一種測繪儀器仿真模型裝置的製作方法

2023-10-17 00:50:54

本實用新型涉及一種虛擬實境交互仿真裝置，具體是一種測繪儀器仿真模型裝置，屬於仿真模型技術領域。

背景技術：

全站儀，即全站型電子測距儀(Electronic Total Station)，是一種集光、機、電為一體的高技術測量儀器，是集水平角、垂直角、距離(斜距、平距)、高差測量功能於一體的測繪儀器系統。與光學經緯儀比較電子經緯儀將光學度盤換為光電掃描度盤，將人工光學測微讀數代之以自動記錄和顯示讀數，使測角操作簡單化，且可避免讀數誤差的產生。因其一次安置儀器就可完成該測站上全部測量工作，所以稱之為全站儀，已被廣泛用於地上大型建築和地下隧道施工等精密工程測量或變形監測領域。

全站儀主要由全站儀機體、電源部分、測角系統、測距系統、數據處理部分、通訊接口、及顯示屏、鍵盤等組成，由於其應用的廣泛性，如何使用是在教學和工況實訓中必須掌握的一項技能。目前，測量儀器虛擬仿真實訓操作軟體中需要用戶使用儀器交互裝置與虛擬實訓教學系統進行交互，虛擬實訓教學系統往往利用儀器仿真模型來進行仿真操作，所以急需一種用於教學和工況實訓的仿真模型。

技術實現要素：

針對上述現有技術存在的問題，本實用新型提供一種測繪儀器仿真模型裝置，可利用測量儀器虛擬仿真實訓操作軟體進行培訓時，依靠儀器仿真模型裝置的旋鈕部件進行跟蹤旋轉角度，通過在旋鈕部件中安裝角度傳感器，可以測得旋鈕部件轉動角度的變化情況，採集器採集角度變化信號與測量儀器虛擬仿真實訓操作軟體中的虛擬儀器的操作部件進行響應處理。

為了實現上述目的，本實用新型採用的一種測繪儀器仿真模型裝置，包括全站儀仿真模型裝置、手機安裝裝置、操作面板仿真裝置、傳感器信號採集裝置和伺服器，所述全站儀仿真模型裝置包括全站儀仿真模型和角度傳感器，全站儀仿真模型是全站儀外觀及機械功能的仿真結構，能夠實現旋轉、按動功能；所述角度傳感器安裝在全站儀仿真模型中的各旋轉調節部件內部，用於採集各旋轉調節部件的角度變化信號；所述手機安裝裝置用於固定手機，可將手機置入望遠鏡中，使手機隨望遠鏡一起轉動，實現模型目鏡與測量儀器虛擬仿真實訓操作軟體中虛擬全站儀目鏡場景的同步顯示；所述操作面板仿真裝置為全站儀操作面板的功能仿真，實現測量儀器虛擬仿真實訓操作軟體中全站儀操作面板的按鍵對應動作和屏幕數據的同步顯示；所述傳感器信號採集裝置與全站儀仿真模型裝置的數據接口連接，收集角度傳感器採集的角度變化量以及操作面板仿真裝置中鍵盤霍爾按鍵的變化量，並將變化量傳輸到伺服器，實現測量儀器虛擬仿真實訓操作軟體中虛擬儀器各仿真零部件的動作響應。

優選地，所述全站儀仿真模型包括全站儀機體、望遠鏡、提手、垂直制動旋鈕、基座和水平制動旋鈕，望遠鏡安裝在全站儀機體的中間，提手安裝在全站儀機體的上方，基座安裝在全站儀機體的底部，垂直制動旋鈕和水平制動旋鈕安裝在全站儀機體上，用於實現垂直和水平方向上的調節。

優選地，所述操作面板仿真裝置包括操作面板以及與操作面板配合使用的電路板，操作面板包括鍵盤和顯示屏。

優選地，所述傳感器信號採集裝置通過數據線與全站儀仿真模型裝置、伺服器連接，實現全站儀仿真模型裝置和伺服器的交互。

優選地，所述手機安裝裝置內嵌在全站儀仿真模型裝置的望遠鏡中，手機安裝在望遠鏡的物鏡前，通過目鏡能看到手機顯示的測量儀器虛擬仿真實訓操作軟體中虛擬全站儀目鏡中的景象。

