НОСИМЫЙ ДИСПЛЕЙ ДЛЯ ИСПОЛЬЗОВАНИЯ ВМЕСТЕ СО СТАНКОМ
WEARABLE DISPLAY FOR USE WITH TOOL

ПЕРЕКРЕСТНАЯ ССЫЛКА НА РОДСТВЕННУЮ ЗАЯВКУ
[001] По настоящей заявке испрашивается приоритет по предварительной заявке № 62/152487 на патент США, поданной 24 апреля 2015 года, которая включена в настоящий документ посредством ссылки.
Область техники, к которой относится изобретение
[002] В общем, настоящее изобретение относится к устройству проецирования изображения, предназначенному для использования вместе со станком, а более конкретно, к носимому устройству проецирования изображения или проекционному устройству, предназначенному для использования вместе со станком.
Уровень техники
[003] Рабочие в производственном цеху, операторы-станочники, домашние любители и другие лица используют станки (инструментальные средства), такие как станки с механическим приводом, для работы над обрабатываемыми деталями. Для надлежащего действия станков работу часто прерывают для сверки с инструкционными картами и диаграммами. Кроме того, работу прерывают в то время, когда другие станки, такие как пылеуловители, включают или осуществляют управление ими. При наладке и работе станка может потребоваться, чтобы пользователь прекратил наладочный процесс или работу станка для сверки с наладочными параметрами или другой информацией.
СУЩНОСТЬ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[004] Согласно настоящему изобретению предложено устройство проецирования изображения, такое как носимое устройство проецирования изображения или устройство расширенной реальности с наложением изображения, предназначенное для использования вместе со станком или в цеху, таком как производственный цех, домашний любительский цех, цех операторов-станочников или другое место. Носимое устройство проецирования изображения или проектор предусмотрен для проецирования изобразительной информации, наблюдаемой пользователем при работе на станке или при работе в цеху. Носимое устройство проецирования изображения или дисплей, также называемый дисплеем для просмотра без наклона головы, может предоставлять информацию для просмотра пользователем при работе пользователя на станке или в цеху.
[005] Носимое устройство отображения или проекционное устройство может проецировать информацию о станке или о других станках в цеху. Например, пользователь может видеть инструкцию пользователю или схему наладки станка или его взгляд может быть обращен на часть станка или орган управления. Пользователь может снабжаться информацией, относящейся к органам управления или регулировкам станка, которые видны на проецируемом изображении благодаря устройству проецирования изображения. Информация об управлении или регулировке видна пользователю в то время, когда пользователь наблюдает за станком, например за регулируемой частью станка.
[006] При другом применении пользователь снабжается изображением с помощью устройства проецирования изображения, которое показывает ход протекания этапов при выполнении проекта или при придании определенной формы обрабатываемой детали. Проекция готовой детали проецируется для показа пользователю дисплеем для просмотра без наклона головы или проектором. Таким образом, пользователь может видеть готовую деталь или промежуточные этапы предварительной обработки обрабатываемой детали, проецируемые на обрабатываемую деталь. Например, пользователь, заинтересованный в обработке резанием куска дерева до получения конкретной формы или размера для проекта, видит форму разреза и фигурное изделие из дерева, наложенные на неразрезанный и бесформенный лесоматериал. Пользователь может видеть отдельные части или завершенный проект, например законченный стул или шкаф, с помощью носимого дисплея и может видеть, как различные части собираются в завершенный проект. Части и/или проект можно видеть до начала работы над проектом и/или при выполнении обработки частей, которые будут использоваться для создания завершенного проекта. Конечно, можно наблюдать другие проекты и обрабатываемой детали.
[007] Носимый дисплей или проектор может накладывать подсветку на обрабатываемую часть. Например, красная подсветка может быть наложена на обрабатываемую деталь, когда пользователь выполняет обработку. Подсвечиваются участки, на которых материал должен быть удален. Подсветка исчезает из наложения, когда материал удален до заданной степени. Например, пользователь может срезать все красные (или другого цвета) подсвеченные участки, чтобы получать заданную форму конечного изделия. Когда обрабатываемая деталь имеет почти заданную форму, остаются только пятна или участки, которые подсвечены. Пользователь удаляет подсвеченные пятна или участки, чтобы обрабатываемая деталь имела заданную форму.
[008] Подсветку материала, подлежащего удалению, можно создавать при любом количестве станков. Например, обрабатываемую деталь, которой придают определенную форму на токарном станке или ленточно-отрезном станке, можно наблюдать на носимом дисплее с показом подсвеченного материала, подлежащего удалению. Например, кусок материала, отрезаемого на отрезном станке, может иметь подсвеченный участок, подлежащий удалению.
[009] Носимый дисплей или проектор можно использовать для наблюдения за состоянием машин и станков в цеху и/или для управления машинами или станками. Например, пользователь может использовать шлифовальный станок для обработки обрабатываемой детали и может захотеть привести в действие или регулировать пылеуловитель. Носимый дисплей способен отображать рабочее состояние пылеуловителя и обеспечивать возможность пользователю приводить в действие или регулировать пылеуловитель. Управление ленточно-шлифовальным станком можно осуществлять с помощью носимого дисплея или с помощью некоторого другого органа управления. Органы управления некоторых или всех станков в цеху можно видеть и/или регулировать при использовании носимого дисплея.
[010] Управление станком или другими станками в цеху можно осуществлять виртуальными органами управления, которые приводит в действие пользователь. Например, виртуальная кнопка, клавиатура, лимб или ручка могут быть отображены носимым дисплеем или проектором. Пользователь манипулирует виртуальным контроллером, например, нажимая виртуальную кнопку, для управления станком или другими устройствами в цеху. На носимом дисплее может показываться виртуальная панель управления станком, предназначенная для выполнения манипуляции/управления пользователем. Пользователь взаимодействует с виртуальными органами управления для выполнения действий по управлению станком.
[011] Носимый дисплей или проектор можно использовать, чтобы иметь доступ к технической поддержке для получения пользователем помощи при работе и/или установке станка. Например, на носимом дисплее может отображаться руководство по установке или схема сборки станка. Носимый дисплей может быть приведен в действие функцией технической поддержки, например, при доступе к информации об установке и работе и/или при доступе к системам или персоналу технической поддержки, который предоставляет пользователю руководство через посредство носимого дисплея.
[012] Носимый дисплей или проектор может обнаруживать местоположение обрабатываемой детали и/или местоположение станка, и/или местоположение пользователя и на основании обнаруженного местоположения может управлять работой станка. Например, носимый дисплей может обнаруживать местоположение рук пользователя, когда пользователь работает на станке. Носимый дисплей может передавать на станок сигналы управления, основанные на обнаруженном местоположении. В одном примере работа станка может быть прекращена, если рука пользователя находится, например, вблизи (в заранее определенной зоне или на заранее определенном расстояния) режущего или строгального инструмента.
[013] Носимый дисплей или проектор может обнаруживать руку или другую часть тела пользователя вблизи дисковой пилы или другой части станка. Например, когда рука пользователя находится вблизи дисковой пилы, рука пользователя может подсвечиваться предупреждающим цветом или участок между рукой и дисковой пилой может подсвечиваться предупреждающим цветом. Например, руки пользователя могут подсвечиваться зеленым, когда находятся на безопасном месте. Подсветка может изменяться до красной, когда руки пользователя перемещаются на менее безопасное место. Когда руки находятся еще ближе к дисковой пиле, подсветка может изменяться до мигающей. И наконец, когда руки находятся очень близко к дисковой пиле, носимый дисплей останавливает работу станка или использует какое-либо действие для предотвращения или снижения опасности получения травмы.
[014] В одном примере носимый дисплей или проектор проецирует на руки пользователя очертание рук пользователя первого цвета, такого как зеленый, и проецирует, например, красное очертание дисковой пилы или другой режущей части на дисковую пилу. Цвет и эффект (мигание, отсутствие мигания) отображения могут измениться, если пользователь переместит руку слишком близко к дисковой пиле.
[015] Носимый дисплей может быть образован в виде защитных очков, в виде лицевого или глазного щитка или другого носимого устройства отображения. Примером носимого дисплея является укрепляемый на голове дисплей-очки Google. Другие примеры дисплеев включают в себя устройство отображения Leap Motion, голографический дисплей Microsoft Holo Lens или проекционные очки Epson.
[016] Изображение компьютерного проекта (КП) станка может быть спроецировано на станок при использовании носимого дисплея или проектора. Органы управления и другие элементы станка могут быть подсвечены как информация, предоставляемая пользователю относительно использования станка, ремонта станка, регулировки станка или некоторых других аспектов.
