[发明专利]一种半实物全站仪教学系统

说明书

本发明提出一种半实物全站仪教学系统，属于测量虚拟仿真教学领域。本发明在保留全站仪原有主体的情况下，安装有焦距调节模块、视景显示模块、屏幕仿真模块和PC训练终端。通过焦距调节模块模拟全站仪的精瞄过程，通过视景显示模块模拟全站仪粗瞄和精瞄过程，通过屏幕仿真模块模拟全站仪屏幕操作和显示功能，通过PC训练终端对模拟粗瞄过程、精瞄过程及仿真屏幕信息显示进行操控。该系统可以实现在室内操作，不受外界环境限制，实现教学资源与虚拟现实场景的有机融合，可仿真多个典型场景，根据训练科目的需求，实现针对性教学。

技术领域

本发明涉及一种半实物全站仪教学系统，属于测量虚拟仿真教学领域。

背景技术

全站仪作为实现工程测量的主要仪器，在多种领域的测量工作中有着不可替代的作用。现今各大高校相关专业均开设有全站仪教学课程，为了达到实践教学的目的，可以让学生通过实际操作仪器区学习全站仪的操作流程及全站仪不同功能应用，但受制于教学场地的限制，大部分测量实践课的实习场地都选在学生所在校园内，而工程形式多样，分布广泛，无法前往真实工地展开实测，不利于学生将所学知识应用在实际工程测量中。

为此，现有技术又提出构建一种全站仪仿真装置，以实现多场景的全站仪模拟教学，例如在授权公告号CN206339231U名为“一种测绘仪器仿真模型装置”的专利中，该装置包括全站仪仿真模型装置、手机安装装置、操作面板仿真装置、传感器信号采集装置和服务器；其中，全站仪仿真模型装置包括全站仪仿真模型和角度传感器，全站仪仿真模型是全站仪外观及机械功能的仿真结构，能够实现旋转、按动功能；传感器信号采集装置与全站仪模型装置的数据接口连接，收集角度传感器采集的角度变化量以及操作面板仿真装置中键盘霍尔按键的变化量，并将变化量传输到服务器，实现测量仪器虚拟仿真实训操作软件中虚拟仪器各仿真零部件的动作响应，同时程序后台对操作信号进行视角转换和测量数据处理，并把虚拟全站仪的目镜的视角场景数据传输到全站仪仿真模型中的手机屏幕。该专利虽然提供了一种用于全站仪的模拟教学的全站仪仿真装置，但是并没有给出进行全站仪教学系统仿真的具体手段，且无从知道如何进行全站仪教学的仿真。

发明内容

本发明提供了一种半实物全站仪教学系统，用于实现真实的全站仪模拟教学过程。

本发明提供了一种半实物全站仪教学系统，包括全站仪机体，机体上设置有目镜筒，以及安装在目镜筒观测口处的目镜调焦旋钮、物镜调焦旋钮，其特征在于，该系统还包括安装在全站仪机体上焦距调节模块、视景显示模块、屏幕仿真模块和PC训练终端；

其中，所述焦距调节模块包括旋钮转动量检测模块，用于检测目镜调焦旋钮、物镜调焦旋钮的旋钮转动量；所述旋钮转动量检测模块与PC训练终端相连，向PC训练终端传输检测到的旋钮转动量数据；

所述视景显示模块包括精瞄视景模块和粗瞄视景模块；所述精瞄视景模块包括设置在目镜筒后侧的空间内的精瞄视景屏幕，且该空间与目镜筒观测口连通；所述PC训练终端根据检测到的目镜调焦旋钮的转动量，调节精瞄视景屏幕中十字丝的清晰度，根据检测到的物镜调焦旋钮的转动量，调节精瞄视景屏幕中图像的清晰度，以模拟全站仪的精瞄过程；

所述粗瞄视景模块包括旋转设置在全站仪提把上的粗瞄视景屏幕，PC训练终端根据全站仪主体旋转角度，控制粗瞄视景屏幕中显示场景适应性变化，以模拟全站仪的粗瞄过程；

所述屏幕仿真模块包括全站仪仿真屏幕，用于输入目标信息和显示全站仪测量信息，以模拟全站仪的屏幕操作。

本发明提供的一种半实物全站仪教学系统，在现有的全站仪机体上，将目镜筒中的光学器件替换成视景屏幕，通过视景屏幕模拟测量目标；由PC训练终端通过旋钮转动量检测模块检测的旋钮转动量大小控制视景屏幕的清晰度，实现全站仪粗瞄和精瞄的教学；同时通过屏幕仿真模块模拟全站仪屏幕操作和显示功能，实现对全站仪屏幕信息显示和操作的教学操控。该系统可以实现在室内操作，不受外界环境限制，实现教学资源与虚拟现实场景的有机融合，通过模拟教学方式提高学生对全站仪操作的熟练度，也可仿真多个典型场景，根据训练科目的需求，实现针对性教学。