，其场景与实际操作设备的场景基本一致。

注意，上述仅为本发明的较佳实施例及所运用技术原理。本领域技术人员会理解，本发明不限于这里所述的特定实施例，对本领域技术人员来说能够进行各种明显的变化、重新调整和替代而不会脱离本发明的保护范围。因此，虽然通过以上实施例对本发明进行了较为详细的说明，但是本发明不仅仅限于以上实施例，在不脱离本发明构思的情况下，还可以包括更多其他等效实施例，而本发明的范围由所附的权利要求范围决定。