本實用新型改變了滑鼠、鍵盤操作軟體的方式，利用測量儀器虛擬仿真實訓操作軟體進行培訓時，依靠儀器仿真模型裝置的旋鈕部件進行跟蹤旋轉角度，通過在旋鈕部件中安裝角度傳感器，可以測得旋鈕部件轉動角度的變化情況，採集器採集角度變化信號與測量儀器虛擬仿真實訓操作軟體中的虛擬儀器的操作部件進行響應處理。最終，仿真的儀器模型和虛擬的實訓操作軟體進行虛實有機結合，更優越的服務於教學和工況實訓。

附圖說明

圖1為本實用新型的結構示意圖；

圖2為本實用新型全站儀仿真模型裝置的結構示意圖；

圖3為本實用新型手機安裝裝置的結構示意圖。

具體實施方式

下面結合附圖對本實用新型作進一步說明。

如圖1至圖3所示，一種測繪儀器仿真模型裝置，包括全站儀仿真模型裝置1、手機安裝裝置2、操作面板仿真裝置3、傳感器信號採集裝置4和伺服器5，所述全站儀仿真模型裝置1包括全站儀仿真模型和角度傳感器，全站儀仿真模型是全站儀外觀及機械功能的仿真結構，能夠實現旋轉、按動功能；所述角度傳感器安裝在全站儀仿真模型中的各旋轉調節部件內部，用於採集各旋轉調節部件的角度變化信號；所述手機安裝裝置2用於固定手機，可將手機置入望遠鏡中，使手機隨望遠鏡一起轉動，實現模型目鏡與測量儀器虛擬仿真實訓操作軟體中虛擬儀器目鏡場景的同步顯示；所述操作面板仿真裝置3為全站儀操作面板的功能仿真，實現測量儀器虛擬仿真實訓操作軟體中全站儀操作面板的按鍵對應動作和屏幕數據的同步顯示；所述傳感器信號採集裝置4與全站儀仿真模型裝置1的數據接口連接，收集角度傳感器採集的角度變化量以及操作面板仿真裝置3中鍵盤霍爾按鍵的變化量，並將變化量傳輸到伺服器5，實現測量儀器虛擬仿真實訓操作軟體中虛擬儀器各仿真零部件的動作響應。

優選地，所述全站儀仿真模型包括全站儀機體、望遠鏡、提手6、垂直制動旋鈕7、基座8和水平制動旋鈕9，望遠鏡安裝在全站儀機體的中間，提手6安裝在全站儀機體的上方，基座8安裝在全站儀機體的底部，垂直制動旋鈕7和水平制動旋鈕9安裝在全站儀機體上，用於實現垂直和水平方向上的調節。

優選地，所述操作面板仿真裝置3包括操作面板以及與操作面板配合使用的電路板，操作面板包括鍵盤和顯示屏。

優選地，所述傳感器信號採集裝置4通過數據線與全站儀仿真模型裝置1、伺服器5連接，實現全站儀仿真模型裝置1和伺服器5的交互。

優選地，所述手機安裝裝置2內嵌在全站儀仿真模型裝置1的望遠鏡中，手機安裝在望遠鏡的物鏡前，通過目鏡能看到手機顯示的測量儀器虛擬仿真實訓操作軟體中虛擬全站儀目鏡中的景象。

工作過程：操作全站儀仿真模型，旋轉旋鈕，角度傳感器可測得角度變化信號，面板鍵盤的按動產生霍爾量變化信號；傳感器信號採集裝置4採集信號，傳輸到伺服器5；測量儀器虛擬仿真實訓操作軟體對信號盡心響應處理，虛擬儀器的對應的旋轉調節部件旋轉相同的角度，面板鍵盤對應的按鍵進行高亮顯示；程序後臺對操作信號進行視角轉換和測量數據處理，並把虛擬全站儀的目鏡的視角場景數據傳輸到全站儀仿真模型中的手機屏幕。

由上述結構可見，本實用新型改變了滑鼠、鍵盤操作軟體的方式，利用測量儀器虛擬仿真實訓操作軟體進行培訓時，依靠儀器仿真模型裝置的旋鈕部件進行跟蹤旋轉角度，通過在旋鈕部件中安裝角度傳感器，可以測得旋鈕部件轉動角度的變化情況，採集器採集角度變化信號與測量儀器虛擬仿真實訓操作軟體中的虛擬儀器的操作部件進行響應處理。最終，仿真的儀器模型和虛擬的仿真實訓操作軟體進行虛實有機結合，更優越的服務於教學和工況實訓。