智能探测技术在VR中的应用

西北民族大学电气工程学院 李培森 孙 剑 洪淼淼

智能探测技术在VR中的应用

西北民族大学电气工程学院 李培森 孙 剑 洪淼淼

2016年被称为“VR元年”，在“互联网+”的时代，虚拟现实技术开始迅速发展，各个领域开始迅速涌进，如今智能探测技术在现在已经相对成熟，而在虚拟现实技术领域的应用还相对比较薄弱。本文主要对智能探测技术与虚拟现实技术结合的研究，智能探测机器人检测环境的温度、湿度、图像等信息，通过无线收发装置发送到移动端进行信息处理结合虚拟现实技术使接收者感觉到身处其中，并且可以通过移动终端发送指令控制机器人达到完全“身临其境”的感觉。

智能探测技术；VR技术；图像传输

0.引言

在当今科学技术发达的社会，人类对外界事物的探索也越来越深入，智能的探测机器人取代人类承担了更多危险和细致的任务，本文设计了一款智能探测机器人，主要用于一些恶劣环境的温度、湿度、图像进行采集，通过无线模块进行传输数据到移动终端，移动终端对数据处理，结合VR设备进行感知，控制者可以通过移动终端的重力感应对智能探测机器人进行移动控制，环境数据和图像实时反馈到移动终端，实现了控制者“身临其境”。

1.系统总体设计

1.1 系统硬件组成

本设计由数据采集部分、无线收发装置与移动终端三部分组成。数据采集部分主要由温度传感器、烟雾传感器和摄像头等组成，无线收发装置采用WiFi模块，移动终端载有软件对接收图像进行处理和发送命令对机器人进行控制，通过佩戴VR设备实现监测，系统框图如图1所示。

1.2 系统工作原理

智能探测机器人采用STM32为主控芯片，确定温度传感器、烟雾传感器以及摄像头等电子元器件的装配，检查WiFi模块工作情况，使移动终端连接上智能探测机器人的无线局域网，打开编写好的进行图像处理和控制的软件，佩戴VR设备，观察者通过软件使用移动终端的重力感应系统控制智能探测机器人的前后移动和转向，实时返回移动后的环境数据和图像，处理后观测使人感觉到就在探测环境现场。

2.硬件的设计与实现

2.1 硬件电路设计

考虑到需要进行数据采集以及图像传输所以采用STM32为主控芯片，其数据处理速度快，功耗低满足，数据采集模块采用温度传感器、湿度传感器以及摄像头等元件，无线收发装置使用WiFi模块，移动控制终端采用手机及VR设备，模块结构图如图2所示。

2.2 主控芯片及无线模块

使用STM32系列芯片，外围模块丰富，处理速度极快，能够嵌入系统配合无线模块使用传输大量图像信息，由于图像数据较大，WiFi模块数据传输只能在一定的区间内可以使用，如果技术要求更高可以使用无人机图传系统。

2.3 接收及控制终端

接收终端可以使用手机或者其他板卡嵌入安卓系统，连接上WiFi模块所发出的WLAN，打开移动终端上的软件，接收采集模块发送的数据及图像，软件将数据处理成VR设备匹配的格式，VR设备采用市场上的VR眼镜直接使用，控制者就可以直接感知到虚拟现实技术，通过移动终端直接控制探测机器人的移动状态，全方位融入探测环境，更为细腻直观的感知环境。

图1 系统框图

图2 模块结构图

3.软件设计

智能探测机器人主控芯片程序循环检测环境因素及控制机器运行状态，不停监测是否有控制命令控制其前后移动和转向，摄像头进行图像采集并直接连接WiFi模块，移动终端在同一WLAN下通过访问图像固定IP使之接收到图像信息，移动终端的软件是基于安卓操作系统的使用Java语言设计的，使用接口将接收到的图像数据处理成VR视频格式，直接使用VR设备实时观测。移动终端软件设计访问陀螺仪，当戴上VR设备时通过陀螺仪参数变化发送命令控制机器人的移动和转向，变换角度等操作，实现“现场”动态监测。

4.结论

（1）本设计的研究主要将智能探测技术和虚拟现实技术结合，控制者可以直接对另一场所的感知和监测。

（2）通过无线WiFi模块进行图像实时传输，满足大量数据的传输，在后期设计可以使用互联网解决WiFi传输距离限制。

（3）可以广泛用于一定范围内的危险作业和高精度作业，避免人受到伤害，具有很高的市场前景和应用价值。

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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，现就读于西北民族大学电气工程学院2014级电子信息工程专业。

西北民族大学国家大学生创新创业训练计划项目资助（项目编号：201610742085）。