一种基于VR技术的建筑教学系统的制作方法

本发明涉及一种基于vr技术的建筑教学系统。

背景技术：

vr技术应用在教育当中是教育技术快速发展的直接体现，其是一种学习者借助自身、信息环境的相互作用来实现知识、技能的传递和教学。

vr技术能够真实的模拟相应的事物以及环境，同时还可以提供多元化的自然交互途径以及会话方式，能够显著提升学生的学习积极性，并提高学生对学习内容的形象化记忆能力。

现有的vr教学系统虽然可以提供相应的学习场景，但是不能完全按现实比例进行模拟，而且仿真效果不佳。

技术实现要素：

本发明目的在于针对现有技术所存在的不足而提供一种基于vr技术的建筑教学系统的技术方案，通过伞状扫描器将使用者的动作姿态和幅度简化为多个闪点，经主传感器和辅助传感器将闪点信号输入vr场景内，再配合拍摄系统将信号传递至vr场景，使人体与vr场景的比例达到现实中比例一致的目的，满足实际建筑教学的需求，不仅提高了安全性，而且可以通过vr场景将建筑过程中的参数得到验证，大大降低了制造成本，提高了施工的质量。

为了解决上述技术问题，本发明采用如下技术方案：

一种基于vr技术的建筑教学系统，包括底座、六边形底板、vr显示系统和vr控制系统，六边形底板通过加强板连接在底座的上方，vr显示系统连接在底座的上方，其特征在于：六边形底板的上方设置有伞状扫描器，伞状扫描器包括伞罩，伞罩的内侧面上设置有主传感器和辅助传感器，主传感器位于伞罩的底面中心处，辅助传感器以主传感器为中心呈同心圆均匀设置在伞罩上，位于同一个同心圆上的两个辅助传感器之间通过线缆连接，伞状扫描器通过支撑杆固定连接在六边形底板上，相邻两个支撑杆之间设置有连接杆，支撑杆的内侧面上均设置有限位槽至少两组拍摄系统，拍摄系统通过螺纹杆移动连接在支撑杆上，螺纹杆位于限位槽内，六边形底板上设置有转盘，六边形底板的内部设置有第二伺服电机，第二伺服电机通过主轴连接转盘，主轴通过传动机构连接螺纹杆；使用者穿戴vr设备后，站在六边形底板上，根据看到的场景做出相应的动作，伞状扫描器将使用者的动作姿态和幅度简化为多个闪点，经主传感器和辅助传感器将闪点信号输入vr场景内，再配合拍摄系统将信号传递至vr场景，使人体与vr场景的比例达到现实中比例一致的目的，满足实际建筑教学的需求，不仅提高了安全性，而且可以通过vr场景将建筑过程中的参数得到验证，大大降低了制造成本，提高了施工的质量，人体可以在转盘的作用下旋转，满足vr场景内转向操作的需要，第二伺服电机可以控制转盘的旋转角度，同时通过传动机构控制拍摄系统上下移动，提高vr场景内的比例精度，使vr环境更贴近现实环境。

进一步，底座上设置有导轨，六边形底板的底部设置有导槽，导轨与导槽相匹配，六边形底板可以在导轨的作用下进入底座的中心处，通过导轨可以将使用者逐步带入vr场景，起到过渡的作用，防止由于vr场景切换过快造成使用者眩晕，提高了舒适性。

进一步，vr显示系统包括显示屏、定位板和支撑机构，显示屏固定连接在定位板的内侧，定位板通过支撑机构连接在底座上，支撑机构包括立柱、转动板和第一伺服电机，立柱的一端通过转动板连接底座，第一伺服电机固定连接在转动板的顶面上，立柱的另一端贯穿连接有升降杆，定位板通过升降杆连接第一伺服电机，通过显示屏可以将vr场景进行显示，便于周围学生直观的看到建筑环境，教师站在六边形底板上通过vr场景进行演示，学生可以通过显示屏进行直观的学习，提高学习的兴趣，通过第一伺服电机带动升降杆移动，进而调节显示屏的高度位置。

进一步，显示屏的下方设置有处理器，处理器通过衔接杆连接定位板，处理器提高了vr场景中画面的切换效率和质量，防止出现闪屏而对眼镜造成损伤。

进一步，六边形底板的侧面上设置有音响和散热罩，音响可以配套vr场景播放音乐，使画面更真实，散热罩便于将六边形底板内的热量散发出来，降低六边形底板内的温度，延长其使用寿命。

