[发明专利]基于MAR的机械制图移动端助学系统

权利要求书

1.基于MAR的机械制图移动端助学系统，采用基于移动终端的AR技术来辅助机械制图课程的学习，其特征在于：包括虚拟三维模型资源库、二维工程图样资源库、AR图形识别模块、人机交互模块；所述虚拟三维模型资源库存储有机械制图的学习所需机械实例的三维模型，该三维模型各视角的二维视图存储于二维工程图样资源库中；所述AR图形识别模块通过移动终端摄像头采集课程中二维的视图信息，并根据所采集的视图信息检索二维工程图样资源库中对应的机械实例，然后根据检索结果从虚拟三维模型资源库查询对应的三维模型并在移动终端展示，所述用户通过对移动终端的人机交互模块的触控操作来与展示的三维模型进行人机交互。

2. 根据权利要求1所述的基于MAR的机械制图移动端助学系统，其特征在于：所述虚拟三维模型资源库中的三维模型为机械制图课程的教材和习题册中例题及习题所对应的机械实例形体的三维模型，由三维建模软件SolidWorks和3DS Max建立；所述二维工程图样资源库中的二维视图利用绘图软件AutoCAD绘制；所述移动终端为Android移动智能手机或IPAD。

3.根据权利要求2所述的基于MAR的机械制图移动端助学系统，其特征在于：所述助学系统还包括题目选择模块，其用于根据机械制图课程的习题册中的章节、页码和题目创建相对应的选择按钮，以及“开始使用”按钮、“返回”按钮和“退出”按钮。

4.根据权利要求1所述的基于MAR的机械制图移动端助学系统，其特征在于：所述助学系统还包括用于演示装配体的拆装过程和工作原理动画的装配体拆装与工作原理演示模块；当机械实例的三维模型为装配体时，用户通过装配体拆装与工作原理演示模块，以人机交互方式自由拖拽装配体的零件进行虚拟拆装，以及控制装配体的运动。

5.根据权利要求1所述的基于MAR的机械制图移动端助学系统，其特征在于：所述助学系统的学习辅助内容包括机械制图中基本立体及其截切和相贯、组合体的视图与形体构思、机件的表达方法，还包括机械制图课程中的与标准件、常用件、零件图、装配图相关章节的内容；

所述虚拟三维模型资源库内的三维模型包括机械制图习题册中基本体及其表面交线、组合体、机件的表达方法、标准件和常用件、零件图和装配图相关章节的习题所对应的三维模型；

所述二维工程图样资源库中的二维视图为虚拟三维模型资源库内三维模型不同视角下的视图。

6.根据权利要求1所述的基于MAR的机械制图移动端助学系统，其特征在于：所述人机交互模块用于承载对三维模型进行多点触控的交互操作，包括对三维模型的移动、旋转、缩放、剖切，还包括三维模型基本体的截切与相贯，以及对三维模型装配体的拆装；

所述人机交互模块还包括以下模块；

虚拟模型截切模块，其用于对三维虚拟模型进行多种模式的截切操作，其中，对三维模型立体的剖切和断面也通过该模块的截切操作完成；

基本立体相贯模块，其通过移动、旋转和缩放任意两个基本三维立体虚拟模型在空间相交融合，然后通过虚拟模型布尔运算操作，实现基本立体相贯，包括外表面与外表面相贯、内表面与外表面相贯、内表面与内表面相贯；

虚拟模型移动模块，其通过一个手指在触摸屏上直线拖动以移动三维虚拟模型；

虚拟模型旋转模块，其通过一个手指在触摸屏上弧状滑动以旋转三维虚拟模型；

虚拟模型缩放模块，其通过两个手指点击触摸屏并收缩和舒展以缩放三维虚拟模型，放大和缩小的程度由触摸点之间的距离变换实现。

7.根据权利要求6所述的基于MAR的机械制图移动端助学系统，其特征在于：所述虚拟模型截切模块在进行截切操作时，其默认操作为一个截平面截切，其功能还可进行两个及两个以上等多个截平面的复合截切；

所述基本立体相贯模块的虚拟模型布尔运算操作包括并集、交集和差集。