基于上述主專利的要素和要求增補西班牙專利es2438440“基于可以遠程更新的增強現(xiàn)實模擬的用于焊接培訓的先進裝置”的證書，其提供了新穎特點和創(chuàng)造性活動。

背景技術：

主專利系由為其應用于焊接培訓而創(chuàng)建的技術裝置組成，并且其通過增強現(xiàn)實以非常精確的方式模擬所有焊接過程。它還模擬在控制、監(jiān)測和評估系統(tǒng)上實施的實際焊接機的行為，因此由教官實時檢查學生的教學過程，而無需物理地訓練室中進行。為此，主專利描述了包括在設備中的以下部件：

1.cpu單元。

2.通過修改其尖端而適配的實際mig/mag(gmaw，fcaw)和tig(gtaw)焊炬，該尖端被并入增強現(xiàn)實標記系統(tǒng)的本發(fā)明尖端替代。

3.實際電極夾，用于夾持模擬電極棒和tig桿。

4.焊接試樣(工件)。

5.工作臺。

6.帶有所并入的增強現(xiàn)實系統(tǒng)的焊接面罩。

7.基于linux版本(開放源代碼)的操作系統(tǒng)，其已針對系統(tǒng)的特定要求得以增強。

8.必要的網(wǎng)絡架構(gòu)。

9.數(shù)學算法的實施方式，其能夠使用其所有變量以3d模擬實際焊接過程。

10.數(shù)據(jù)矩陣，其預期焊接機的確切行為。

11.所執(zhí)行的焊接的技術和質(zhì)量系統(tǒng)。

12.使用上下文菜單。

13.人機界面。

14.遠程更新系統(tǒng)，其通過軟件遠程更新系統(tǒng)的任何變量(例如，焊接材料)。

15.必要的軟件庫，用于并入增強現(xiàn)實。

技術實現(xiàn)要素：

關于西班牙專利es2438440，本發(fā)明現(xiàn)在對電極以及改進的焊接面罩進行附加模擬，其在引入以下改進的基礎上來增強沉浸式體驗和用戶感覺：

1.-伸縮式電極，其消耗通過桿的牽引運動來模擬。它由以下元件組成：

(a)桿的主截面，其模擬涂層電極。

(b)桿的段，用于辨識人工視覺技術。

(c)牽引設備，其夾持電極棒并且使用適當?shù)碾姌O消耗速度拖動電極棒。

(d)角度調(diào)整，用于定位整個電極組。

(e)電極夾。

(f)握柄。

(g)滾輪，螺母和螺絲組。

(h)牽引發(fā)動機的控制電子板。

(i)微型電機。

(j)塑料滾輪導軌。

因此，伸縮式電極由機械裝置、機電裝置和電子裝置補充，這些裝置允許該伸縮式電極通過數(shù)字數(shù)據(jù)總線與操作者系統(tǒng)和it系統(tǒng)通信，從而通過用戶基于所選擇的焊接參數(shù)來改進電極消耗的模擬，其類似于實際焊接。

2.-具有改進的增強現(xiàn)實系統(tǒng)的焊接面罩，其由以下元件組成：

(a)前企口溝緣(bezel)，其由固定到鏡框的蓋子組成。它作為企口溝緣，它還保護所有的不同的元件，這些元件如相機、照明系統(tǒng)和揚聲器一樣非常容易破碎。

(b)揚聲器。

(c)照明系統(tǒng)。

(d)相機，其捕獲視頻圖像并且將其傳到計算機，因此可以處理該視頻圖像以通過lcd屏幕和鏡子傳回給用戶。

(e)led框架，其保持照明系統(tǒng)并且通過鋁制本體提供制冷。

(f)相機框架，其由支撐件組成并具有把相機固定到鏡框的精確的尺寸。

(g)鏡子和lcd屏幕均被固定于此的鏡框。

(h)副鏡。

(i)主鏡。

(j)lcd屏幕，其由顯示器或高分辨率商業(yè)lcd組成。它把圖像從主鏡和副鏡投影到用戶。

(k)具有所需的絹印的蓋框。

(l)防霧保護器，其保護lcd屏幕、主鏡和副鏡，并且避免對面罩的非適當操縱。

(m)頭戴式顯示器，其固定到鏡框，并且可以調(diào)整到任何商用頭盔懸掛件。該件與頭盔懸掛件一起實現(xiàn)對增強面罩的適當位置的必要調(diào)整。

因此，根據(jù)多媒體播放器(包括音頻)來配置具有增強現(xiàn)實系統(tǒng)的改進的焊接面罩。它由包括在面罩本身中的照明和視覺系統(tǒng)組成，并且并入主鏡和副鏡，主鏡與屏幕一起形成40度和50度之間的角度；副鏡與主鏡一起形成62度和72度之間的角度。由此，用戶在任何類型的多媒體內(nèi)容中獲得具有更高分辨率的更全景的視角。