进一步，拍摄系统包括ccd相机、固定板和升降块，ccd相机转动连接在固定板上，固定板固定连接在升降块的侧面上，通过ccd相机可以将人体的轮廓进行拍摄，导入vr场景中，保证vr场景与现实场景的比例一致。

进一步，ccd相机与竖直方向的夹角为a，夹角a的范围为30°～150°，可以实现对人体360°拍摄。

进一步，传动机构包括第一锥齿轮、第二锥齿轮、传动轴、第一辅助齿轮和第二辅助齿轮，第一锥齿轮固定连接在主轴上，第二锥齿轮固定连接在传动轴的端部，第二锥齿轮与第一锥齿轮相互啮合，第一辅助齿轮固定连接在传动轴的另一端，第二辅助齿轮固定连接在螺纹杆的底端，第二辅助齿轮与第一辅助齿轮相互啮合，通过传动机构的设计，可以实现转盘和拍摄系统同时工作，提高了信息的采集效率。

进一步，连接杆上设置有手柄，手柄便于根据人体做出的动作在vr场景中进行演示，提高画面的真实感。

进一步，vr控制系统包括vr控制器、vr在线素材库、vr资源编辑器、vr视频制作工具和模块组件，vr在线素材库、vr资源编辑器、vr视频制作工具和模块组件均连接vr控制器，模块组件包括vr头戴模块、vr屏幕模块、动作捕捉模块和定位模块，vr在线素材库用于存储建筑画面的信息，便于随时通过vr资源编辑器提取或更改，而且可以根据建筑教学的需要通过vr视频制作工具制作相应的画面，提高学生的学习兴趣。

本发明由于采用了上述技术方案，具有以下有益效果：

1、使用者穿戴vr设备后，站在六边形底板上，根据看到的场景做出相应的动作，伞状扫描器将使用者的动作姿态和幅度简化为多个闪点，经主传感器和辅助传感器将闪点信号输入vr场景内，再配合拍摄系统将信号传递至vr场景，使人体与vr场景的比例达到现实中比例一致的目的，满足实际建筑教学的需求，不仅提高了安全性，而且可以通过vr场景将建筑过程中的参数得到验证，大大降低了制造成本，提高了施工的质量；

2、人体可以在转盘的作用下旋转，满足vr场景内转向操作的需要，第二伺服电机可以控制转盘的旋转角度，同时通过传动机构控制拍摄系统上下移动，提高vr场景内的比例精度，使vr环境更贴近现实环境。

附图说明

下面结合附图对本发明作进一步说明：

图1为本发明一种基于vr技术的建筑教学系统的结构示意图；

图2为本发明中伞状扫描器的结构示意图；

图3为本发明中拍摄系统的结构示意图；

图4为本发明中六边形底板的结构示意图；

图5为本发明中vr控制系统的模块流程图。

图中：1-底座；2-六边形底板；3-支撑杆；4-伞罩；5-定位板；6-显示屏；7-连接杆；8-立柱；9-加强板；10-转动板；11-第一伺服电机；12-导轨；13-音响；14-散热罩；15-转盘；16-处理器；17-衔接杆；18-主传感器；19-辅助传感器；20-线缆；21-限位槽；22-ccd相机；23-固定板；24-升降块；25-螺纹杆；26-导槽；27-第二伺服电机；28-主轴；29-传动轴；30-第一锥齿轮；31-第二锥齿轮；32-第一辅助齿轮；33-第二辅助齿轮；34-手柄。

具体实施方式

如图1至图5所示，为本发明一种基于vr技术的建筑教学系统，包括底座1、六边形底板2、vr显示系统和vr控制系统，六边形底板2通过加强板9连接在底座1的上方，底座1上设置有导轨12，六边形底板2的底部设置有导槽26，导轨12与导槽26相匹配，六边形底板2可以在导轨12的作用下进入底座1的中心处，通过导轨12可以将使用者逐步带入vr场景，起到过渡的作用，防止由于vr场景切换过快造成使用者眩晕，提高了舒适性。

vr显示系统连接在底座1的上方，vr显示系统包括显示屏6、定位板5和支撑机构，显示屏6固定连接在定位板5的内侧，定位板5通过支撑机构连接在底座1上，支撑机构包括立柱8、转动板10和第一伺服电机11，立柱8的一端通过转动板10连接底座1，第一伺服电机11固定连接在转动板10的顶面上，立柱8的另一端贯穿连接有升降杆，定位板5通过升降杆连接第一伺服电机11，通过显示屏6可以将vr场景进行显示，便于周围学生直观的看到建筑环境，教师站在六边形底板2上通过vr场景进行演示，学生可以通过显示屏6进行直观的学习，提高学习的兴趣，通过第一伺服电机11带动升降杆移动，进而调节显示屏6的高度位置，显示屏6的下方设置有处理器16，处理器16通过衔接杆17连接定位板5，处理器16提高了vr场景中画面的切换效率和质量，防止出现闪屏而对眼镜造成损伤。

