[发明专利]基于虚拟增强现实的化工全流程操作系统及方法

说明书

本发明涉及一种基于虚拟增强现实的化工全流程操作系统及方法。本发明的目的是使受训者最大限度的贴近实际操作，提高受训效果。本发明的技术方案是：一种基于虚拟增强现实的化工全流程操作系统，其特征在于：具有三维数字情景仿真模块、虚拟现实交互模块、三维虚拟人物动作模块、虚拟现实/增强现实接口模块、数据信息采集模块、信息感知融汇模块、多源数据搜索模块和设备连接控制模块；所述三维数字情景仿真模块，用于建立三维数字化模型；所述虚拟现实交互模块，用于用户通过虚拟现实的硬件设备实现与由所述三维数字情景仿真模块所建立的三维数字化模型进行交互。本发明适用于计算机辅助设计及工业设计领域。

技术领域

本发明涉及一种基于虚拟增强现实的化工全流程操作系统及方法。适用于计算机辅助设计及工业设计领域。

背景技术

学校化工系学生、化工企业新员工对化工工艺不了解，对设备的操作流程和操作规范不熟悉，只靠书本和操作制度的学习是无法胜任实际工作的。采用仿真系统进行培训是一种效果很好的培训方式，目前多采用图文、计算机画面(2D)、计算机动画(3D)模拟工厂现场进行培训，然而现有的培训方式很难极其逼真的模拟培训的相应场景，对受训者的培训效果还是不够理想。

发明内容

本发明要解决的技术问题是：针对上述存在的问题，提供一种基于虚拟增强现实的化工全流程操作系统及方法，以使受训者最大限度的贴近实际操作，提高受训效果。

本发明所采用的技术方案是：一种基于虚拟增强现实的化工全流程操作系统，其特征在于：具有三维数字情景仿真模块、虚拟现实交互模块、三维虚拟人物动作模块、虚拟现实/增强现实接口模块、数据信息采集模块、信息感知融汇模块、多源数据搜索模块和设备连接控制模块；

所述三维数字情景仿真模块，用于建立三维数字化模型；

所述虚拟现实交互模块，用于用户通过虚拟现实的硬件设备实现与由所述三维数字情景仿真模块所建立的三维数字化模型进行交互；

所述三维虚拟人物动作模块，用于通过键盘和鼠标控制虚拟人物在由所述三维数字化模型构建的三维虚拟场景中的体态动作；

所述虚拟现实/增强现实接口模块，用于实现与虚拟现实/增强现实的硬件设备数据交互；

所述数据信息采集模块，用于在在线模式下提供数据信息的数据采集和数据传输；

所述信息感知融汇模块，通过所述数据信息采集模块获取现场信息，实时反映到由所述三维数字化模型构建的三维虚拟场景，建立真实场景在三维虚拟场景中的实时镜像；

所述多源数据搜索模块，兼容多种数据源，用于进行数据查询及更新；

设备连接控制模块，兼容多种硬件通讯连接方式，实现与第三方系统硬件的数据交互。

所述虚拟显示交互模块包括高亮显示模块，高亮显示模块用于高亮显示被用户通过硬件设备交互时选择的模型。

所述三维虚拟人物动作模块具有碰撞检测算法模块，碰撞检测算法模块用于检测模型之间的碰撞情况，并根据预先设定的约束条件处理碰撞后相应模型的动作。

所述三维虚拟人物动作模块具有工具栏模块、细节展现模块和放大展示模块，其中放大展示模块用于用户操作设备模型时放大展示设备细节。

所述硬件设备具有陀螺仪、加速度计、光斑定位器和/或体感控制器。

所述三维数字情景仿真模块采用激光扫描仪进行1：1激光扫描建模。

所述数据信息采集模块与外界数据库进行数据对接时，采用数据转换模块将各方数据协议统一。

一种应用所述基于虚拟增强现实的化工全流程操作系统进行操作的方法，其特征在于：