[017] Носимый дисплей или проектор и станок могут быть соединены для обеспечения связи между станком и носимым дисплеем или проектором. Соединение устройств может быть специфическим в зависимости от марки станка и/или протокола связи. В альтернативных вариантах осуществления носимый дисплей может работать вместе с любым станком независимо от марки или протокола связи. Например, носимый дисплей или проектор может обнаруживать часть станка, имеющую конкретную скорость перемещения или движения, и может определять, например, что обнаруженная движущаяся часть является дисковой пилой станка. Носимый дисплей может подсвечивать дисковую пилу или другую часть, например, красным и подсвечивать руки пользователя, например, зеленым. Носимый дисплей или проектор может работать вместе с любым станком, который имеет подвижные части, и не является машинно-зависимым. Носимое устройство или проектор может выдавать пользователю предупреждения, когда руки пользователя находятся слишком близко.
[018] В некоторых вариантах осуществления носимый дисплей или проектор снабжается цифровой считываемой (ЦС) информацией со станка или машины. Наладочные параметры машины, скорость, тип дисковой пилы и другая информация может представляться пользователю с помощью носимого дисплея. Станок может быть снабжен передатчиком, который передает на носимый дисплей наладочные параметры машины и другую информацию, полученную на станке или введенную в станок. Например, станок может быть снабжен устройством вывода, таким как соединитель универсальной последовательной шины, с которым соединено периферийное или другое устройство, беспроводным способом передающее цифровую считываемую информацию по беспроводному соединению Bluetooth к очкам или другому носимому дисплею. Периферийным устройством цифровая считываемая информация может представляться к прикладной программе смартфона, такой как прикладная программа Android или Apple, выполняемой на смартфоне или другом устройстве. Прикладная программа форматирует цифровую считываемую информацию, приходящую со станка на очки или другой носимый дисплей. Цифровая считываемая информация может пересылаться на любой беспроводный приемник для передачи на носимый дисплей.
[019] Носимым дисплеем могут быть защитные очки, лицевой щиток или маска или очки, носимые поверх обычных очков. На носимом дисплее может показываться виртуальное изображение, используемое одним глазом или обоими глазами.
[020] В альтернативных вариантах осуществления предусмотрен проектор изображения, такой лазерный проектор изображения. Проецирование изображения производится на станок и/или обрабатываемую деталь. Например, цифровая считываемая информация (скорость станка, наладочные параметры и т.п.) проецируется на рабочий участок и/или на обрабатываемую деталь. Обрабатываемая деталь, которой должна быть придана определенная форма, может иметь подлежащие удалению участки, подсвечиваемые при проецировании. Пользователю всего лишь надо удалять подсвеченные участки. Предупреждения, такие как предупреждения о близости к дисковой пиле, предупреждения, связанные с работой станка, или другие предупреждения могут проецироваться на рабочий участок и/или обрабатываемую деталь. Такие предупреждения могут создаваться в случае, когда имеется возможность использования носимого дисплея, но они могут проецироваться на обрабатываемую деталь в случае, когда отсутствует возможность использования носимого дисплея.
[021] Проецирование изобразительной информации и другой информации на обрабатываемую деталь может осуществляться лазерным проектором или проектором другого вида.
[022] Положение рук пользователя может обнаруживаться для управления работой станка. Например, когда руки пользователя выходят из поля зрения носимого дисплея, станок может быть остановлен. Когда руки пользователя возвращаются в поле зрения, машина пускается в ход. Кроме того, возможны другие органы управления, воспринимающие руки пользователя. Например, для управления станком пользователь может привести в действие виртуальную кнопку в пространстве. Звуковые волны могут проецироваться для обеспечения пользователю тактильного ощущения при приведении в действие виртуального средства управления.
[023] Проецируемая информация, в том числе виртуальное отображение цифровой считываемой (ЦС) информации, проецируемые подсветки или виртуальное отображение подсветок носимым дисплеем, позволяет пользователю видеть управляющую информацию и управлять станком без отведения глаз от обрабатываемой детали и режущей части или дисковой пилы.
[024] Расширенное отображение пользователю информации и органов управления обеспечивает возможность безопасной работы на станке, позволяет иметь более высокое качество обработки, меньшее количество бесполезно расходуемого материала, меньшее количество ошибок и меньшее непроизводительное время.
[025] Управление станком с помощью носимого дисплея и/или проецируемого изображения можно осуществлять речевыми командами.
КРАТКОЕ ОПИСАНИЕ ЧЕРТЕЖЕЙ
На чертежах:
[026] фигура 1 - пользовательская схема использования станка для обработки обрабатываемой детали и взаимодействия со станком при использовании носимого дисплея;
[027] фигура 2 - перспективный вид устройства виртуальной реальности или устройства проецирования изображения, предназначенного для использования в предложенных способе и устройстве;
[028] фигура 3 - изометрический вид спереди устройства виртуальной реальности из фигуры 2;
[029] фигура 4 - снимок экрана устройства виртуальной реальности согласно предложенному способу с показом участков отображения информации;
[030] фигура 5 - полученный посредством устройства виртуальной реальности вид станка вместе со спроецированной изобразительной информацией, показывающей состояние электропитания станка и показывающей участок дисковой пилы;
[031] фигура 6 - полученный посредством устройства виртуальной реальности вид станка вместе со спроецированной изобразительной информацией, показывающей изменение состояния электропитания станка и показывающей участок дисковой пилы;
[032] фигура 7 - полученный посредством устройства виртуальной реальности вид станка вместе со спроецированной изобразительной информацией, показывающей еще одно изменение состояния электропитания станка и показывающей участок дисковой пилы;
[033] фигура 8 - полученный посредством устройства виртуальной реальности вид станка вместе со спроецированной изобразительной информацией, показывающей установку высоты подъема дисковой пилы станка и показывающей участок дисковой пилы;
[034] фигура 9 - полученный посредством устройства виртуальной реальности вид станка вместе со спроецированной изобразительной информацией, показывающей изменение установки высоты подъема дисковой пилы станка и показывающей участок дисковой пилы;
[035] фигура 10 - полученный посредством устройства виртуальной реальности вид станка вместе со спроецированной изобразительной информацией, показывающей установку угла наклона дисковой пилы станка и показывающей участок дисковой пилы;
[036] фигура 11 - полученный посредством устройства виртуальной реальности вид станка вместе со спроецированной изобразительной информацией, показывающей установку расстояния до направляющей линейки и показывающей участок дисковой пилы;
[037] фигура 12 - полученный посредством устройства виртуальной реальности вид станка вместе со спроецированной изобразительной информацией, показывающей установку частоты вращения дисковой пилы станка;
[038] фигура 13 - полученный посредством устройства виртуальной реальности вид станка вместе со спроецированной изобразительной информацией, показывающей участок дисковой пилы и показывающей положение рук пользователя;
[039] фигура 14 - полученный посредством устройства виртуальной реальности вид станка вместе со спроецированной изобразительной информацией, показывающей участок дисковой пилы и показывающей, что одна из рук пользователя переместилась на участок дисковой пилы;
[040] фигура 15 - полученный посредством устройства виртуальной реальности вид станка вместе со спроецированной изобразительной информацией, включающей в себя индикатор участка дисковой пилы, индикаторы положения рук и виртуальное средство управления другого станка;
[041] фигура 16 - полученный посредством устройства виртуальной реальности вид станка вместе со спроецированной изобразительной информацией, включающей в себя инструкции по эксплуатации станка;
[042] фигура 17 - полученный посредством устройства виртуальной реальности вид станка вместе со спроецированной изобразительной информацией, включающей в себя информацию из руководства по эксплуатации станка;
[043] фигура 18 - полученный посредством устройства виртуальной реальности вид станка вместе со спроецированной изобразительной информацией, включающей в себя наложенную информацию об образце, и индикатор удаления материала с обрабатываемой детали;
[044] фигура 19 - полученный посредством устройства виртуальной реальности вид станка вместе со спроецированным изображением виртуального станка;
[045] фигура 20 - структурная схема системы проецирования изображения, используемой вместе со станком;
[046] фигура 21 - перспективный вид металлорежущего станка, имеющего экран дисплея, на котором отображается информация, относящаяся к использованию станка, и наладочные параметры, которые задаются для станка; и
[047] фигура 22 - вид участка металлорежущего станка через устройство виртуальной реальности с показом информации о станке, включающей в себя информацию о наладочных параметрах для пользователя при наблюдении за металлорежущим станком.
ОСУЩЕСТВЛЕНИЕ ИЗОБРЕТЕНИЯ
[048] К устройству для представления информации пользователю могут быть отнесены носимый дисплей, проектор, носимое устройство проецирования изображения, устройство расширенной реальности с наложением изображения, носимые проекционные очки, проекционные бинокли, лазерный проектор, устройство проецирования изображения, дисплей для просмотра без наклона головы и другие компоненты. Эти и другие термины могут использоваться взаимозаменяемо и не ограничивают объем изобретения.
