[发明专利]一种基于虚拟现实的精酿啤酒糖化操作系统及方法

权利要求书

1.一种基于虚拟现实的精酿啤酒糖化操作系统，其特征在于：包括图形工作站、VR液晶显示器、VR头戴式显示器、手柄设备和激光定位器，图形工作站为主运行处理器，是精酿啤酒虚拟生产车间的运行处理环境；VR液晶显示器用于显示三维全景的精酿啤酒虚拟生产车间场景，并同步显示虚拟用户模型的移动画面及执行动作画面；VR头戴式显示器用于让用户沉浸入三维全景的精酿啤酒虚拟生产车间场景；手柄设备用于让用户控制虚拟场景中虚拟用户的移动与动作执行；激光定位器用于用户的定位与动作捕捉。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的精酿啤酒糖化操作系统，其特征在于：将现场的车间进行拍摄，记录各个设备的大小参数，根据1：1的比例在3Dmax软件中进行精酿啤酒虚拟生产车间模型搭建，调整设备外观的贴图材质及光亮，采用3Dmax软件自带的Light Tracer光线追踪进行渲染，最后建设好一个和现场车间一致的模型；全部模型建设完成后，额外处理糖化罐模型的外部结构和内部结构，将糖化罐模型各结构材质更改为透明模式，修改透明通道实现半透明；再导出一个和真实精酿啤酒一样的虚拟环境；在图形工作站的运行环境中打开导出的和真实精酿啤酒一样的虚拟环境，进入精酿啤酒虚拟生产车间。

3.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的精酿啤酒糖化操作系统，其特征在于：VR液晶显示器还同步显示虚拟用户模型的移动画面及执行动作画面，VR液晶显示器为Hisense55英寸超高清4k显示器。

4.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的精酿啤酒糖化操作系统，其特征在于：VR头戴式显示器为HTC Vive头戴式显示器。

5.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的精酿啤酒糖化操作系统，其特征在于：手柄设备为HTC Vive手柄设备，当手柄设备发出的射线终点达到虚拟车间的某一个位置时，点击触控板的前键将人物移动到此位置上；当手柄设备发出的射线终点在某个目标位置时，通过扣动操作设备底下的扳机，控制某个目标位置的开关；当手柄设备发出的射线终点在某个目标物体时，通过按住操作手柄的手柄按钮不放来拿起目标物体，松开手柄按钮放下目标物体；通过点击手柄设备的系统按钮触发软件糖化罐透视功能。

6.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实的精酿啤酒糖化操作系统，其特征在于：两个激光定位器对定位空间发射横竖两个方向扫射的激光，在被定位物体上放置多个激光感应接收器，通过计算两束光线到达定位物体的角度差，解算出待测定位节点的坐标，从而达到对头戴式显示器和手柄设备定位的功能。

7.一种基于虚拟现实的精酿啤酒糖化操作方法，其特征在于，包括以下步骤：

(1)打开图形工作站承载的三维全景的精酿啤酒虚拟生产车间场景，用户配戴手柄设备、VR头戴式显示器进入精酿啤酒虚拟生产车间，通过VR液晶显示器展示对应的三维场景；

(2)使用者获取虚拟用户的操作指令，根据操作指令控制虚拟用户模型移动，执行动作；

(3)根据操作指令，模拟真实环境下精酿啤酒的糖化操作；

(4)糖化操作结束后，留在虚拟生产车间中，通过虚拟电脑观看糖化操作生产工艺教学视频，观看糖化罐内部结构视频，并通过点击手柄设备上的系统按钮改变糖化罐模型材质渲染模式，由普通材质改成透明材质从而触发糖化罐透视功能，观测糖化罐内部结构。

8.根据权利要求7所述的一种基于虚拟现实的精酿啤酒糖化操作方法，其特征在于，步骤(3)中精酿啤酒糖化操作方法包括以下步骤：

(31)当用户进入虚拟精酿啤酒生产车间后，根据操作指令前往平台上打开糖化罐加水阀门加入清水，等待水加到所需水量后关闭加水阀门；

(32)前往平台下方打开糖化罐蒸汽阀门开关，向加好水的糖化罐中通入蒸汽进行升温，通过控制柜显示器查看温度变化，当糖化罐温度达到50摄氏度时，关闭蒸汽阀门，停止加热；

(33)通过控制柜启动糖化罐搅拌，然后进行投料操作，将装麦芽的袋子放到平台上，打开糖化罐的盖子，解开袋子上的绳子，然后拿起袋子，将麦芽倒入糖化罐内，盖上糖化罐盖子；保温40分钟；

(34)等保温40分钟结束后，打开蒸汽阀门进行升温；通过控制柜显示器查看温度变化，当糖化罐温度达到63摄氏度后，然后关闭蒸汽阀门，保温30分钟；

(35)等保温30分钟结束后，打开蒸汽阀门进行升温；通过控制柜显示器查看温度变化，当糖化罐温度达到70摄氏度后，然后关闭蒸汽阀门，保温40分钟；

(36)等保温40分钟结束后，打开蒸汽阀门进行升温；通过控制柜显示器查看温度变化，当糖化罐温度达到78摄氏度后，关闭糖化搅拌，然后关闭蒸汽阀门，糖化操作结束。