[发明专利]核电站主泵维修虚拟仿真平台及其构建方法

权利要求书

1.核电站主泵维修虚拟仿真平台，其特征在于，包括学习模块、实训模块、考核模块和成绩评估四大功能模块，所述学习模块的功能可以让实训人员对主泵维修的内容进行学习，整个学习过程由技术工程师、维修负责人和主泵管理人员等虚拟角色带领实训人员到达虚拟仿真平台中进行讲解介绍并互动，同时还有详细的参考资料和讲解文本说明指导实训人员进行学习；

所述实训模块的功能是让实训人员可以通过VR设备在建立的核电站虚拟仿真平台中进行自由的观察和行走，使得实训人员可以快速的了解到核电站内部的真实环境和各个设备的分布和位置，同时还可以通过与技术工程师、维修负责人和主泵管理人员等虚拟角色进行沟通对话询问，以便于快速的了解实训内容，通过在虚拟环境中模拟主泵的现场和维修操作过程让参与者生动直观的了解主泵维修，并且将维修主泵的步骤分割成一个个任务依次完成，同时仿真平台中具有背包系统，可以从背包中拿出所需要的工具进行拆装操作，同时采用精确到手指动作的VR全身互动设备可以实时模仿用户的手部姿势状态，并在网络同步后可以看到其他实训人员的手势，从而实现使用手势进行交流；

所述考核模块的功能是为了考核实训人员的学习情况，然后采用一个教员端和两个实训人员端的模式进行虚拟演练，使得实训人员可以选择相应的工具进行相应的步骤，选择错误会进行扣分，这样会更清晰明确的学习到电缆维修的步骤，同时结合自主研发的虚实结合技术体验模块进行VR触觉模拟，可以体验到真实场景中的维修触感，所述成绩评估模块的功能是对实训人员的操作进行评判，在培训结束后，根据事先确定的评分规则对学员在培训过程中的操作与事故处理自动评分。

2.根据权利要求1所述的核电站主泵维修虚拟仿真平台，其特征在于：所述学习模块中的参考资料包括相关教材，重点知识和标准规范，同时在学习模块学习的过程中技术工程师、维修负责人和主泵管理人员等虚拟角色会通过提问的形式检查学生的学习情况。

3.根据权利要求1所述的核电站主泵维修虚拟仿真平台，其特征在于：所述维修主泵任务的分割步骤可以为校验螺栓、旋拧螺丝和拆下螺栓。

4.一种核电站主泵维修虚拟仿真平台的构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1、建立环境仿真模块：

通过激光扫描真实场景，根据待模拟的核电站本体及其内部自身的形状结构建立核电站本体的三维仿真模型，并添加高品质模型贴图，制作出核电站场景，然后读取主泵的文件资料数据，并制作主泵仿真模型；

S2、建立设备仿真模块：

采用专业3D软件来制作设备的三维立体图形，制作时统一选择同一视角来制作，主要是使用圆环、圆柱以及圆台等标准几何体和一些扩展几何体，通过旋转、缩放和修改其参数，再加入灯光，并使用材质渲染而成，制作完成之后将建立好的设备立体图保存为bmp文件，再经过最新版Photo shop处理之后，作为设备模型导入到核电站场景中，然后建立设备模型中各物项的名称与其所在房间位置的映射关系；

S3、建立实体仿真模块：

对实训人员的人体进行扫描，并通过VR设备与核电站场景进行融合连接，并建立背包模型，背包内放置一些主泵维修所能用到的工具，并录制一些三维虚拟教学视频加入到核电站场景中，从而进一步对核电站场景进行完善；

S4、建立事件仿真模块：

根据培训内容，制作出真实世界中培训内容的事件，可根据各行业考核特点自由要编排各种培训内容事件，并分别进行保存，在考核中能够随时导入，另外也可以通过人为的制造事故，例如误操作导致的故障，然后保存现场，作为一种事故类型，供运行人员进行事故处理培训时使用，同时建立多人联网任务系统；

S4、建立监控记录模块：

添加VR全身互动，并将实时采集的实训人员数据和核电站仿真平台的运行数据编织成教案进行回访；

S5、建立后台考核系统：

建立考核标准，并将监控记录模块记录的数据与考核标准进行对比，从而得出基于考核标准的考核分数，并根据考核标准对分数进行分析，给出全面的考核报告；

S6、建立系统管理平台：

建立用户管理模块、项目管理模块及将各子系统的接口数据进行统一管理，同时建立用户登录权限和登录安全保护系统。