[049] На фигуре 1 пользователь 10 придает определенную форму обрабатываемой детали 12, выполняет формоизменение, резание, шлифование или иную обработку обрабатываемой детали 12, используя станок 14. Носимый дисплей 16 надет на пользователе 16. Носимый дисплей 16 соединен с сервером 18 информации о станке или проекте по сети 20 и с помощью беспроводного соединения 22. Сеть 20 может быть интернетом, а беспроводное соединение 22 может быть локальным Wi-Fi-соединением, с помощью которого носимый дисплей 16 поддерживает связь с сервером 18. На носимом дисплее 16 пользователю может показываться станок 14, может показываться его работа и/или органы управления, может показываться его установка и/или сборка или может представляться информация по технике безопасности или другая информация, имеющая отношение к станку 14. На носимом дисплее 16 пользователю 10 может показываться готовая деталь или промежуточные этапы придания определенной формы, формоизменения или другой обработки обрабатываемой детали 12. Пользователь 10 может использовать станок 14, чтобы придавать определенную форму обрабатываемой детали 12 или выполнять другую обработку.
[050] Пользователь 10 может взаимодействовать с носимым дисплеем 16, чтобы управлять работой станка 14. Например, пользователь 10 может использовать носимый дисплей 16 для пуска и/или остановки станка 14, регулирования скорости или задания параметров или иного изменения некоторых рабочих условий станка 14. Носимый дисплей может обнаруживать положение пользователя относительно станка 14, например, находится ли некоторая часть пользователя 10 вблизи дисковой пилы или другой режущей части станка 14. Носимый дисплей 16 может останавливать работу станка 14 или же изменять работу станка 14, чтобы защищать пользователя от соприкосновения с режущей частью. Чтобы исключать помещение рук пользователя, например, на отслеживаемое место, на носимом дисплее 16 может отображаться предупреждение пользователю.
[051] Носимый дисплей 16 может быть соединен с вторым станком 24, таким как другой станок в цеху. Второй станок 24 в процессе работы может быть соединен с первым станком 14, например, с помощью пылеулавливающего шланга или другого соединителя. В одном примере первый станок 14 представляет собой ленточно-шлифовальный станок, отрезной станок, продольно-строгальный станок, сверлильный станок, фрезерный станок или иной придающий определенную форму или формоизменяющий станок, который образует частицы, опилки или другой материал. Второй станок 24 представляет собой пылеуловитель, который присоединен для сбора частиц, опилок или другого материала. Пользователь 10 может видеть рабочее состояние второго станка 24 на носимом дисплее 16 и может управлять вторым станком 24 в продолжение использования первого станка 14 для придания определенной формы обрабатываемой детали 12 или формоизменения обрабатываемой детали 12.
[052] Носимый дисплей 16 может носиться пользователем 10 при сборке станка 14, при соединении станка 14 с вторым станком 24 или при обучении работе на станке 14. На носимом дисплее 16 пользователю может показываться информация о диагностировании неисправностей, когда пользователь испытывает проблемы, связанные с работой на станке 14. Например, специалист технической поддержки может вызывать показ пользователю на носимом дисплее 16 органов управления или части станка для изучения, тестирования или работы.
[053] На носимом дисплее 16 могут показываться диаграммы, текст, числовые данные, видеоданные или другие данные. Носимый дисплей 16 может включать в себя один или несколько датчиков для обнаружения положения головы пользователя, направления наблюдения или другой информации о пользователе. Носимый дисплей 16 может воспринимать пространство вокруг пользователя 10, в том числе положение станка, положение обрабатываемой детали, положение рук пользователя или других частей тела. Носимый дисплей 16 может обнаруживать положение элементов одежды, носимой пользователем 10, таких как рукава, которые могут попасть в станок 14.
[054] В альтернативном варианте осуществления проектор, такой как лазерный проектор, предусмотрен для проецирования информации, в том числе информации об эксплуатации и изобразительной информации, на рабочее место и/или обрабатываемую деталь.
[055] На фигуре 2 показано в виде очков носимое устройство 26 проецирования изображения, также описываемое как устройство расширенной реальности с наложением изображения. Кроме того, устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения может быть названо устройством виртуальной реальности, но более точно является устройством расширенной реальности с наложением изображения. Устройство 26 проецирует изобразительную информацию на просмотровый экран 28, который расположен перед одним или обоими глазами носящего устройство. Проецируемая изобразительная информация видна носящему устройство как накладываемая на или проецируемая на реальные объекты, которые пользователь видит через очки 26. Проецируемая информация может быть информацией, находящейся на фиксированном месте на экране или дисплее 28. Эта информация на фиксированном месте на экране остается на конкретном месте в поле зрения носящего устройство независимо от того, куда носящий устройство смотрит при ношении проекционного устройства. Информация на фиксированном месте на экране может быть представлена носящему устройство без необходимости в обратной связи о положении или ориентации носимого устройства проецирования изображения.
[056] Проецируемая информация может также или взамен включать в себя проецируемую информацию, которая фиксирована на месте относительно объекта в поле зрения носящего устройство. Устройство проецирования изображения обнаруживает один или несколько объектов в поле зрения носящего устройство и накладывает проецируемое изображение на объект или часть объекта. Проецируемая информация сохраняется на месте на объекте в поле зрения носящего устройство, когда носящий устройство рассматривает объект под различными углами и с различных расстояний. Проецируемое изображение представляется носящему устройство фиксированным на объекте, когда носящий устройство, например, перемещает голову.
[057] Предложенные способ и устройство охватывают устройство проецирования изображения, которое проецирует изображение на объект или часть объекта, но которое не может накладывать проецируемое изображение на объект под каждым углом и с каждого расстояния или на каждый вид объекта.
[058] Устройство расширенной реальности с наложением изображения может быть расположено в защитных очках для проецирования на глаза носящего устройство во время использования станка. Устройство может находиться вместо лицевого щитка, козырьковых защитных очков, окна шлема, например, на экипировке для защиты от токсичных материалов, контактных линз, надетых в глазах, имплантированного устройства отображения изображения, смотрового окна в помещении или на производственной площадке, прозрачного защитного щитка, установленного, например, на станке, или другого устройства для создания проецируемого изображения на виде станка. Как будет более подробно рассмотрено в этой заявке, устройство проецирования изображения может быть проектором, который проецирует изобразительную информацию непосредственно на станок и/или на обрабатываемую деталь, и/или на пользователя, и/или на другие участки. Например, лазерный проектор может быть предусмотрен для проецирования информации, в том числе накладываемой информации, если она необходима.
[059] Как можно видеть на фигуре 2, устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения выполнено по форме очков, имеющих прозрачный или полупрозрачный просмотровый экран 28, предназначенный для размещения поверх одного или обоих глаз носящего устройство. Просмотровый экран 28 имеет определенную форму, обозначенную позицией 30, для согласования с переносицей носящего устройство. Заушники 32 предусмотрены для прилегания на сторонах головы носящего устройство, например, поверх ушей носящего устройство. Предусмотрена выступающая часть 34, продолжающаяся от одного из заушников 32. Выступающая часть 34 может быть электрическим шнуром для проводной работы устройства 26. Выступающая часть 34, которая может переустанавливаться пользователем, может включать в себя микрофон речевого ввода для приема речевых команд от носящего устройства. Вместо этого или в дополнение выступающая часть 34 может включать в себя антенну для беспроводной связи.
[060] Устройство 26 включает в себя кожухи 36 на заушниках 32 по обеим сторонам просмотрового экрана 28. Кожухи 36 включают в себя устройство проецирования изображения, систему беспроводной связи, источник питания и могут включать в себя датчики для обнаружения объектов в поле зрения носящего устройство, а также устройства для обнаружения ориентации и перемещения. В некоторых вариантах осуществления устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения включает в себя устройство беспроводной связи, Wi-Fi или по технологии Bluetooth, видеокамеру с функциональной возможностью распознавания формы, предназначенную для обнаружения объектов в поле зрения носящего устройство, и датчики положения и перемещения, которые могут включать в себя гироскопические датчики, также называемые датчиками угловой скорости или датчиками скорости изменения угла. Гироскопические датчики могут включать в себя гироскопические датчики вибрации, хотя могут использоваться датчики по другим технологиям, такие как жидкостные гироскопы, волоконно-оптические гироскопы или кольцевые лазерные гироскопы.
[061] На фигуре 3 устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения включает в себя носовые упоры 38 для соприкосновения с переносицей носящего устройство и кожухи 36 на каждой стороне головы носящего устройство, чтобы устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения имело возможность реконструировать физическую окружающую обстановку возле носящего устройства и определять положение объектов в пространстве. Просмотровые экраны 28 позволяют пользователю наблюдать участок вблизи носящего устройства и в то же время обеспечивают проецируемые наложенные изображения, которые возникают в поле зрения так, как если бы проецируемые изображения были частью физической окружающей обстановки. Носящий устройство может одновременно видеть как физическую окружающую обстановку, так и виртуальную проецируемую изобразительную информацию. Такие проекционные дисплейные устройства могут быть известны как дисплеи для просмотра без наклона головы. Устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения имеет размер и форму, обеспечивающие комфортное ношение носящему устройство без влияния на наблюдение носящим устройство физической окружающей обстановки и без влияния на использование носящим устройство объектов в физической окружающей обстановке, например, на использование станка и манипулирование с обрабатываемой деталью.
