[发明专利]煤矿安全生产过程VR仿真培训平台

说明书

本发明涉及一种煤矿安全生产过程VR仿真培训平台。采用技术方案是；包括煤矿生产数据系统、三维几何建模模块、三维综合管理基础平台和VR呈现装置；煤矿生产数据系统系统集成存储有地层、构造、钻孔、监测、人员定位、机电设备和自动化控制数据，并能够通过外部输出对应数据；三维几何建模模块采集地层、巷道和设备数据，并结合煤矿生产数据系统中数据，生成三维几何模型；VR呈现装置包括3DLED立体视觉大屏、VR头盔。本发明提高了工人在上岗前的生产与安全培训效率，为员工上岗前培训快读搭建仿真环境，有效的提升员工进入工作状态的速度，而且能够快速批量培训员工，解决新员工新生产环境初期适应环境慢导致的生产效率低的问题。

技术领域

本发明涉及一种煤矿安全生产过程VR仿真培训平台，属于基于虚拟现实环境的教学培训领域。

背景技术

煤矿以安全生产为天，需要技术熟练的工人，但熟练的技术需要不断在现场工作中学习获得，而煤矿开采的同时伴随着一定的危险性，这些都需要人们接受技术教育、安全教育、救生训练等，但由于受到各种环境因素的限制，不可能采用实际模拟的方式，使每个人均能置身于真实的环境中，有时真实感受安全的状况也是不安全的，甚至是根本无法提供这种现实的环境，即使提供了，有时也将付出巨大的代价。

虚拟现实技术是指利用人工智能、计算机图形学、人机接口、多媒体、计算机网络及电子、机械、视听等高新技术，模拟人在特定环境中的视、听、动等行为的高级人机交互技术。其技术特征主要表现在四个方面：①多感知性(multi-sensory)；②存在感、临境感(immersion)；③交互感(interaction)；④自主性(autonomy)。虚拟现实是由多种媒体构成的三维信息空间，其基本特征包括交互性和临场感。

目前以地质体三维可视化建模技术为基础，以虚拟现实仿真技术为手段构建煤矿安全生产过程VR仿真培训平台是地质学和煤矿安全研究的前沿领域，也是3D-GIS技术的一个重要组成部分，对它的研究可以补充和完善煤矿安全的技术手段及理论，拓宽其应用领域，同时又能促进地质学模拟技术的发展。

发明内容

针对申述发展现状，提高煤矿安全产生培训效率，本发明提供一种煤矿安全生产过程VR仿真培训平台。

为实现上述目的，本发明采用的技术方案是；

煤矿安全生产过程VR仿真培训平台，

包括煤矿生产数据系统、三维几何建模模块、三维综合管理基础平台和VR呈现装置；

煤矿生产数据系统系统集成存储有地层、构造、钻孔、监测、人员定位、机电设备和自动化控制数据，并能够通过外部输出对应数据，实现数据漫游、信息查询、数据分析功能；

三维几何建模模块采集地层、巷道和设备数据，并结合煤矿生产数据系统中数据，生成三维几何模型，三维几何模型中的每个模型含有对应的数据；

VR呈现装置包括3DLED立体视觉大屏、VR头盔，用于呈现三维几何建模模块内容及模型数据；

三维综合管理基础平台用于构建虚拟三维环境，并将虚拟三维环境以视频流媒体形式传输到VR呈现装置中，虚拟三维环境为煤矿生产数据系统数据输送到三维几何建模模块中生成的虚拟矿山环境的三维几何模型，通过构建虚拟的矿山环境，虚拟三维环境以视频流媒体形式传输到VR呈现装置中。

作为优选，

三维综合管理基础平台中构建的环境包括生产流程仿真环境、事故仿真环境；生产流程仿真环境分为井下典型的综采面工艺标准流程、综掘工作面流程、供电系统操作流程和设备的安装和拆解培训，事故仿真环境包括容易造成违章的工序讲解和展示和综采面典型的事故案例剖析讲解展示。

作为优选，

综采面工艺标准流程包括综采系统设备开机流程、采煤机的斜切进刀与推溜移架、超前支护的操作流程、综采设备关机流程展示；

综掘工作面流程对井下掘进工艺标准流程进行仿真展示；