用于ROV控制的3D模型显示界面及显示方法技术

本发明专利技术涉及一种用于ROV控制的3D模型显示界面及显示方法，所述3D模型显示界面包括：数据采集单元，用于获取ROV本体的运行姿态数据；3D模型生成单元，用于基于所述运行姿态数据及预设定坐标系统，进行3D建模，生成ROV本体的当前位姿模型。本发明专利技术根据所述运行姿态数据在线建立ROV本体的当前位姿模型，以三维模型来实时仿真当前ROV本体的位姿；使在ROV本体遭遇水下意外状况时，不影响其当前位姿画面的呈现，有利于对ROV本体水下运行的全程进行掌控，提高ROV航行的用户体验度。

【技术实现步骤摘要】
用于ROV控制的3D模型显示界面及显示方法
本专利技术涉及ROV运行控制界面的呈现形式
，尤其涉及一种用于ROV控制的3D模型显示界面及显示方法。
技术介绍
随着水下智能机器人(ROV)的兴起，ROV厂家不断涌现，不同厂家分别采用不同的控制软件实现对ROV的操控。目前，大多数ROV控制软件都以视频画面+参数显示方式与用户进行交互。这种方式下，ROV本体携带高清摄像机，对水下环境进行清晰的拍摄；通过摄像机画面数据及各种传感器获取的运行参数数据的传送，用户可在终端界面上了解到ROV的实时位姿及相应参数，从而在视觉上直观的获得ROV的运行状况。但是，由于水下环境存在较多不确定性因素，例如不可预期的遭遇暗流冲击、触碰礁石或被海草缠绕，会造成ROV偏离既定的航向或静止在某处而无法前行等；这时ROV本体携带的高清摄像机已经无法获得其运行的清晰图像，导致ROV用户无法真实了解ROV的当前位姿状态，从而无法进一步控制当前ROV的移动方向，造成极差的用户体验。因此，针对以上不足，需要提供一种新形式的用户界面，使ROV在水下处于任何状态时，都能在终端实时的获取其当前位姿，从而作为进一步对ROV进行控制的基础。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题在于，针对现有水下智能机器人依靠其自身携带的高清摄像机获取其水下位姿，当遭遇水下意外情况不能获取视频数据时，会中断机器人水下位姿的获取途径的的缺陷，提供一种用于ROV控制的3D模型显示界面及显示方法。为了解决上述技术问题，本专利技术提供了一种用于ROV控制的3D模型显示界面，包括：数据采集单元，用于获取ROV本体的运行姿态数据；3D模型生成单元，用于基于所述运行姿态数据及预设定坐标系统，进行3D建模，生成ROV本体的当前位姿模型。在根据本专利技术所述的用于ROV控制的3D模型显示界面中，还包括：UI界面，用于显示所述ROV本体的当前位姿模型。在根据本专利技术所述的用于ROV控制的3D模型显示界面中，所述运行姿态数据包括ROV本体的俯仰及旋转数据。在根据本专利技术所述的用于ROV控制的3D模型显示界面中，所述运行姿态数据还包括ROV本体的航向数据。在根据本专利技术所述的用于ROV控制的3D模型显示界面中，所述数据采集单元还用于获取ROV本体的下潜深度数据及运行速度数据。在根据本专利技术所述的用于ROV控制的3D模型显示界面中，所述UI界面还用于显示以下数据至少之一：ROV本体的下潜深度数据及运行速度数据。在根据本专利技术所述的用于ROV控制的3D模型显示界面中，所述俯仰及旋转数据通过设置在ROV本体上的陀螺仪获得。在根据本专利技术所述的用于ROV控制的3D模型显示界面中，所述航向数据通过设置在ROV本体上的罗盘获得。本专利技术还提供了一种用于ROV控制的3D模型显示方法，包括：获取ROV本体的运行姿态数据的数据采集步骤；基于所述运行姿态数据及预设定坐标系统，进行3D建模，生成ROV本体的当前位姿模型的模型生成步骤。在根据本专利技术所述的用于ROV控制的3D模型显示方法中，还包括：对所述ROV本体的当前位姿模型通过UI界面进行显示的步骤。实施本专利技术的用于ROV控制的3D模型显示界面及显示方法，具有以下有益效果：本专利技术首先获取ROV本体的运行姿态数据，然后根据所述运行姿态数据在线建立ROV本体的当前位姿模型，使对ROV位姿的监控不仅仅依赖其自身携带的摄像机传递的画图数据，而是以三维模型来实时仿真当前ROV本体的位姿；这种方式即便在ROV本体遭遇水下意外状况时，也不影响其当前位姿画面的呈现，有利于对ROV本体水下运行的全程进行掌控，提高ROV航行的用户体验度。同时，在现有技术中，若ROV航行遇到障碍物，可能由于无法观察其当前位姿而无法给出适当的控制信号；而本专利技术在ROV的任何情况下，都能根据获得的数据仿真出其当前位姿，所以一方面可以在结合ROV本体上摄像机提供的视频的基础上，预先有效避开障碍物；另一方面即便遭遇了障碍物，可也以根据其当前的位姿状态进行有效的控制，从而有效摆脱困境。