[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

权利要求书

1.一种建筑装配的沉浸式虚拟现实互动教学系统，其特征在于：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。

2.根据权利要求1所述的一种建筑装配的沉浸式虚拟现实互动教学系统，其特征在于：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。

3.根据权利要求1所述的一种建筑装配的沉浸式虚拟现实互动教学系统，其特征在于：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。

4.根据权利要求1所述的一种建筑装配的沉浸式虚拟现实互动教学系统，其特征在于：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。

5.一种建筑装配的沉浸式虚拟现实互动教学系统的使用方法，其特征在于：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；

步骤三：三维采集装置同时采集多个学生的手部及肢体动作，服务器根据学生的动作控制对应的虚拟角色进行相应的动作，同时服务器根据学生的动作判断建筑构件装配顺序及装配构件之间的结合方式是否正确，当学生的动作错误时，进行提示。

6.根据权利要求5所述的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，其特征在于：

所述步骤一中具体为多个学生同时进入互动教室，通过对建筑沙盘互动教学模型上设置的按钮进行装配式构件的基本装配及拆卸作业的学习，并通过AR系统对各个装配式构件进行单独学习。

7.根据权利要求5所述的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，其特征在于：

所述步骤二中的装配式建筑岗位技能VR实训主要包括，多个学生同时佩戴VR设备，根据VR虚拟仿真单元对楼梯、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、楼面钢筋绑扎的虚拟构件进行组合，完成装配式建筑的构建组装。