[发明专利]一种交互式模拟培训保障系统

权利要求书

1.一种交互式的模拟培训保障系统，应用于水下无人航行器；其特征在于，所述模拟培训保障系统采用预设的三维引擎运行一处理后形成的三维模型，所述三维模型叠加在真实场景中以形成一增强现实虚拟场景，佩戴交互式头盔的用户在所述增强现实虚拟场景中对所述水下无人航行器中的维修设备进行模拟维修；则所述模拟培训保障系统包括：

一注册跟踪模块，用于在所述真实场景中根据用户的视角定位识别所述维修设备并采集所述维修设备的空间位姿信息，并在一预设的初始三维模型中对所述维修设备进行注册和更新，以形成处理后的所述三维模型并叠加在所述真实场景中以形成所述增强现实虚拟场景；

一模拟维修模块，连接所述注册跟踪模块，预设一包括多个动作脚本组成的动作脚本库，用于跟踪并捕捉用户在对所述维修设备进行模拟维修时所产生的维修操作，并匹配于所述动作脚本生成对应的操作指令，根据所述操作指令进行人机交互模拟维修；

一维修辅助模块，连接所述模拟维修模块，预设一包括多个关联于所述维修设备的维修数据组成的维修数据库，用于根据所述操作指令查找所述维修数据库中的所述维修数据并生成对应的辅助维修信息对模拟维修提供辅助维修依据。

2.根据权利要求1所述模拟培训保障系统，其特征在于，所述模拟培训保障系统还包括一用户登录模块，连接所述模拟维修模块，预设一包括多条用户数据的用户数据库，用于在模拟维修前根据所述用户数据匹配输入的用户登录信息并对所述模拟培训保障系统进行登录操作，所述用户登录模块包括：

一第一采集单元，采集用户输入的所述用户登录信息；

一登录匹配单元，连接所述第一采集单元，用于根据所述用户数据匹配所述用户登录信息并输出一匹配结果；

一登录反馈单元，连接所述登录匹配单元，用于根据所述匹配结果生成一登录结果反馈至用户。

3.根据权利要求1所述模拟培训保障系统，其特征在于，所述注册跟踪模块包括：

一定位识别单元，用于根据一定位跟踪器定位用户的视角并识别所述维修对象；

一第二采集单元，连接所述定位识别单元，用于根据一跟踪摄像机采集所述真实场景中已经被定位识别的所述维修设备的空间位姿信息；

一第一处理单元，连接所述第二采集单元，用于将所述维修设备的空间位姿信息转换处理成虚拟位姿信息并设置在一投影变换矩阵中；

一第二处理单元，连接所述第一处理单元，用于根据一虚拟摄像机将所述投影变换矩阵进行3D转换处理并形成处理后的所述三维模型；

一第三处理单元，连接所述第二处理单元，用于将处理后的所述三维模型叠加到所述真实场景以形成所述增强现实虚拟场景。

4.根据权利要求1所述模拟培训保障系统，其特征在于，所述维修操作包括由用户对所述维修设备进行维修时产生的手势维修操作；

则所述模拟维修模块包括：

一第一模拟维修子模块，用于跟踪采集并捕捉用户在对所述维修设备进行模拟维修时所产生的所述手势维修操作，并匹配于所述动作脚本生成对应的手势维修操作指令；

所述第一模拟维修子模块包括：

一第三采集单元，用于根据一手势监视摄像机采集所述手势信息的视频图像；

一第四处理单元，连接所述第三采集单元，用于对所述视频图像进行帧分离，提取包含手势信息的图像帧并形成一图像帧序列；

一手势分割单元，连接所述第四处理单元，用于对所述图像帧序列进行手势分割，形成包括有静态手势和动态手势的二值化图像序列；

一第一特征提取单元，连接所述手势分割单元，用于提取所述二值化图像序列中对应于某一时刻点的所述静态手势的图像属性的特征作为第一特征向量；

一第二特征提取单元，连接所述手势分割单元，用于提取所述二值化图像序列中对应于某一时间段的所述动态手势的指尖运动轨迹，并对所述指尖运动轨迹进行方向向量的量化编码作为第二特征向量；

一手势匹配单元，分别连接所述第一特征提取单元和所述第二特征提取单元，用于根据所述第一特征向量和所述第二特征向量查询所述动作脚本库并匹配对应的所述动作脚本；

一手势触发维修单元，连接所述手势匹配单元，根据匹配的所述动作脚本生成对应的所述手势维修操作指令触发人机交互模拟维修。