[发明专利]基于VR技术的船舶通导设备故障检修实训方法及系统

说明书

本发明提供了一种基于VR技术的船舶通导设备故障检修实训方法及系统。所述方法包括如下步骤：一、构建船舶通导设备VR实训基础库；二、根据设定的故障选择故障排除树，调取设备三维模型库，生成VR故障场景，显示故障排除树初始状态节点的可视化三维模型；三、获取用户实操行为，与所处故障排除树当前状态节点的用户行为边进行比较，如匹配，则执行步骤四；如不匹配，则任务失败，进入步骤五；四、判断故障排除树当前状态节点是否是末级状态节点，如是，则实训任务成功并结束；如否，则进入所匹配用户行为边的下一状态节点，并重复步骤三；五、针对步骤三中失败的实训任务，利用多媒体教学库，向学生推送相关资料，并返回步骤三。

技术领域

本发明涉及一种基于VR技术的船舶通导设备故障检修实训方法及系统。

背景技术

随着高校课程的教学改革，专业课程多采用项目化教学的方式，以任务引领实践导向的课程设计思想为基础，旨在培养学生的实操动手能力。传统船舶通信导航设备故障检修实训的开展依赖于实际设备，存在以下缺陷：①信息化程度较弱，实操方式较为单一，设备容易磨损消耗，操作不当容易引起安全问题，设备维护要求高；②只能开展操作级别的实操训练，不便于进行设备内部故障检修的实训，训练项目受到限制，阻碍了学生实操能力的提高；③船舶通信导航设备价格昂贵，不能大量购置。因此，我们急需响应教育部在“十三五”期间教育教学改革的新形势、新任务和新要求，将现代信息化技术应用于实训教学，开展传统实训教学改革创新的研究。

随着科技的发展，现代虚拟现实信息技术在实训教学应用方面，得到了越来越多的应用。虚拟现实技术采用先进的硬件与软件技术，在视觉、听觉、触觉等方面为受训者生成一个极为逼真的虚拟环境，用户借助必要的设备与虚拟环境中的对象进行交互作用，相互影响，从而产生亲临真实环境的感受和体验，使受训者最大限度的贴近实际操作，大大提高了互动性与参与性，并能有效地克服实际装备训练受时间和场地限制、训练成本高、易损坏装备等弊端。

因此，有必要提出一种基于VR技术的船舶通导设备故障检修实训方法及系统，改进传统实训方式的不足，提高实操训练的互动性，加强实训效果。

发明内容

本发明的目的在于提供一种能够使用户置身于虚拟现实环境中从而提高实操培训的互动性和实训效果的基于VR技术的船舶通导设备故障检修实训方法及系统。

本发明的技术方案如下：一种基于VR技术的船舶通导设备故障检修实训方法，包括如下步骤：

一、对船舶通导设备常见的故障进行分类整理，形成故障分类树，并基于故障分类树的末级状态节点对船舶通导设备及其零部件进行三维建模，形成包括正常状态和故障状态的设备三维模型库，根据故障分类树不同的末级状态节点，设计故障解决方案，并以此生成故障排除树，设备三维模型库、故障分类树与故障排除树共同构成船舶通导设备VR实训基础库；

二、根据设定的故障选择故障排除树，调取设备三维模型库，生成VR故障场景，显示故障排除树初始状态节点的可视化三维模型；

三、获取用户实操行为，与所处故障排除树当前状态节点的用户行为边进行比较，如匹配，则执行步骤四；如不匹配，则任务失败，进入步骤五；

四、判断故障排除树当前状态节点是否是末级状态节点，如是，则实训任务成功并结束；如否，则进入所匹配用户行为边的下一状态节点，并重复步骤三；

五、针对步骤三中失败的实训任务，利用多媒体教学库，向学生推送相关资料，并返回步骤三。

优选地，在步骤一中，在对船舶通导设备常见的故障以故障分类树方式进行分类整理的步骤中，对于复杂故障，要进一步细分为多个故障点，并通过故障点的组合，从而支持复杂故障或多重故障设置。

优选地，在步骤二中，具体包括如下步骤：根据设定的故障，在船舶通导设备VR实训基础库里选择对应故障排除树；调取设备三维模型库，生成VR故障场景，并显示故障排除树初始状态节点的可视化三维模型。