作為附加的創(chuàng)新并且由于使用改進的裝置(電極和面罩)，這個增補證書允許使用兩個彩色相機工作(分辨率和相機框架取決于所需的應用類型，從而一直試圖達到功能性和成本之間的平衡，以保證其商業(yè)可行性)；根據(jù)本發(fā)明的不同應用，彩色相機或彩色相機和渡越時間相機的組合(當使用原發(fā)明的增強現(xiàn)實標記是可能的時用于3d對象辨識)，這允許裝置作為對于主專利(其主要目標是焊接模擬)的創(chuàng)新應用于模擬焊接和實際焊接，從而幫助焊工辨識實際焊接場景，提供增加生產(chǎn)率(成本和時間節(jié)省)的提示，提高質(zhì)量并且減少事故。

在這個意義上，在該增補專利中描述的主鏡具有球面曲率，以根據(jù)模擬焊接或?qū)嶋H焊接的必要性來放大圖像。

類似地，關于上文所提及的lcd屏幕，對于每只眼睛，可以與它一起工作或與2個微顯示器一起工作，以根據(jù)模擬焊接或?qū)嶋H焊接的必要性來改進3d體驗。

出于該原因，本發(fā)明中描述的硬件元件的演變導致了對不同元件的新檢測系統(tǒng)的研究，以幫助用戶不僅實踐模擬焊接，而且實踐實際焊接。

附圖說明

為了完成描述并且出于便于理解本發(fā)明特點的目的，該增補專利伴隨有表示以下內(nèi)容的一組附圖：

圖1是伸縮式電極的透視圖。

圖2是伸縮式電極的上后視圖。

圖3是伸縮式電極的分解圖。

圖4是具有改進的增強現(xiàn)實系統(tǒng)的焊接面罩的透視圖。

圖5是具有改進的增強現(xiàn)實系統(tǒng)的焊接面罩的分解圖。

圖6是lcd屏幕與具有改進的增強現(xiàn)實系統(tǒng)的焊接面罩的主鏡和副鏡之間的詳細相對位置。

在上述附圖中，可以突出顯示以下元件：

1.電極棒的主體。

2.電極棒段，其用于通過增強現(xiàn)實辨識。

3.牽引機構(gòu)。

4.角度調(diào)整。

5.電極夾。

6.握柄。

7.滾輪，螺母和螺絲組。

8.牽引發(fā)動機的控制電子板。

9.微型電機。

10.塑料滾輪導軌。

11.前企口溝緣。

12.揚聲器。

13.照明系統(tǒng)。

14.相機

15.led框架。

16.相機框架。

17.鏡框。

18.副鏡。

19.主鏡。

20.lcd屏。

21.蓋子企口溝緣。

22.防霧保護器。

23.頭戴式顯示器。

具體實施方式

在圖1至圖3中，可以觀察到，從由塑料或金屬制成的電極棒(1)的主體獲得伸縮式電極，并且采用針對增強現(xiàn)實識別添加電極棒段(2)的圓柱形或正方形形狀。它可以由顏色代碼、點亮點或電極棒延伸件制成。在那里，可以辨識實際涂層電極。

該組通過牽引機構(gòu)(3)補充，該牽引機構(gòu)夾持電極棒(1)并且使用適當?shù)乃俣韧蟿与姌O棒以用于模擬電極消耗。該組還由更多的機械件和電子件組成，這些件負責消耗移動。這些件由以下各項組成：

(a)滾輪，螺母和螺釘組(7)，其通過塑料滾輪導軌(10)對消耗移動施加精確壓力。

(b)電子可編程板(8)，其在材料消耗的模擬中生成電極的適當移動和速度(1)。

(c)微型電機(9)，具有通過數(shù)字編碼器的機械減速和檢測系統(tǒng)。微型電機輸出連接到塑料滾輪導軌(10)，以在電極棒上生成牽引。

(d)塑料滾輪導軌(10)，其傳遞微型電機(9)移動并且生成模擬焊接過程中的消耗的電極棒移動。

最后，伸縮式電極組由主角度調(diào)整補充，以根據(jù)焊接位置將整個組置于所需角度。該角度調(diào)整允許逆時針轉(zhuǎn)動達到45度。電極夾(5)可調(diào)整，并且保證電極棒(1)與塑料滾輪導軌(10)和主體固定。它是相當圓柱形的，并且其人體工程學已經(jīng)適應以便于用雙手握持。對于該最后件，牽引機構(gòu)和電極夾均通過角度控制器固定用于電極配置。