因此，本专利技术能够确保ROV的安全航行。附图说明图1为根据本专利技术的用于ROV控制的3D模型显示界面的示例性框图；图2为根据本专利技术的用于ROV控制的3D模型显示方法的示例性流程图；图3为本专利技术方法一个具体实施例的示例性流程图。具体实施方式为使本专利技术实施例的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例是本专利技术的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。具体实施方式一、本专利技术的第一方面，提供了一种用于ROV控制的3D模型显示界面，结合图1所示，包括：数据采集单元110，用于获取ROV本体的运行姿态数据；3D模型生成单元120，用于基于所述运行姿态数据及预设定坐标系统，进行3D建模，生成ROV本体的当前位姿模型。本实施方式可以采用3D建模工具，例如采用solidworks，将当前采集到的水下智能机器人运行姿态数据，转换为仿真模型呈现在用户界面上，通过仿真模型可展示ROV的当前位置和姿态。所述运行姿态数据可通过在ROV本体上设置的各种传感器进行姿态数据的采集。对ROV本体的当前形态进行三维建模，需要预先选定坐标系，以展现ROV本体在所述预设定坐标系统下的姿态。进一步，结合图1所示，本实施方式还可以包括：UI界面130，用于显示所述ROV本体的当前位姿模型。UI界面130作为人机交互界面，将ROV本体的当前位姿模型呈现给用户，有利于用户实时掌握ROV的航行进程；同时，还可结合周围环境及其当前运行状态对下一步的控制指令进行调整，以更好的完成水下作业。再进一步，所述运行姿态数据包括ROV本体的俯仰及旋转数据。俯仰及旋转数据提供给3D建模工具，借助仿真模型呈现出ROV本体当前的俯仰及旋转情况，有利于用户对ROV本体当前姿态的了解。再进一步，所述运行姿态数据还包括ROV本体的航向数据。所述航向数据可以是ROV本体的当前偏航角，航向数据借助于仿真模型呈现，有利于用户了解ROV本体的当前航向。再进一步，所述数据采集单元还用于获取ROV本体的下潜深度数据及运行速度数据。ROV的水下作业中，为使用户能够准确了解ROV的各种运行状态，可以对各种数据进行采集，包括：ROV偏航角、俯仰角、旋转角、下潜深度、下潜距离、下潜速度、系统时间、电池电量信息及灯光等参数；3D建模软件系统通过读取所需要的所述参数，传递给当前位姿模型，使位姿模型作出相应的动作切换，能给用户最直观的ROV位姿视觉呈现效果。生成位姿模型的基础参数数据涵盖越全面，呈现的位姿模型与ROV本体位姿的仿真度将越高，在使用中，可根据实际控制需要进行选择。再进一步，所述UI界面还用于显示以下数据至少之一：ROV本体的下潜深度数据及运行速度数据。对于用户操控ROV具有实际意义的数据，可以选择性地通过UI界面130进行显示，例如可以在UI界面130上ROV本体的当前位姿模型上方设置参数显示按钮，通过参数显示按钮选择需要显示的参数，获取当前需要了解的ROV运行状态参数。通过UI界面130显示所述下潜深度数据，可使用户明确是否已达到ROV本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种用于ROV控制的3D模型显示界面，其特征在于包括：数据采集单元，用于获取ROV本体的运行姿态数据；3D模型生成单元，用于基于所述运行姿态数据及预设定坐标系统，进行3D建模，生成ROV本体的当前位姿模型。

【技术特征摘要】
1.一种用于ROV控制的3D模型显示界面，其特征在于包括：数据采集单元，用于获取ROV本体的运行姿态数据；3D模型生成单元，用于基于所述运行姿态数据及预设定坐标系统，进行3D建模，生成ROV本体的当前位姿模型。2.根据权利要求1所述的用于ROV控制的3D模型显示界面，其特征在于还包括：UI界面，用于显示所述ROV本体的当前位姿模型。3.根据权利要求1或2所述的用于ROV控制的3D模型显示界面，其特征在于：所述运行姿态数据包括ROV本体的俯仰及旋转数据。4.根据权利要求3所述的用于ROV控制的3D模型显示界面，其特征在于：所述运行姿态数据还包括ROV本体的航向数据。5.根据权利要求4所述的用于ROV控制的3D模型显示界面，其特征在于：所述数据采集单元还用于获取ROV本体的下潜深度数据及运行速度数据。6.根据权...

【专利技术属性】
技术研发人员：张川，赵刚，
申请(专利权)人：哈工大机器人岳阳军民融合研究院，
类型：发明
国别省市：湖南,43