[发明专利]浸入式集群交互培训系统及其方法

说明书

本发明公开了一种浸入式集群交互培训系统及其培训方法，包括：数据平台；用户行为库；服务器；终端；数据采集模块；通讯模块；实物设备；虚拟仿真系统；数据融合模块，采用数据融合技术将数据平台的数据、用户行为库的数据、实物设备的数据、数据采集模块采集的数据等至少其中一种进行融合，从而便于数据分析、分类存储。本发明可实现软硬件设备与数据资源的互联与融合，提高教学直观性。利用广域集群信息技术实现教学资源的互通互享（各终端、服务器信息共享），信息手段模拟解决包括教学中难以实现的环节，解决学员、设备间配比矛盾，减少实训设备的损耗率，培养学员操作、维护和检修的技能，培养学员自我训练的意识和创新能力。

技术领域

本发明涉及一种培训系统，特别是涉及一种浸入式集群交互培训系统及其方法。

背景技术

随着计算机、网络、仿真技术等的飞速发展，各类培训系统层出不穷。目前已有的培训系统有两种主要类别，一类别是以理论知识库分享为基础，学员通过课程和知识库目录对云平台上音频、视频、动画等文件进行分享和学习，其基本构架为基于大数据知识库的网络课程系统；另一类别是以仿真模拟操作为基础，学员通过虚拟增强设备，如VR眼镜等硬件设备等在一个三维仿真环境内，通过后台的仿真教学评估系统对模拟操作进行辅助和评价，其基本构架为基于虚拟现实VR技术的模拟仿真培训系统。

现有这两类培训系统基本都整合了联机培训、考核评估等功能，一般也能提供单人或多人的联合培训，但这二类系统往往只能在单一环境（PC或带有虚拟增强设备的PC）下组织培训，其对实物操作培训覆盖有限，实物硬件设备上的操作没办法与培训系统连接，对书本等纸面教材的协同联合培训更是无能为力。

发明内容

有鉴于现有技术的上述缺陷，本发明所要解决的技术问题是提供一种浸入式集群交互培训系统及其方法，其能够与实物操作、硬件进行融合，从而实现对实物操作的模拟、教学、评估等。

为实现上述目的，本发明提供了一种浸入式集群交互培训系统，包括：

数据平台，用于存储数据；

用户行为库，用于存储用户行为数据，如阅读数据、操作数据、考核数据等；

服务器，用于连接数据平台和终端，从而实现数据平台与终端的通信、另外还能进行数据采集和融合；

终端，用于对学员进行教学；

数据采集模块，用于采集教学中的数据，可以是通过摄像头采集图像、通过系统输入的指令、实物操作的图像或指令、通过拾音器采集声频等；其嵌入实物或终端中；

通讯模块，用于将数据采集模块传输至服务器，并由服务器进行筛选、融合；通讯模块可以采用MODBUS和socket协议进行双向数据通讯，从而将各个终端、服务器之间进行连通通讯；

实物设备，用于进行实物操作教学的设备，如需要维修的汽车、机床等；实物设备与数据采集模块通讯连接，从而将实物设备的状态、数据传输至服务器或终端中，当然，服务器或终端中输入的控制指令也能传输至实物设备中进行相应操作；

虚拟仿真系统，采用虚拟仿真技术模拟实物设备的运行。具体为，利用数学模型构筑底层逻辑仿真机，逻辑仿真机逻辑表与实物设备逻辑匹配并进行逻辑同步，实现实物设备与系统融入。

数据融合模块，采用数据融合技术将数据平台的数据、用户行为库的数据、实物设备的数据、数据采集模块采集的数据等至少其中一种进行融合，从而便于数据分析、分类存储。

底层数据包括课程知识点库、实训操作设备案例逻辑库、用户行为库等。其融合方式如下：