[发明专利]一种交互式模拟培训保障系统

说明书

本发明提供了一种交互式模拟培训保障系统，包括：注册跟踪模块，获取现实场景中的各装备的空间位姿信息，根据装备的空间位姿信息生成三维模型的增强现实虚拟场景并通过预设的三维引擎运行；模拟维修模块，预设一动作脚本库，用于跟踪并捕捉用户进行模拟维修时所产生的维修操作，并匹配于动作脚本生成对应的操作指令，进行人机交互模拟维修；维修辅助模块，预设有关联于所述维修设备的维修数据组成的维修数据库，用于根据操作指令查找维修数据库中的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。本发明的有益效果为，提升培训效率，保障现场操作及维修的及时性与可靠性，提高装备保障能力。

技术领域

本发明涉及一种人机交互领域技术，尤其涉及一种交互式模拟培训保障 系统。

背景技术

人机交互(Human–Machine Interaction，简称HMI)技术在舰船机电自 动化系统中的地位非常重要，操作人员通过人机交互界面与各系统进行信息 交流和控制操作，小如显控台上的按键，大至仪表板、或是集控室，简单的 区分为“输入”与“输出”两种。输入指的是由人来进行机电设备的操作， 控制指令的下达或数据的录入；而输出指的是由机械或设备发出来的通知， 如参数显示、故障、警告、操作说明提示等。在舰船自动化、信息化系统中， 好的人机界面会帮助使用者更直观、更全面地获得设备状态信息，更简单、 更正确、更迅速地进行设备操作，也能使设备发挥最大的性能并延长使用寿 命。尤其对于舰船故障诊断决策支持系统来说，人机交互接口是用户与数据 库管理、方法库、模型库之间信息交换的桥梁，是整个系统的核心组件之一。

目前现有的以鼠标、键盘、平面显示屏(触摸屏)等方式为主的人机交 互方式存在着很大的局限性，已成为影响舰船模拟培训保障系统整体性能的 主要瓶颈之一。基于增强现实眼镜和多源脑神经信息解析建模技术为上述问 题提供了有效的解决途径，同时也为实现舰船感知数据融合提供一个可行的 技术方案。目前人机交互方式在模拟培训保障系统中的主要问题具体表现在 以下几个方面：

(1)通过键盘、鼠标输入指令和录入数据响应速度慢、操作繁琐，造成 操作人员劳动强度大，难以实现海量的样本数据的直接录入；

(2)受平面显示屏固定视角和物理尺寸的限制，用户无法获得沉浸式的 体验，用户难以直观、全面地获得系统的状态信息，从而造成难以形成准确 快速的决策；

(3)现有键盘鼠标输入方式只能处理基于计算机的形式化语言，无法像 自然语言一样准确快速地，表达用户的意图，因此难以直接形成知识库。目 前现有的以鼠标、键盘、平面显示屏(触摸屏)等方式为主的人机交互方式 存在着很大的局限性，已成为影响舰船模拟培训保障系统整体性能的主要瓶 颈之一。

发明内容

针对现有技术中存在的上述问题，旨在提供一种交互式的模拟培训保障 系统，以更好地实现脑机融合与人机交互，实现水下无人航行器的交互式模 拟培训，提升培训效率，提高装备保障能力。

具体技术方案如下：

一种交互式的模拟培训保障系统，应用于水下无人航行器；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；