[062] На фигуре 4 показан просмотровый экран 40 устройства 26 расширенной реальности с наложением изображения. Просмотровый экран 40 виден так, как если бы носящий устройство смотрел на чистую стену, например, без объектов в физической окружающей обстановке, возникающих в поле зрения сквозь полупрозрачный экран. Просмотровый экран 40 включает в себя нижнюю полосу 42, продолжающуюся по всему нижнему участку экрана 40. В этом примере на нижней полосе 42 отображается технологическая обратная информация 44 со станка. В показанном примере отображение 44 технологической обратной информации включает в себя текст на нижней полосе 42, в данном случае читаемый как «угол наклона дисковой пилы: 20°». Информацию для отображения технологической обратной информации можно получать с датчиков на станке. Отображение 44 технологической обратной информации может включаться или выключаться, например, носящим устройство или автоматически. Отображаемая технологическая обратная информация 44 может быть выбрана из различных информационных элементов, которые могут быть доступны. Доступная информация может зависеть от типа машины или станка и может включать в себя наладочные параметры станка или приспособлений, рабочую скорость, информацию о положении или угле или любую другую информацию, которая может быть доступна.
[063] На левом краю нижней полосы имеется пиктограмма 46, показывающая состояние электропитания машины. Индикатор 46 состояния машины может включать в себя указание на то, что электропитание не подается на станок, что электропитание подается на станок, что станок работает или что аварийная остановка инициирована. Кроме того, возможны другие указания.
[064] В правой части просмотрового экрана 40, показанной продолжающейся вдоль правого края, находится информационное окно 48. Информационное окно 48 может включаться или выключаться, например, носящим устройство или автоматически. Возможная информация, которая может проецироваться на информационное окно 48, может включать в себя вид завершенной модели или завершенного рабочего проекта или готовой детали или части, или промежуточный этап рабочего проекта или обработки обрабатываемой детали. В информационном окне 48 может отображаться руководство по эксплуатации станка или другая рабочая информация, относящаяся к станку. В информационном окне 48 могут отображаться инструкции службы технической поддержки, информация по технике безопасности или что-либо подобное. Кроме того, возможно отображение другой информации.
[065] Без отступления от настоящего изобретения информацию 44, отображаемую на просмотровом экране 40, и положение информации 44 можно изменять относительно показанных.
[066] Обратимся к фигуре 5, на которой через просмотровый экран 40 устройства 26 расширенной реальности с наложением изображения показан вид 50 физической окружающей обстановки перед носящим устройство. Носящий устройство смотрит на станок 52, в данном случае отрезной станок со столом. Носящему устройство станок 52 ясно виден через устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения. В дополнение к станку 52 и окружающей обстановке вблизи станка 52 носящий устройство может видеть в нижнем левом углу пиктограмму 46 состояния электропитания машины. В данном случае пиктограмма 46 показывает, что электропитание не подается на станок 52. Пиктограмма 46 состояния электропитания находится на фиксированном месте на экране 40 и в этом примере остается в левом углу поля 50 зрения независимо от направления взгляда носящего устройство. Информация о состоянии электропитания со станка к устройству расширенной реальности с наложением изображения передается по беспроводной линии связи или может быть передана по проводной линии связи.
[067] Кроме того, на фигуре 5 представлен вид 50 станка 52 с участком 54 вокруг дисковой пилы 56, показанным в цвете, таком как красный или другой легко заметный цвет. Станок 52 может иметь подсвеченный цветом участок на механическом инструменте, например, создаваемый цветом на верхнем участке 54 по периметру отверстия для дисковой пилы в столе отрезного станка 52. В дополнение к этому или альтернативно устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения можно программировать на создание подсвеченного участка 54 вокруг дисковой пилы 56 на виде 50 в качестве представляющего интерес или опасного участка. Например, подсвеченный участок 54 может создаваться устройством 26, обнаруживающим перемещение дисковой пилы 56 и формирующим опасную зону 54 вокруг подвижной дисковой пилы, или в результате распознавания станка 52 как отрезного станка со столом, и в частности этой модели или типа отрезного станка со столом, и обнаружения подсвеченной зоны 54 на дисковой пиле 56. Кроме того, возможны другие средства и способы для образования подсвеченного участка или зоны 54 и они находятся в объеме этого изобретения.
[068] Когда проецируемая подсветка 54 представляется на виде 50 посредством устройства 26, дисковая пила 56 отрезного станка 52 со столом и участок вокруг дисковой пилы 56 подсвечиваются. Хотя можно проецировать любое изображение или цвет, в этом примере участок вокруг дисковой пилы 56 подсвечивается красным. Вместо этого могут использоваться другие цвета. Могут подсвечиваться другие участки станка 52. Другие станки и, в частности, станки других типов могут иметь другие подсвечиваемые части. В данном случае подсвеченный участок 54 осведомляет пользователя о режущем участке станка 52. Подсвеченный участок 54 может представляться в качестве признака безопасности. Подсветка 54 дисковой пилы остается на месте на дисковой пиле 56 станка 54, когда носящий устройство перемещается и изображение физической окружающей обстановки перемещается на виде 50 устройства 26 расширенной реальности с наложением изображения. Подсвеченный участок 54 дисковой пилы перемещается в поле вида 50, когда положение станка 52 перемещается в поле вида 50. Например, если носящий устройство поворачивает голову так, что станок 52 перемещается влево или вверх на виде 50, подсветка 54 дисковой пилы перемещается на виде влево или вверх, оставаясь на месте на дисковой пиле 56 станка 52. Подсвеченная зона 54 дисковой пилы может считаться неподвижной относительно объекта (станка).
[069] Участки станка 52 могут подсвечиваться для безопасности, для инструктажа при использовании станка, для руководства при сборке станка или в других случаях. Аналогично этому, может подсвечиваться обрабатываемая деталь или может подсвечиваться участок обрабатываемой детали или другие объекты, такие как руки пользователя.
[070] На фигуре 6 показан вид через устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения, включающий в себя вид станка 52 в поле зрения носящего устройство, и подсветку 54 дисковой пилы. Вид пиктограммы 46 состояния электропитания изменен, чтобы показать, что электропитание подается на станок 52. Пиктограмма 46 состояния электропитания изменена для примера от белого символа электропитания до зеленого символа электропитания. По желанию можно создавать другие цвета или символы. На виде из фигуры 6 можно видеть электрический шнур 58, соединенный с протяженным силовым электрическим шнуром 60, по которому подается электропитание на станок 52. На фигуре 5 электрический шнур 58 станка 52 отсоединен. Пользователь станка 52 может не обратить внимание на то, присоединен или нет электрический шнур, но на виде 50 снабжается информацией об электропитании, предоставляемой устройством 26 расширенной реальности с наложением изображения.
[071] На фигуре 7 показан такой же станок 52 с подсвеченной красным зоной 54 дисковой пилы. Цвет пиктограммы 46 состояния электропитания изменен для примера на другой цвет, в данном случае на темно-зеленый цвет, показывающий, что станок 52 включен. Этим показывается, что электродвигатель отрезного станка 52 со столом работает и дисковая пила 56 вращается. По желанию для состояния станка могут быть предусмотрены другие индикаторы.
[072] На фигуре 8 на виде 50 через устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения видна только верхняя часть 62 стола отрезного станка со столом, поскольку носящий устройство переместился ближе к станку 52. Участок 54 дисковой пилы может оставаться подсвеченным на виде. Прорезь 64, через которую может выступать дисковая пила 56, видна на подсвеченном участке 54 дисковой пилы. Носящий устройство имеет включенное отображение 44 технологической обратной информации на полосе 42 по всему нижнему участку вида 50. Отображение 44 технологической обратной информации возникает как затененная полоса 42, как текст на полосе. Носящий устройство выбирает информацию, подлежащую отображению на полосе 42. В данном случае носящий устройство выбрал высоту подъема дисковой пилы в качестве отображаемой информации. Станок 52 соединен по каналу беспроводной или проводной связи с устройством 26 расширенной реальности с наложенным изображением для отображения информации, заключающейся в том, что высота подъема дисковой пилы, измеренная с помощью датчика на станке 52, установлена нулевой (0,0 дюймов). Дисковая пила не видна в отверстии или прорези 64 для дисковой пилы в верхней части 62, поскольку дисковая пила 56 находится ниже поверхности верхней части 62. Пиктограмма 46 состояния электропитания является совсем белой, показывающей, что станок 52 отключен от электропитания. В этом примере пиктограмма 46 электропитания может показывать, подключено ли электропитание к электродвигателю, который приводит в движение дисковую пилу 56. Электропитание может подаваться отдельно на датчики или что-либо подобное на станке 52, так что наладочные параметры станка могут обнаруживаться и передаваться к устройству 26 расширенной реальности с наложением изображения даже в случае, когда электропитание не подключено к электродвигателю. Например, электропитание к датчикам может подаваться от отдельного источника питания или батареи.