六边形底板2的侧面上设置有音响13和散热罩14，音响13可以配套vr场景播放音乐，使画面更真实，散热罩14便于将六边形底板2内的热量散发出来，降低六边形底板2内的温度，延长其使用寿命，六边形底板2的上方设置有伞状扫描器，伞状扫描器包括伞罩4，伞罩4的内侧面上设置有主传感器18和辅助传感器19，主传感器18位于伞罩4的底面中心处，辅助传感器19以主传感器18为中心呈同心圆均匀设置在伞罩4上，位于同一个同心圆上的两个辅助传感器19之间通过线缆20连接，伞状扫描器通过支撑杆3固定连接在六边形底板2上。

相邻两个支撑杆3之间设置有连接杆7，连接杆7上设置有手柄34，手柄34便于根据人体做出的动作在vr场景中进行演示，提高画面的真实感，支撑杆3的内侧面上均设置有限位槽21和至少两组拍摄系统，拍摄系统通过螺纹杆25移动连接在支撑杆3上，螺纹杆3位于限位槽21内，拍摄系统包括ccd相机22、固定板23和升降块24，ccd相机22转动连接在固定板23上，固定板23固定连接在升降块24的侧面上，通过ccd相机22可以将人体的轮廓进行拍摄，导入vr场景中，保证vr场景与现实场景的比例一致，ccd相机22与竖直方向的夹角为a，夹角a的范围为30°～150°，可以实现对人体360°拍摄。

六边形底板2上设置有转盘15，六边形底板2的内部设置有第二伺服电机27，第二伺服电机27通过主轴28连接转盘15，主轴28通过传动机构连接螺纹杆25，传动机构包括第一锥齿轮30、第二锥齿轮31、传动轴29、第一辅助齿轮32和第二辅助齿轮33，第一锥齿轮30固定连接在主轴28上，第二锥齿轮31固定连接在传动轴29的端部，第二锥齿轮31与第一锥齿轮30相互啮合，第一辅助齿轮32固定连接在传动轴29的另一端，第二辅助齿轮33固定连接在螺纹杆25的底端，第二辅助齿轮33与第一辅助齿轮32相互啮合，通过传动机构的设计，可以实现转盘15和拍摄系统同时工作，提高了信息的采集效率；使用者穿戴vr设备后，站在六边形底板2上，根据看到的场景做出相应的动作，伞状扫描器将使用者的动作姿态和幅度简化为多个闪点，经主传感器18和辅助传感器19将闪点信号输入vr场景内，再配合拍摄系统将信号传递至vr场景，使人体与vr场景的比例达到现实中比例一致的目的，满足实际建筑教学的需求，不仅提高了安全性，而且可以通过vr场景将建筑过程中的参数得到验证，大大降低了制造成本，提高了施工的质量，人体可以在转盘15的作用下旋转，满足vr场景内转向操作的需要，第二伺服电机27可以控制转盘15的旋转角度，同时通过传动机构控制拍摄系统上下移动，提高vr场景内的比例精度，使vr环境更贴近现实环境。

vr控制系统包括vr控制器、vr在线素材库、vr资源编辑器、vr视频制作工具和模块组件，vr在线素材库、vr资源编辑器、vr视频制作工具和模块组件均连接vr控制器，模块组件包括vr头戴模块、vr屏幕模块、动作捕捉模块和定位模块，vr在线素材库用于存储建筑画面的信息，便于随时通过vr资源编辑器提取或更改，而且可以根据建筑教学的需要通过vr视频制作工具制作相应的画面，提高学生的学习兴趣。

以上仅为本发明的具体实施例，但本发明的技术特征并不局限于此。任何以本发明为基础，为实现基本相同的技术效果，所作出地简单变化、等同替换或者修饰等，皆涵盖于本发明的保护范围之中。