[发明专利]一种沉浸式虚实交互的实训系统及其方法

说明书

本发明公开一种沉浸式虚实交互的实训系统及其方法，实验设备放置在矩阵平面上，使实验设备与投影机投射的多媒体图像共处一个平面。一方面，学生放置实验设备时，控制主机通过投影机以视频方式在实验设备附近显示设备的参数、接线端子及注意事项等，指导学生对该设备进行设备的安装、连接与调试，相当于教师在现场指导。另一方面，多个实验设备安装完毕后，控制主机启动联动工作模式，同时图像以动态背景的方式实时显示设备状态、工作流程数据显示等，模拟显示设备在当前场景中的运行状态数据。本发明便于拆卸且能够投影教学，大大激发学生的学习积极性、提高学生的学习效率。

技术领域

本发明涉及教学仪器设备技术领域，尤其涉及一种沉浸式虚实交互的实训系统及其方法。

背景技术

在高校及职业院校的实训教学方面，传统的方式还是以各种实验箱及实验台为载体，学生依据实训（或实验）指导书，按步骤在实验台（箱）上进行实验（训），长期的这种实验（训）模式使学生愈加审美疲劳，学习兴趣底下、效率不高；教育部为此也出台了各种政策，促进学校为了改善这种教学方式改进教学方式、进行一系列的教学、教材及教法改革。同时，各个实验教学设备提供商也积极创新，为了提高学生的兴趣做了很多发明创新的产品。

为了提高高等学校及职业院校教学及实训方面学生的学习兴趣及积极性、满足高等院校教学领域寓教于乐的教学需求，针对高校实验室设备存在的各种弊端，需要一种快速拆装且可投影的实训教学设备，以便提高效率，同时又提高学生的开发积极性。

发明内容

本发明的目的在于提供一种沉浸式虚实交互的实训系统及其方法。

本发明采用的技术方案是：

一种沉浸式虚实交互的实训系统，其包括实验桌、实验设备、控制主机，实验桌具有作为投影平面的矩阵平面，矩阵平面的上方设有投影机和摄像机，矩阵平面内置铁磁材料，分别具有不同大小的实验设备磁吸附于矩阵平面，矩阵平面的四侧边设置红外触控模块形成覆盖矩阵平面的触控平面，实验桌对应矩阵平面的下方具有内部容纳腔，控制主机和以及与控制主机连接的实验外围设备放置在容纳腔内，实验设备的连线与容纳腔内的外围设备连接；控制主机分别连接红外触控模块、投影机（图中未表示），控制主机内置实训教学信息，红外触控模块探测矩阵平面上的实验设备大小和位置以及用户交互动作信息；控制主机基于实验设备的大小识别当前实训场景的设备类型，投影机在控制主机的控制下投射教学信息以及交互反馈信息至矩阵平面。

进一步地，作为一种较优实施方式，矩阵平面具有若干像素槽，像素槽内可拆卸磁吸附有磁吸附模块，

进一步地，作为一种较优实施方式，矩阵平面由若干矩形单元可拆卸拼接成型，矩形单元包括外壳、铁磁材料金属板、钳位板和单元底板，外壳的上表面为投影平面且间隔分布至少一个作为像素槽的外壳通孔，像素槽内磁吸附有磁吸附模块，外壳通孔具有向外壳内侧延伸的内壁，内壁的深度等于磁吸附模块的厚度，铁磁材料金属板套设在内壁外侧并与外壳的内侧紧贴，便于底部设有磁铁的实验设备磁吸附在矩阵平面，钳位板和单元底版由上至下依次设在内壁的底部开口，钳位板对应底部开口的至少两个侧边设有用于安装磁铁条的嵌入槽，磁铁条固定安装于嵌入槽内且部分突出底部开口，单元底板对应磁铁条突出部分具有支撑凸块，外壳投影平面为亚光带皮纹平面，确保图像投射的上面有良好的显示效果；外壳与铁磁材料金属板接触的内侧表面磨砂，外壳内侧设有若干定位柱，定位柱依次穿过铁磁材料金属板、钳位板与单元底板的连接孔固定连接。