[073] Что касается фигуры 9, то пользователь имеет настроенный станок 52 с дисковой пилой 56, выступающей через отверстие 64 для дисковой пилы. Отрегулированное положение дисковой пилы 56 представлено по горизонтали на полосе 42 поля 50 зрения носящего устройство и в данном случае показано, что высота подъема дисковой пилы 56 над верхней частью 62 стола составляет 1,23 дюйма (3,125 см). Носящему устройство дисковая пила 56 видна через устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения. Участок 54 вокруг дисковой пилы 56 может быть подсвечен прозрачным световым пятном, которое является красным в этом примере, для показа, что пользователь должен соблюдать осторожность на участке 54 вокруг дисковой пилы 56, поскольку дисковая пила 56 может представлять опасность и может нанести травму носящему устройство. Прозрачный подсвеченный участок 54 позволяет пользователю видеть дисковую пилу 56 сквозь подсвеченный участок без загораживания изображения дисковой пилы 56.
[074] На фигуре 10 носящий устройство переместился из одного положения в другое относительно станка 52, что вызвало переориентацию подсвеченного участка 54 на виде 50 с вытекающим из этого изменением положения и ориентации участка вокруг дисковой пилы 56, который виден через устройство 26. Носящий устройство выбрал угол наклона дисковой пилы в качестве информации 44, отображаемой на затененной полосе 42 на нижнем участке изображения 50. Носящий устройство отрегулировал станок 52, чтобы изменить угол наклона дисковой пилы 56 относительно верхней части 62, и результирующий угол показан как «угол наклона дисковой пилы: 20°» на отображении 44 эксплуатационной информации. Угол наклона дисковой пилы 56 определяется датчиками и передается на устройство 26. Пиктограмма 46 электропитания продолжает показывать, что на электродвигатель станка 52 электропитание не подается. Другие наладочные параметры станка 52, а также наладочные параметры других станков могут быть отображены на устройстве 26 расширенной реальности с наложением изображения в результате выбора, выполняемого пользователем, или автоматически.
[075] На фигуре 11 показан еще один вид 50 станка 52 для случая, когда пользователь переместился обратно от станка 52. Пиктограмма 46 электропитания показывает, что станок отключен от электропитания; при этом можно видеть что электрический шнур 58 отсоединен от источника электропитания. Для пользователя на станке 52 установлена направляющая линейка 66 и направляющая линейка 66 расположена на верхней части 62 в определенном положении относительно дисковой пилы 56 так, что обрабатываемую деталь можно перемещать вдоль направляющей линейки 66, чтобы подводить к заданному положению резания дисковой пилы 56. Пользователь имеет выбранное положение направляющей линейки в виде информации, отображаемой при позиции 44. Например, положение направляющей линейки представлено как «расстояние до направляющей линейки: 9,25 дюймов (23,5 см)» в качестве технологической информации, отображенной на нижней полосе 42 изображений 50. Когда направляющую линейку 66 устанавливают в другие положения относительно дисковой пилы 56, датчики на станке 52 обнаруживают местоположение направляющей линейки и отображаемое расстояние обновляется. На этом виде участок 54 вокруг дисковой пилы 56 подсвечен.
[076] Еще один вид представлен на фигуре 12. На этом виде 50 ограждение 68 дисковой пилы установлено поверх дисковой пилы 56 и обрабатываемую деталь в виде пиломатериала разрезают на отрезном станке 52 со столом. Участок 54 на виде 50 больше не подсвечивается. Например, размещение ограждения 68 дисковой пилы поверх дисковой пилы 56, определяемое датчиком, может вызывать прекращение отображения устройством 26 подсвеченного участка 54. Как показано темно-зеленой пиктограммой 46 электропитания, дисковая пила 56 отрезного станка работает.
[077] Информация, показанная на полосе 42 по всему нижнему участку вида 50 устройства расширенной реальности с наложением изображения, изменяется пользователем или автоматически для показа скорости станка. В данном случае по изображению 44 информации видно, что скорость дисковой пилы, обнаруженная датчиком, составляет «Число оборотов в минуту дисковой пилы: 6500 об/мин». Носящий устройство может выполнять мониторинг скорости станка, а более конкретно, любые изменения скорости станка во время использования станка и без необходимости отведения пользователем взгляда от обрабатываемой детали 70. Например, если пользователь перемещает обрабатываемую деталь слишком быстро к дисковой пиле 56 или если с дисковой пилой 56 сталкивается особенно плотный участок обрабатываемой детали 70, скорость станка будет снижаться. Пользователь может захотеть замедлить перемещение обрабатываемой детали 70 к дисковой пиле 56, чтобы обеспечить возврат скорости станка к заданной рабочей скорости. Пользователь не должен смотреть на отдельный дисплей, например, для получения информации о скорости станка, а может удерживать глаза на обрабатываемой детали.
[078] В дополнение к станку 52 или частям его устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения может обнаруживать и подсвечивать объекты. На фигуре 13 станок 52 виден на виде 50 устройства 26 расширенной реальности с наложением изображения с места наблюдения носящего устройства. Участок 54 дисковой пилы подсвечен красным с помощью наложения проецируемого изображения вида дисковой пилы 65 отрезного станка в поле зрения носящего устройство. Подсвеченным участком 54 показывается, что дисковая пила 56 представляет зону особого внимания или повышенной опасности. Подсветка 54 дисковой пилы может создаваться в случае, когда станок 52 работает без ограждения 68 дисковой пилы, или кроме того, подсветка 54 может отображаться в то время, когда ограждение 68 дисковой пилы установлено на станке 52. Использование станка 52 без ограждения 68 дисковой пилы не рекомендуется. Обрабатываемая деталь 72 в виде панели или листа, образованного из древесной щепы, также известного как древесностружечная плита, прессованная древесина или стружечная плита, подлежит резанию с использованием отрезного станка 52 со столом. Обрабатываемую деталь 72 помещают на верхнюю часть 62 вплотную к направляющей линейке 66 и перемещают в соприкосновение с дисковой пилой 56, когда дисковая пила приводится в действие с рабочей частотой вращения. Подсвеченный участок 54 дисковой пилы показан спроецированным на станок 52 вокруг дисковой пилы 56 и на обрабатываемую деталь 72, когда обрабатываемую деталь 72 перемещают на подсвеченный участок 54. В результате возникновения спроецированного участка 54 носящий устройство оказывается предупрежденным относительно дисковой пилы 56 и участка вокруг дисковой пилы 56 даже в случае, когда участок 54 закрыт обрабатываемой деталью или загорожен другими объектами.
[079] Кроме того, как можно видеть на фигуре 13, устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения обнаруживает положение рук 74 носящего устройство и проецирует подсветки 76 на руки 74 носящего устройство и, возможно, также на плечи. В данном случае руки 74 и плечи носящего устройство снабжены подсветкой 76, очерчивающей каждую из рук 74 носящего устройства подсвечивающим цветом. В этом примере подсвечивающий цвет 76 является ярко-зеленым, что позволяет отличать подсветку 76 рук от подсветки 54 дисковой пилы красным. В этом примере подсветка 76 рук образована только как контурная вместо сплошной подсветки на протяжении рук. Контур изменяется по форме и положению, когда носящий устройство перемещает руки 74 на виде 50 устройства 26 расширенной реальности с наложением изображения. Кроме того, могут быть предусмотрены другие цвета и/или индикаторы.
