The invention discloses a digital electronic technology simulation system based on virtual reality. The system comprises a hardware part and a software part. The hardware part includes a PLC device selection device, a limb behavior detection camera, a PC host and a VR helmet. The signal input end of the host computer is respectively connected with a PLC selection device device and a limb movement detection camera. The signal output end of the host computer is connected with a VR helmet. The software module includes a 3D model engine, a data interchange program and a MATLAB simulation technology platform. The 3D engine contains a digital electronic technology chip and power. The 3D sensory models of electronic devices and consumables are built by using data intercommunication program to assist MATLAB simulation technology platform and 3D model engine. Its remarkable effect is that the simulation system can display the simulation effect like the real circuit in the virtual space, which makes the practice and design and development simulation in the direction of digital electronics technology have great economy, exploitability and practicability.
【技术实现步骤摘要】
基于虚拟现实的数字电子技术仿真系统
本专利技术涉及到数字电子技术仿真领域,具体地说,是一种基于虚拟现实的数字电子技术仿真系统。
技术介绍
数字电子技术主要研究各种逻辑门电路、集成器件的功能及其应用、逻辑门电路组合和时序电路的分析和设计、集成芯片各脚功能、555定时器等,随着计算机科学与技术突飞猛进地发展,用数字电路进行信号处理越来越普遍化。目前,数字电子技术的教学实践以及数字电路的设计开发过程中常用到传统的如Matlab、Multisim等仿真软件,而由于传统仿真软件操作界面复杂,初学者对模拟仿真的模型与实际电路很难一一对应,建立模型过程较为困难,且建立的模型不具备器件的可视性,导致仿真并不具备太大实际意义。在教学实践或者设计开发过程中,如果直接进行实物搭建,观察运行现象及效果,会耗费大量材料与时间,且可能因为电路搭建错误损毁设备。随着2016年“VR元年”的到来,人们发现VR现阶段技术已经能够达到,使用者在带上VR头盔与体感设备后,可以沉浸在一个由设备展示出来的虚拟空间中,而在这个虚拟空间中的所有动作,在视觉与触感上能感受到如同在现实空间中进行同样动作所产生的效果。由于VR技术所带有的,能将物理意义或功能意义上存在的任何事物或环境,展现出来的特性,VR技术被广泛应用在工业开发、高危生产、高危行业培训与仿真中。对于数字电子技术方向而言,传统的仿真系统所带有的不可视、操作复杂、操作性较差等缺陷,如果与VR技术相结合,实现在VR技术所提供的虚拟操作空间中,进行如同在现实世界搭建电路并能观察现象的仿真系统,在教学实践或设计开发过程中,不但可以提高效率、降低成本还 ...
【技术保护点】
1.一种基于虚拟现实的数字电子技术仿真系统,其特征在于,该系统包含:PLC选取器件装置,其当使用者进入虚拟操作空间后,可看到PLC上连接的按键式脉冲触发器,使用者通过按下不同按键触发器进入不同的数字电子技术器材模块选择界面,并将信号传递到PC终端;肢体动作检测摄像头,其通过对人体肢体动作的识别,对应虚拟空间的操作,将信号传递到PC终端;3D模型引擎模块,其使用3D构图软件,搭建数字电子技术中常使用的芯片、电力电子器件、耗材各个小版块的3D感官模型,构建出的数字电子技术小版块的3D感官模型,通过Matlab数据互通后自动搭建成使用者所构建的3D感官模型,用于使用者所搭建数字电子技术电路的显示,并编制建立数字电子技术实践操作场景及虚拟操作空间;数据互通程序,其在系统初始化时开始运作,进入虚拟操作空间后,使用者按下PLC按键式脉冲触发器选择模型时,将选择信号传递回PC终端处理器,肢体动作检测摄像头检测到使用者搭建模型肢体行为,并将肢体动作信号传递回PC终端处理;数据互通程序实时将传递回的信号处理后的数据,互通到Matlab仿真技术平台中,根据数据中使用者选择的器件与搭建电路操作,自动构建出电 ...
【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟现实的数字电子技术仿真系统,其特征在于,该系统包含:PLC选取器件装置,其当使用者进入虚拟操作空间后,可看到PLC上连接的按键式脉冲触发器,使用者通过按下不同按键触发器进入不同的数字电子技术器材模块选择界面,并将信号传递到PC终端;肢体动作检测摄像头,其通过对人体肢体动作的识别,对应虚拟空间的操作,将信号传递到PC终端;3D模型引擎模块,其使用3D构图软件,搭建数字电子技术中常使用的芯片、电力电子器件、耗材各个小版块的3D感官模型,构建出的数字电子技术小版块的3D感官模型,通过Matlab数据互通后自动搭建成使用者所构建的3D感官模型,用于使用者所搭建数字电子技术电路的显示,并编制建立数字电子技术实践操作场景及虚拟操作空间;数据互通程序,其在系统初始化时开始运作,进入虚拟操作空间后,使用者按下PLC按键式脉冲触发器选择模型时,将选择信号传递回PC终端处理器,肢体动作检测摄像头检测到使用者搭建模型肢体行为,并将肢体动作信号传递回PC终端处理;数据互通程序实时将传递回的信号处理后的数据,互通到Matlab仿真技术平台中,根据数据中使用者选择的器件与搭建电路操作,自动构建出电路技术仿真模型;数据互通程序实时将Matlab中电路技术仿真模型与3D引擎中各小版块3D感官模型对应,自动构建出3D感官模型,并通过数据互通程序实时将搭建成的3D感官模型数据输出到VR头盔中;VR头盔,其作为显示设备向用户展示三维虚拟操作空间,并将数据互通程序输出的3D感官模型即使用者在虚拟操作空间中构建的电路展示出来。2.根据权利要求1所述的数字电子技术仿真系统,其特征在于:所述选择器件识别装置基于PLC,并采用按键式脉冲触发器识别使用者选择。3.根据权利要求1所述的数字电子技术仿真系统,其特征在于:所述肢体动作检测摄像头是对数字电子技术实践与设计开发过程中,搭建电路时的基本操作手势进行肢体动作检测。4.根据权利要求1所述的数字电子技术仿真系统,其特征在于:所述3D模型引擎模块中模型为数字电子技术芯片、电力电子器件、耗材各小版块器件的3D模型,并非完整电路模型;在使用者操作过程中,3D引擎运行方式为,通过数据互通程序传递来的Matlab仿真技术平台上的电路技术仿真模型数据,对应3D引擎中构造好的小版块器件3D模型,自动搭建为使用者所搭建的3D电路模型;3D模型引擎模块为基于TiltBrush、3dsMax、MaYa、Blender、AutoCAD、Unity3D中的至少一种软件所建立的数字电子技术芯片、电力电子器件、耗材各小版块3D模型。5.根据权利要求1所述的数字电子技术仿真系统,其特征在于:所述数据互通模块程序通过编程语言编写...
【专利技术属性】
技术研发人员:罗妤,易智勇,董春林,杨庆,李小玲,
申请(专利权)人:重庆科技学院,
类型:发明
国别省市:重庆,50
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