[发明专利]一种建筑装配的沉浸式虚拟现实互动教学系统及使用方法

说明书

本发明一种建筑装配的沉浸式虚拟现实互动教学系统及使用方法，属于建筑装配的沉浸式虚拟现实互动教学系统技术领域；所要解决的技术问题为：提供一种建筑装配的沉浸式虚拟现实互动教学系统硬件结构的改进；解决上述技术问题采用的技术方案为：包括VR实训系统、AR系统、三维模型采集装置，所述VR实训系统包括服务器，所述服务器包括VR虚拟仿真单元；所述AR系统包括建筑沙盘互动教学模型，所述建筑沙盘互动教学模型上设置有AR扫描二维码，所述三维模型采集装置用于对学生的动作信息与三维场景的深度信息进行数据采集，并将采集的数据发送至服务器；本发明应用于装配式建筑教学。

技术领域

本发明一种建筑装配的沉浸式虚拟现实互动教学系统及使用方法，属于建筑装配的沉浸式虚拟现实互动教学系统及使用方法技术领域。

背景技术

随着虚拟现实和沉浸式学习系统的逐渐发展，随着社会生产力和科学技术的不断发展，各行各业对VR技术的需求日益旺盛。VR技术也取得了巨大进步，并逐步成为一个新的科学技术领域构建虚拟的教学环境能够提高学员的真实体验，提高学生的学习积极性。

现有也有沉浸式的虚拟现实教学系统或教室，但是现有的这种虚拟现实的教学仅仅是基于VR系统使学生体会到身临其境的乐趣，但是对于装配式建筑来说，该种学习环境还是缺少真正的互动性及能够亲身进行构件的搭配，使学生的学习缺少自己动手的实践，同时现有的虚拟现实基本上是只能实现一个人在操作的，但是对于教学中来说，需要每一个学生参与学习，而单独一个人进行体验不仅效率低，同时缺少配合，因此，提出了一种建筑装配的沉浸式虚拟现实互动教学系统。

发明内容

本发明为了克服现有技术中存在的不足，所要解决的技术问题为：提供一种建筑装配的沉浸式虚拟现实互动教学系统及使用方法硬件结构的改进。

为了解决上述技术问题，本发明采用的技术方案为：一种建筑装配的沉浸式虚拟现实互动教学系统，包括VR实训系统、AR系统、三维模型采集装置，所述VR实训系统包括服务器，所述服务器包括VR虚拟仿真单元，所述VR虚拟仿真单元包括楼梯、休息平台安装、竖向构件吊装、竖向构件吊装准备、套筒灌浆、外墙接缝处理、现浇节点钢筋绑扎、现浇节点支模、预制构件运输及堆垛、楼面模板安装、现浇混凝土+混凝土养护、楼面钢筋绑扎的仿真构件，学生通过VR设备实现对装配式建筑构件装配的模拟训练；

所述AR系统包括建筑沙盘互动教学模型，所述建筑沙盘互动教学模型上设置有AR扫描二维码，学生通过手机扫描AR扫描二维码，实现对沙盘上各装配式预制构件的认知和识图，并通过语音模块进行教学内容语音播放；

所述三维模型采集装置用于对学生的动作信息与三维场景的深度信息进行数据采集，并将采集的数据发送至服务器，所述服务器根据学生的动作信息，控制VR实训系统的显示场景中虚拟角色的动作，实现对建筑构件的虚拟拆分及装配。

所述VR设备包括VR眼镜，所述VR眼镜包括壳体和设置在壳体内的显示器，所述壳体上还设置有用于确定学生站位的定位装置，所述壳体内部还设置有处理器，根据所述定位装置发送的位置信息确定VR眼镜的位置。

所述建筑沙盘互动教学模型包括生产沙盘及施工沙盘，所述生产沙盘及施工沙盘上设置有动作按钮实现对应建筑构件的拆分和装配。

所述三维模型采集装置包括成像设备，所述成像设备通过动作捕捉设备对学生的手势动作、肢体动作进行采集，通过深度相机对学生的手部深度信息、三维场景的深度信息数据进行采集。

一种建筑装配的沉浸式虚拟现实互动教学系统的使用方法，包括如下步骤：

步骤一：学生进入互动教室，通过手机扫描建筑沙盘互动教学模型上的AR扫描二维码进行装配式建筑构件的学习；

步骤二：多个学生佩戴VR设备进行装配式建筑岗位技能VR实训，学生根据建筑构件进行相应的手部及肢体动作，进行构件的装配；