[080] Что касается фигуры 14, то разрезание обрабатываемой детали 72 продолжается от вида на фигуре 13. Подсветка 54 дисковой пилы остается на протяжении участка дисковой пилы 56 несмотря на то, что участок дисковой пилы станка полностью покрыт обрабатываемой деталью 72. Руки 74 носящего устройство также очерчены подсветкой 76. Левой рукой 74а носящий устройство поддерживает обрабатываемую деталь 72 на безопасном расстоянии от участка 54 дисковой пилы и поэтому рука остается очерченной зеленой подсветкой 76. Только для демонстрации правая рука 74b пользователя находится на обрабатываемой детали 72 в определенном положении, при этом часть руки пользователя находится в контакте с зоной 54 дисковой пилы или входит в нее. Устройство 26 проецирования изображения обнаруживает проникновение руки носящего устройство в зону дисковой пилы и при обнаружении проникновения изменяет подсветку 76 на проникшей руке 74b. Подсветка 76b на правой руке 74b носящего устройство изменяется от зеленой контурной до сплошной красной подсветки на руке носящего устройство. Изменением цвета и формы подсветки 76b носящий устройство предупреждается о том, что его правая рука 74b переместилась слишком близко к дисковой пиле 56 станка 52. Подсветка 76b является прозрачной, так что она не затемняет изображение руки 74b носящего устройство. Зону 54 дисковой пилы задают достаточно большой, чтобы рука 74b носящего устройство не входила в соприкосновение с дисковой пилой 56, так что получение травмы исключается благодаря предупреждению носящего устройство. При изменении цвета и формы подсветки уменьшается опасность получения травмы. В зависимости от станка, вида выполняемой работы, опыта носящего устройство или других факторов можно задавать различные размеры и формы участку 54 дисковой пилы. Подсветка 76, предупреждающая носителя устройства о вторжении на участок 54 дисковой пилы, может вспыхивать, мигать, изменять цвет или рисунок или иным образом привлекать внимание носящего устройство для исключения вторжения руки носящего устройство или другой части тела на участок станка.
[081] На фигуре 15 показан вид 50 станка 52 через устройство 26 в случае, когда носящий устройство перемещает обрабатываемую деталь 72 к дисковой пиле 56. Участок 54 дисковой пилы подсвечен, а руки 74 носящего устройство очерчены подсветкой 76 другого цвета. В этом примере виртуальное средство 78 управления образован проецированием изображения на вид 50. Виртуальное средство 78 управления представляет собой спроецированное изображение в верхнем левом углу поля 50 зрения носящего устройство, которое в этом примере обозначает участок и направление. Для примера показан желтый овал 80 с красной стрелкой 82, указывающей направление по часовой стрелке. Орган 78 управления представляет собой кнопку, которая может быть включена для выполнения функции, такой как регулирование частоты вращения дисковой пилы, или другой функции станка 52 или другого станка, или носимого устройства 26 проецирования изображения, или чего-либо подобного. Орган 78 управления может приводиться в действие носящим устройство перемещением одной из рук 74 носящего устройство к участку органа 78 управления и перемещением руки 74 носящего устройство в направлении, показанном стрелкой 82. Например, носящий устройство может переместить левую руку 74а к участку 80 желтого овала, находящемуся на виде 50 сверху слева. Затем носящий устройство может переместить руку 74 по часовой стрелке для приведения в действие органа 78 управления. Многочисленные виртуальные органы управления можно образовывать на виде 50 одновременно или последовательно для регулирования функций станка или других функций. Устройство расширенной реальности с наложением изображения обнаруживает местоположение и перемещение руки 74 носящего устройство на участке органов управления и по беспроводному или проводному соединению посылает сигнал для выполнения функции управления.
[082] В некоторых примерах виртуальное средство 78 управления приводит в действие другой станок. Например, пылеулавливающее устройство может быть присоединено к отрезному станку 52 со столом для сбора древесных опилок при работе отрезного станка 52. Виртуальное средство 78 управления позволяет носителю устройства включать пылеулавливающее устройство и регулировать рабочую скорость, когда носящий устройство находится возле отрезного станка 52, и носящему устройство не нужно отходить от отрезного станка 52 или носящему устройство не нужно отводить глаза от обрабатываемой детали 72, которая разрезается отрезным станком 52. Например, если рабочая скорость пылеуловителя недостаточна для обработки объема древесных опилок, создаваемых отрезным станком 52, пользователь может повысить рабочую скорость пылеуловителя при использовании отрезного станка 52 для разрезания обрабатываемой детали 52.
[083] Виртуальным органом управления можно регулировать рабочие характеристики станка, наблюдаемые с помощью устройства расширенной реальности с наложением изображения или через него, или можно регулировать рабочие характеристики станков или других устройств, которые могут находиться в том же цеху, но не видны в поле зрения. Устройство расширенной реальности с наложением изображения может быть настроено на отображение виртуальных органов управления связанного оборудования, которое может использоваться вместе со станком. Обычным связанным устройством может быть пылеуловитель, который может быть соединен для работы с ленточно-шлифовальными станками, продольно-строгальными станками, отрезными станками, сверлильными станками, токарными станками и другими станками. Кроме того, возможны другие устройства.
[084] Что касается фигуры 16, то устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения может использоваться во время сборки, регулировки, обслуживания, диагностирования неисправностей, разборки и других операций, связанных со станком 84. Например, руководство 86 виртуальной реальности по сборке станка 84 может быть представлено носящему устройство для гарантии надлежащей и своевременной первичной сборки станка 84. Техническое обслуживание станка 84 может направляться устройством 26 расширенной реальности с наложением изображения. Как показано на этом чертеже, на полосе 42, проходящей по всей нижней части вида 50, носящий устройство выбрал функцию технической поддержки для устройства 26 расширенной реальности с наложением изображения. Носящий устройство видит часть станка 84, которая нуждается в регулировке. На устройстве 26 расширенной реальности с наложением изображения отображена спроецированная стрелка 88, помещенная для показа детали станка 84, на которую должен обратить внимание носящий устройство. В этом примере гайка 90 в станке 84 указана спроецированной красной стрелкой 88. На панели 86, находящейся на правой стороне вида 50, предусмотрен бледно-оранжевый подсвеченный фон с текстовой инструкцией носящему устройство: «убедитесь, что гайка затянута». Устройство 26 идентифицировало гайку 90, определило ее местоположение и отобразило пользователю соответствующую инструкцию, относящуюся к идентифицированной детали. Таким образом, носящий устройство 26 может получать инструкции в продолжение сборки, регулировки, технического обслуживания или работы станка 84. Пиктограмма 46 состояния электропитания показывает, что станок 84 не имеет электропитания.
[085] Другие индикаторы, подсветки, инструкции и элементы изображений могут быть образованы устройством 26 для инструктирования носящего устройство в продолжение сборки, регулировки, технического облуживания, диагностирования неисправностей и разборки станка. Руководство по технической поддержке может автоматически представляться устройством 26 расширенной реальности с наложением изображения после инициализации носящим устройство операции предоставления помощи. В ином случае устройство 26 может быть соединено с центром поддержки и технического обслуживания или другим ресурсом, который передает инструкции по техническому обслуживанию к устройству 26 расширенной реальности с наложением изображения для инструктирования персонала технической поддержки станка 84.
[086] На фигуре 17 представлен вид 50 еще одного станка 90, полученный с помощью устройства 26 расширенной реальности с наложением изображения. В показанном примере станок 90 представляет собой ленточно-отрезной станок. Носящему устройство показана инструкция по эксплуатации или руководство 92 для пользователя станка. Руководство 92 доступно для просмотра с помощью устройства 26 расширенной реальности с наложением изображения. В данном случае носящий устройство выбрал руководство 92 для пользователя вследствие выбора функции, показанной на полосе 42, проходящей по всей нижней части экрана 50. Носящий устройство видит станок 90 в конкретном положении, в данном случае ленточно-отрезной станок выполнен с возможностью разрезания в горизонтальном положении. В устройстве 26 расширенной реальности с наложением изображения используются камеры для идентификации конфигурации станка 90 и части станка 90, наблюдаемой носящим устройство, и отображается соответствующая страница руководства 92 пользователя, которая относится к этой конфигурации и части, на панели 86 на правой стороне просмотрового экрана 50. В этом примере устройством 26 расширенной реальности с наложением изображения показывается, что информация относительно работы ленточно-отрезного станка 90 в наблюдаемом положении может быть обнаружена на странице 8 руководства 92, показанной позицией 94. Изображение страницы 92 руководства в устройстве 26 расширенной реальности с наложением изображения может быть слишком малым для чтения текста, создающегося при таком размере поля отображения, но носящий устройство может использовать отображаемую информацию для идентификации страницы руководства, наблюдаемой в рамках этой информации. Носящий устройство может иметь доступ к руководству на бумаге или к электронной копии или может увеличить изображение страницы в устройстве 26 для чтения и рассмотрения подробностей, показанных в этой заявке.
[087] Когда носящий устройство смотрит на различные части и конфигурации станка 90, отображаются различные страницы руководства 92 и тем самым носящий устройство направляется к желаемой информации. Например, если ленточно-отрезной станок выполнен с возможностью разрезания в вертикальном положении, это будет распознаваться устройством 26 и соответствующие страницы руководства по эксплуатации будут отображаться. Ленточная пила 96 ленточно-отрезного станка 90 подсвечивается в цветной зоне или на участке 98, чтобы показать участок возможной опасности для носящего устройство. В этом примере зона или участок 98 является проекцией прозрачного красного цвета, осуществляемой устройством 26 расширенной реальности с наложением изображения.