關于具有增強現(xiàn)實系統(tǒng)的改進的焊接面罩的制造，如在圖4至圖6中可以觀察到的，其包括以下元件：

√前企口溝緣(11)，其由熱成型塑料制成并且固定到鏡框(17)。它保護所有的沖擊敏感元件，如相機(14)、照明系統(tǒng)(13)和揚聲器(12)。

√膜揚聲器，其通過在企口溝緣(11)和鏡框(17)之間產(chǎn)生的探測板輔助再現(xiàn)聲音。

√照明系統(tǒng)(13)，其由均勻的光源組成，而沒有任何亮點。這可能由于高亮度光源和半球形白色漫射器之間的組合。

√相機(14)，其捕獲視頻圖像并且將其傳到計算機，因此可以處理該視頻圖像以通過lcd屏(20)和鏡子(19)(18)將其傳回給用戶。

√led框架(15)，其存儲照明系統(tǒng)(13)并且通過鋁制本體提供制冷。

√相機框架(16)，其由支撐件組成并具有把

相機(14)固定到鏡框(17)的精確的尺寸。

√鏡框(17)，其由熱成型塑料制成。兩個鏡子(18)(19)固定到該鏡框，并且它保持lcd屏幕的正確位置以及正確角度以實現(xiàn)適當?shù)膱D像投影。

√副鏡(18)，其在表面中裝備有特殊處理件用于鏡面處理，原因是使用玻璃是不適當?shù)摹＿@個鏡子具有球形曲率，以根據(jù)模擬焊接和實際焊接的不同場景來放大圖像。

√主鏡(19)，其在表面中裝備有特殊處理件用于鏡面處理。這個鏡子沒有曲率。

√高分辨率液晶屏，其可以是平面的或可以使用oled技術。其主要目的是通過鏡子(18)(19)將圖像投影到用戶。

√蓋子企口溝緣(21)，其保護lcd屏(20)并且具有所需絹印。

√防霧保護器(22)，其保護lcd屏(20)和兩個鏡子(18)(19)。它還具有其它功能，如覆蓋用戶視野的輸出孔并且保護面罩免受不適當操縱。

√頭戴式顯示器，其固定到鏡框，并且可以調(diào)整到任何商用頭盔懸掛件。該件與頭盔懸掛件一起實現(xiàn)對增強面罩的適當位置的必要調(diào)整。

最后，如在圖6中可以觀察到的，重要的是突出顯示主鏡(19)和屏幕(20)之間的相對位置，其中存在40度和50度之間的角度，中心位置為45度。在副鏡(18)和主鏡(19)之間存在62度和72度之間的角度，中心位置大約為70度。

所有描述的改進以及形成實際焊接場景的所有元件的檢測系統(tǒng)的擴展：具有不同接頭類型的工件、焊炬、電極棒和tig填充棒(在主專利中使用)；允許裝置執(zhí)行以下動作：

(a)元件和對象學習：

學習過程由元件的所有興趣點的裝置檢測組成。所有這些興趣點都是分類的，那些重復或較不堅實的興趣點被拒絕。所分類的點云可能是我們的增強現(xiàn)實系統(tǒng)的對象的描述。

(b)元件檢測：

元件檢測通過搜索由相機捕獲的場景中的興趣點由設備執(zhí)行。一旦獲得這些點，則存在搜索算法以尋找之前所描述的興趣點之間的一致性。

(c)計算空間中元件的位置和取向：

由于設備存儲每個元件的所有3d信息，因此可以計算相機和3d對象的位置。

(d)元件跟蹤：

為了避免元件的假陽性或不適當?shù)囊苿樱呀?jīng)開發(fā)出了將它們?yōu)V除的算法。

(e)增強現(xiàn)實：

先前，已經(jīng)獲得用于將虛擬相機推到與實際相機相同的位置的相機組的位置。因此，當放置虛擬對象時，將獲得相同的視角，并且將創(chuàng)建在現(xiàn)實本身中具有虛擬對象的印象。

因為任何主題專家可以理解本發(fā)明的主要范圍，所以不認為有必要擴展本描述。形成本發(fā)明的所有元件或其實施技術可以改變，只要其不涉及發(fā)明本質(zhì)的任何重要改變。