智能探測技術在VR中的應用

西北民族大學電氣工程學院 李培森 孫 劍 洪淼淼

智能探測技術在VR中的應用

西北民族大學電氣工程學院 李培森 孫 劍 洪淼淼

2016年被稱為“VR元年”，在“互聯網+”的時代，虛擬現實技術開始迅速發展，各個領域開始迅速涌進，如今智能探測技術在現在已經相對成熟，而在虛擬現實技術領域的應用還相對比較薄弱。本文主要對智能探測技術與虛擬現實技術結合的研究，智能探測機器人檢測環境的溫度、濕度、圖像等信息，通過無線收發裝置發送到移動端進行信息處理結合虛擬現實技術使接收者感覺到身處其中，并且可以通過移動終端發送指令控制機器人達到完全“身臨其境”的感覺。

智能探測技術；VR技術；圖像傳輸

0.引言

在當今科學技術發達的社會，人類對外界事物的探索也越來越深入，智能的探測機器人取代人類承擔了更多危險和細致的任務，本文設計了一款智能探測機器人，主要用于一些惡劣環境的溫度、濕度、圖像進行采集，通過無線模塊進行傳輸數據到移動終端，移動終端對數據處理，結合VR設備進行感知，控制者可以通過移動終端的重力感應對智能探測機器人進行移動控制，環境數據和圖像實時反饋到移動終端，實現了控制者“身臨其境”。

1.系統總體設計

1.1 系統硬件組成

本設計由數據采集部分、無線收發裝置與移動終端三部分組成。數據采集部分主要由溫度傳感器、煙霧傳感器和攝像頭等組成，無線收發裝置采用WiFi模塊，移動終端載有軟件對接收圖像進行處理和發送命令對機器人進行控制，通過佩戴VR設備實現監測，系統框圖如圖1所示。

1.2 系統工作原理

智能探測機器人采用STM32為主控芯片，確定溫度傳感器、煙霧傳感器以及攝像頭等電子元器件的裝配，檢查WiFi模塊工作情況，使移動終端連接上智能探測機器人的無線局域網，打開編寫好的進行圖像處理和控制的軟件，佩戴VR設備，觀察者通過軟件使用移動終端的重力感應系統控制智能探測機器人的前后移動和轉向，實時返回移動后的環境數據和圖像，處理后觀測使人感覺到就在探測環境現場。

2.硬件的設計與實現

2.1 硬件電路設計

考慮到需要進行數據采集以及圖像傳輸所以采用STM32為主控芯片，其數據處理速度快，功耗低滿足，數據采集模塊采用溫度傳感器、濕度傳感器以及攝像頭等元件，無線收發裝置使用WiFi模塊，移動控制終端采用手機及VR設備，模塊結構圖如圖2所示。

2.2 主控芯片及無線模塊

使用STM32系列芯片，外圍模塊豐富，處理速度極快，能夠嵌入系統配合無線模塊使用傳輸大量圖像信息，由于圖像數據較大，WiFi模塊數據傳輸只能在一定的區間內可以使用，如果技術要求更高可以使用無人機圖傳系統。

2.3 接收及控制終端

接收終端可以使用手機或者其他板卡嵌入安卓系統，連接上WiFi模塊所發出的WLAN，打開移動終端上的軟件，接收采集模塊發送的數據及圖像，軟件將數據處理成VR設備匹配的格式，VR設備采用市場上的VR眼鏡直接使用，控制者就可以直接感知到虛擬現實技術，通過移動終端直接控制探測機器人的移動狀態，全方位融入探測環境，更為細膩直觀的感知環境。

圖1 系統框圖

圖2 模塊結構圖

3.軟件設計

智能探測機器人主控芯片程序循環檢測環境因素及控制機器運行狀態，不停監測是否有控制命令控制其前后移動和轉向，攝像頭進行圖像采集并直接連接WiFi模塊，移動終端在同一WLAN下通過訪問圖像固定IP使之接收到圖像信息，移動終端的軟件是基于安卓操作系統的使用Java語言設計的，使用接口將接收到的圖像數據處理成VR視頻格式，直接使用VR設備實時觀測。移動終端軟件設計訪問陀螺儀，當戴上VR設備時通過陀螺儀參數變化發送命令控制機器人的移動和轉向，變換角度等操作，實現“現場”動態監測。

4.結論

（1）本設計的研究主要將智能探測技術和虛擬現實技術結合，控制者可以直接對另一場所的感知和監測。

（2）通過無線WiFi模塊進行圖像實時傳輸，滿足大量數據的傳輸，在后期設計可以使用互聯網解決WiFi傳輸距離限制。

（3）可以廣泛用于一定范圍內的危險作業和高精度作業，避免人受到傷害，具有很高的市場前景和應用價值。

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Application of intelligent detection technology in VR

Li Pei-sen，Sun jian，Hong miao-miao
（School of Electrical Engineering，Northwest University for Nationalities，Lanzhou，730124，China）

in 2016，known as the"VR year"，in the era of"Internet +"，virtual reality technology has been rapid development in various felds，And the smart detection technology has been relatively mature，but this technology in the feld of virtual reality technology is relatively weak.This paper focuses on the research of intelligent detection technology and virtual reality with the detection of temperature and humidity，and the image information of the environment.By sending a wireless transceiver to the mobile terminal information processing based on virtual reality technology to receive people feel living in them，and can use the mobile terminal to send commands to control the robot to make user feel personally on the scene.

Intelligent detection technology；VR technology；Image transmission

李培森（1994—），男，四川巴中人，現就讀于西北民族大學電氣工程學院2014級電子信息工程專業。

西北民族大學國家大學生創新創業訓練計劃項目資助（項目編號：201610742085）。