[088] На фигуре 18 показан пример обрабатываемой детали 100, которая обнаруживается устройством 26 расширенной реальности с наложением изображения, когда обрабатываемую деталь 100 обрабатывают на станке 102. На чертеже станок 102 представляет собой шпиндельный шлифовальный станок, имеющий вертикально расположенный шлифовальный барабан 104, выступающий из рабочего стола 106. Носящий устройство использует шпиндельный шлифовальный станок 102, чтобы придать определенную форму детали для проекта. Носящий устройство имеет в системе управления устройством 26 выбранный проект, например из меню, и имеет выбранную деталь 100, которой в настоящее время придается определенная форма для этого проекта. Например, пользователь может иметь выбранный файл образца, показанный на информационном изображении 44 проекта на полосе 42 в нижней части экрана. Устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения обнаруживает размер, форму и положение обрабатываемой детали 100 и определяет путем сравнения файла образца с обнаруженной формой обрабатываемой детали 100, какой участок 108 обрабатываемой детали 100 необходимо обработать на станке 102. В частности, участку 108 должна быть придана определенная форма или он должен быть удален на этапе проекта. Устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения подсвечивает участок 108, которому должна быть придана определенная форма или который должен быть удален, при использовании прозрачного цвета 110, проецируемого на участок 108. Проецируемая прозрачная цветовая подсветка остается на участке 108 независимо от ориентации обрабатываемой детали 100 на виде 50. Устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения обнаруживает, когда придание определенной формы материалу или удаление материала завершилось, и убирает проецируемую подсветку со всех участков, которые обработаны до желаемой конфигурации.
[089] В показанном примере на станке 102 обрабатывается внутренняя криволинейная поверхность 108 обрабатываемой детали, показанная подсветкой 110. Материал должен быть удален с внутреннего криволинейного участка 108 деревянной обрабатываемой детали 100. Устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения может определять местоположение удаляемого материала путем сравнения вида в плане обрабатываемой детали с электронным представлением готовой детали. Пользователь может удалить некоторую часть материала и затем переместить обрабатываемую деталь 100 для обеспечения устройства 26 расширенной реальности с наложением изображения другим видом в плане, чтобы определить, в достаточной ли степени был удален материал или следует дальше удалять материал. При необходимости могут подсвечиваться различные участки. Кроме того, при необходимости удаления материала устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения может определить, в какой ориентации должен обрабатываться материал, в которой он уже обрабатывался или в другой. Для определенности устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения может выдать команду пользователю на перемещение обрабатываемой детали до достижения конкретной ориентации.
[090] Обрабатываемой детали 100 придают определенную форму удалением участка 108, подсвеченного красным при позиции 110. Носящий устройство использует станок 102 для удаления материала с обрабатываемой детали 100 до тех пор, пока красный участок 110 больше не будет показываться в устройстве 26 расширенной реальности с наложением изображения. Полученная готовая деталь 100 имеет заданную форму, обозначенную образцом.
[091] Образец может отображать собранный конечный продукт с каждой подсвеченной деталью, например, по мере его образования. Другие подсветки и отображения предусматриваются в объеме этого изобретения.
[092] Что касается фигуры 19, то носящий устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения может принимать во внимание приобретение нового станка 112 для рабочего участка 114 или может принимать во внимание местоположение недавно приобретенного станка 112 или место, на которое перемещен станок 112 в реорганизованный или реконструированный цех 114 или в том же цеху. Устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения может отображать виртуальное представление станка 112 на виде 50. Указатель или целевой указатель 116, такой как копия рекламной брошюры или руководство пользователя станка 112, страница из брошюры или руководства, или отдельные листы, или другой указатель, могут быть помещены на место в цеху 114, например на место, на которое пользователь желает поместить станок 112. Станок 112 может быть выбран из меню в устройстве 26 расширенной реальности с наложением изображения или указатель или целевой указатель 116 может включать в себя информацию, с помощью которой устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения обнаруживает тип станка и автоматически выбирает станок 112. Наименование станка 112, выбранного вручную или автоматически, может быть отображено на полосе 42 на нижнем участке вида 50.
[093] Устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения отображает изображение 118 выбранного станка 112 на месте, обозначенном указателем или целевым указателем 116. Изображение 118 станка 112 может быть образовано как трехмерное изображение, соответствующее по размеру и форме физическому примеру станка 112. Носящий устройство может видеть виртуальное изображение 118 станка 112 из многочисленных точек наблюдения на месте возможной установки без необходимости перемещения физического станка на это место. Носящий устройство может видеть размер и форму станка 112, взаимодействовать со станком 112, с другими реальными или виртуальными станками или изделиями на рабочем участке 114 или решать проблемы, связанные с размещением, без физического размещения станка на месте.
[094] При использовании дополнительных целевых указателей или указателей 116 для других станков, в том числе станков такого же типа или станков других типов, или других изделий, которые могут использоваться на рабочем участке, устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения может отображать множество размещенных станков, определенных благодаря размещению указателей или целевых указателей 116. Носящий устройство может размещать и переставлять станки и другие изделия на рабочей площадке способом, который обеспечивает наилучшее соответствие, который облегчает использование станков, который исключает взаимное влияние станков, обеспечивает легкий доступ, облегчает производственный процесс на рабочем участке, обеспечивает пространство для доступа к рабочему участку и выхода с него, обеспечивает складское помещение для материалов, станков или деталей или решает другие задачи. Например, пользователь может захотеть присоединить пылеулавливающее устройство к нескольким станкам для обработки материалов, таким как отрезные станки, ленточно-шлифовальные станки, заточные станки или подобные. Указатели или целевые указатели 116 могут быть расположены для обеспечения соединения пылеулавливающих шлангов между пылеулавливающим устройством и станками для обработки материалов. При использовании целевых указателей 116 и устройства 26 расширенной реальности с наложением изображения носящий устройство может визуализировать частично или полностью цех 114 до установки станков 112.
[095] Носимое проекционное устройство 26 может выполнять операцию помещения виртуального изображения 118 оборудования в цеху до закупки оборудования. В соответствии с предложенными способом и устройством виртуальное изображение 118 станка может быть спроецировано на место носимым проекционным устройством 26, так что носящий устройство может определить соответствие станка месту. При использовании носимого устройства 26 изделия из каталога продукции могут быть виртуально размещены в цеху 114 или на другом месте. Потенциальные покупатели станков могут выбирать станки из каталога, которые могут быть визуализированы как виртуальные изображения 118 станков, установленных в цеху на исходном или другом месте.
[096] На фигуре 20 представлен пример, в соответствии с которым устройство расширенной реальности с наложением изображения не является носимым пользователем, но зато включает в себя проектор 16а, такой как лазерный проектор или другой проектор, который проецирует световое изображение на обрабатываемую деталь или на станок, или другую деталь. Проектор 16 может отображать информацию о наладочных параметрах станка, информацию об обрабатываемой детали, информацию по технике безопасности и другую информацию, подобную информации, описанной выше. Проектор 16а может быть установлен в рабочей зоне или вблизи нее для обеспечения проецирования изобразительной информации на один или несколько станков 14 и 24. Проектор 16а может принимать информацию о станке или проекте с сервера 18, которая передается к проектору 16а по сети 20 и по проводному или беспроводному соединению 22. На носимое устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения проектор 16а может передавать положение и форму станка, рук или других частей тела пользователя, обрабатываемой детали или других изделий и проецировать подсветки на участки, описанные выше.
[097] На фигуре 21 показан фрезерный станок 120 для придания определенной формы обрабатываемой детали и обработки ее. Фрезерный станок 120 включает в себя многочисленные управляющие и регулирующие рычаги, рукоятки, колеса, переключатели, лимбы и другие управляющие и регулирующие устройства 122, которые могут регулироваться пользователем. Кроме того, фрезерный станок 120 включает в себя датчики, которые обнаруживают положение и конфигурацию фрезерного станка, когда управляющие и регулирующие устройства приводятся в действие, а обнаруженная информация о положении и конфигурации отображается на экране 124 дисплея. Показанный фрезерный станок 120 включает в себя рабочий стол 126, на котором устанавливают обрабатываемую деталь для обработки.
[098] Пользовательские параметры настройки фрезерного станка 120 при работе и регулировке положения и конфигурации фрезерного станка 120 и обрабатываемой детали на рабочем столе 126, предназначенной для обработки, можно привязать к показаниям датчиков, отображаемым на экране 124. Для выполнения регулировок пользователь обычно осматривает каждое отрегулированное управляющее и регулирующее устройство 122 и зажимает или же приводит в действие управляющее и регулирующее устройство. Пользователь обычно смотрит на экран 124 дисплея, чтобы определить показатели, выводимые с датчиков. Многие пользователи следят за компонентами станка при выполнении регулировок и следят за обрабатываемой деталью во время процесса регулировки. Кроме того, пользователи обычно наблюдают за показателями датчиков на экране 124 дисплея, которые изменяются во время процесса регулировки. В результате пользователь неоднократно переводит взгляд туда и обратно между обрабатываемой деталью и экраном 124 дисплея или туда и обратно между управляющими и регулирующими устройствами и экраном 124 дисплея, или туда и обратно между компонентами фрезерного станка 120 и экраном 124 дисплея. Наладка и регулировка фрезерного станка часто характеризуется неоднократным переводом взгляда туда и обратно между станком и экраном 124 дисплея.
[099] На фигуре 22 показано спроецированное изображение 128, которое может проецироваться устройством 26 расширенной реальности с наложением изображения. Спроецированное изображение 128 может включать в себя любую желательную информацию, которая будет отображаться на экране 124 дисплея, например о фрезерном станке 120 из фигуры 21 или другом станке. В показанном примере спроецированное изображение 128 включает в себя значения 130 позиционирования станка или обрабатываемой детали по направлениям X, Y и Z, обозначенным позициями 132. Другие показатели могут отображаться в дополнение к показателям положения или вместо них. Спроецированное изображение 128 является прозрачным или просвечивающим и спроецированным в поле зрения носящего устройство 26 расширенной реальности с наложением изображения, так что показатели положения или другая информация видна носящему устройство, когда носящий устройство смотрит на обрабатываемую деталь и управляющие и регулирующие устройства 122. Пользователю больше нет необходимости неоднократно переводить взгляд туда и обратно между экраном 124 дисплея и станком или обрабатываемой деталью. Точное позиционирование и регулировка станка 120 и обрабатываемой детали возможны, например, при меньшем риске получить травму во время регулировки и случайного соударения обрабатываемой детали со станком, и это является результатом слежения пользователем за экраном 124 дисплея. Специалисты в данной области техники могут обнаружить многие другие преимущества возможности видеть показатели датчиков во время слежения за станком или обрабатываемой деталью.
[100] Другая информация 134 и 136 может быть отображена в спроецированном изображении 128. Пользователь может выбирать отображаемую информацию 130 и 132 для показа в спроецированном изображении 128, или отображение может изменяться автоматически для показа показателей 130, которые регулируются управляющим и регулирующим устройством 122, приводимым в действие пользователем.
[101] Другие станки можно использовать вместе с устройством 26 расширенной реальности с наложением изображения для показа наладочных параметров станка, для подсветки частей станка, подсветки частей тела пользователя или подсветки участков обрабатываемой детали, для представления состояния электропитания станка или информации о положении, для выдачи инструкций и руководства, для образования виртуальных органов управления станка, для образования виртуальных изображений одного или нескольких станков или частей их или же для представления информации, относящейся к станку, в поле зрения носящего устройство. Другие применения также возможны и находятся в объеме настоящего изобретения.
[102] В некоторых вариантах осуществления носимые проекционные очки имеют камеру, встроенную в очки. Камера пригодна для выполнения действий по захвату и распределению изобразительной информации, в том числе изобразительной видеоинформации или изобразительной статической информации относительно обработки обрабатываемой детали. Носящий устройство, который работает над проектом, может регистрировать процесс или может передавать наглядные данные о процессе другим, заинтересованным в этом же или подобном проекте. Например, носящий устройство может использовать токарный станок для обтачивания фигурной чашки и в то же время получать видеоданные о процессе или оператор-станочник, предварительно обрабатывающий художественное изделие, может использовать носимое устройство формирования изображения для захвата данных изображения о процессе. Данные изображения могут быть получены для любой части процесса.
[103] В некоторых вариантах осуществления устройство проецирования изображения показывает на виде состояние станка или машины. Отображаемая информация показывается, если станок снабжается электропитанием, остановлен или работает. Информация о состоянии подобна световому столбику на станке.
[104] В некоторых вариантах осуществления металлорежущий станок снабжен дисплеем, который может включать в себя цифровой дисплей или экран дисплея. Примеры станков, которые могут снабжаться такими дисплеями, включают в себя фрезерные станки, токарные станки и другие обрабатывающие материалы станки, а также другие станки и устройства. Дисплей может показывать наладочные параметры станка в виде информации, считываемой с одного или нескольких датчиков.
[105) Подобно интеллектуальному способу шлифования на шлифовальных машинах в предложенных способе и устройстве пользователю может предоставляться обратная связь с электродвигателя для указания пользователю, что к станку прилагается слишком большая динамическая нагрузка или что скорость подачи обрабатываемой детали слишком высокая. Для станков, таких как ленточно-шлифовальные станки, отрезные станки, ленточно-отрезные станки и другие станки, информация о частоте вращения электродвигателя, принимаемая со станка, может связываться с информацией о скорости подачи, получаемой по измерению объекта проекционным устройством, и пользователь может извещаться, когда пользователь прилагает слишком большое давление к обрабатываемой детали. В некоторых вариантах осуществления обнаруживаемое изменение частоты вращения и скорости подачи может показывать, что дисковая пила затупилась и должна быть заменена, и на это может быть указано пользователю с помощью уведомления с использованием устройства 26 проецирования информации.
[106] В предложенном устройстве проецирования изображения функциональные возможности датчика изображения можно использовать для идентификации нуждающихся в техническом обслуживании частей, при этом нуждающиеся в техническом обслуживании части могут отображаться для пользователя на дисплее и с помощью устройства пользователю может даваться указание относительно этих частей.
[107] Система проецирования изображения может давать возможность пользователю выбирать проект обработки и с помощью дисплея может предоставлять информацию пользователю, относящуюся к работе над проектом. Например, для реализации проекта может потребоваться отрезание частей и в отображаемой информации пользователю может показываться список отрезаемых частей. Или же на дисплее может показываться пользовательский сборочный лист для пользователей, заинтересованных в выполнении проекта.
[108] В вариантах осуществления настоящего изобретения предусмотрена система визуализации, предназначенная для использования вместе со станками с механическим приводом. Станком с механическим приводом может быть ленточно-отрезной станок, отрезной станок со столом, продольно-строгальный станок, токарный станок, ленточно-шлифовальный станок, вертикально-сверлильный станок или другие заводские станки.
[109] Система визуализации (система виртуальной реальности) представляет собой одно из двух возможных устройств визуализации. Первое, дисплей для просмотра без наклона головы, такой в котором изображения проецируются на очки Google, очки Epson или проецируются на защитные очки или лицевой щиток, так что изображение возникает для пользователя спроецированным на рабочий участок и/или обрабатываемую деталь на станке. Или второе, система визуализации может быть вместо проектора, такого как лазерный проектор, который проецирует изображения на рабочий участок станка и/или обрабатываемую деталь, обрабатываемую на станке. При использовании проекционного визуализатора пользователю не нужно носить очки Google или другое устройство отображения для просмотра без наклона головы.
[110] Система визуализации может обнаруживать положения изделий в поле зрения и в соответствии с этим регулировать отображение.
[111] Изображения, проецируемые системой визуализации, могут включать в себя:
[112] -Проецируемые изображения, показывающие рабочую скорость и рабочие условия станка, например рабочее число оборотов в минуту или в каком режиме работает станок, прямом режиме или режиме реверса. Визуализатор принимает эту информацию с системы управления станком.
[113] -Проецируемые на опасные части станка цветные кодированные подсветки, такие как красная подсветка, проецируемая на дисковую пилу или другую режущую часть, и зеленые подсветки, проецируемые на руки пользователя. Визуализатор обнаруживает движущуюся дисковую пилу и очертание и положение рук пользователя.
[114] -Предупреждения, которые проецируются на участок между дисковой пилой и руками пользователя, если пользователь подводит руки слишком близко к дисковой пиле, такое как мигающее предупреждение, если руки пользователя находятся на опасном месте. Визуализатор обнаруживает относительные положения дисковой пилы и рук пользователя.
[115] -Цветные кодированные инструкции, которые проецируются на обрабатываемую деталь, чтобы показать, какие участки будут удалены инструментом. Например, кусок дерева имеет красные участки, спроецированные на участки дерева, подлежащие отрезанию на ленточно-отрезном станке. Пользователь удаляет красные подсвеченные участки, оставляя заданную форму готовой деревянной детали. Визуализатор обнаруживает форму обрабатываемой детали.
[116] Дополнительные признаки могут включать в себя управление станком со свободными руками, такое как выдача речевой команды на регулирование скорости станка или обнаружение положений рук пользователя для пуска или остановки станка.
[117] Другие применения настоящего изобретения должны быть очевидными для специалистов в данной области техники. Каждое такое применение заключено в объеме этого изобретения.
[118] Хотя другие модификации и изменения могут быть предложены специалистами в данной области техники, согласно замыслу изобретателей в объем патента, представленного в настоящем документе, входят все изменения и модификации, что с достаточным основанием и должным образом попадает под объем их вклада в область техники.