[发明专利]一种数字化深度沉浸式互动学习模型训练系统及实现方法

权利要求书

1.一种数字化深度沉浸式互动学习模型训练系统，其特征在于：具有设备培训模拟工作台；所述设备培训模拟工作台上设有虚拟现实互动结果显示模块、操作模拟模块和智能训练师模块；所述智能训练师模块用于教学演示；所述操作模拟模块用于操作环境的模拟，透过浏览与观察，进行实操技能培训；所述虚拟现实互动结果显示模块用于模拟实际场景，并透过与操作模拟模块之间的数据交互链结框架，进行数据交握，以获得并显示当前仿真操作的信息，所述数据交互链结框架用于获取当前的仿真系统的数据和模型，为设备培训模拟工作台所有的模块提供数据接口和基础数据互动服务，所获得的数据信息透过三维仿真技术将实时互动的结果以动画形式具体呈现。

2.根据权利要求1所述的一种数字化深度沉浸式互动学习模型训练系统，其特征在于：上述系统还具有基于云计算平台提供的后台数据库全息挛生管理模块对设备实时操作过程进行完整的全过程存储，并将此过程纪录进行数字化全息转换，使欲操作设备的正常、异常状态，操作画面、设备信息、维修接口等现场真实状态得以全过程储存，并将这些过程进行提取以便后续重新用于教育训练目的的实况重现场景中，此一交互式的数字化信息价值迭加过程的实现方法，使得本模型得以完整的实现数字孪生于设备的实境描述，将设备调用、查询、培训等功能予以数字化孪生实现于仿真模型中。

3.一种根据权利要求1或2所述的数字化深度沉浸式互动学习模型训练系统的实现方法，其特征在于：包括以下步骤：

a、在智能训练师模块设计用户欢迎界面并在后台设定级别差异与相应的训练任务脚本，利用后台数据库，分类存储受训学员信息，培训记录及其他备注内容，利用可视化编程语言编辑交互式菜单界面，为后台数据库编辑与配对专门的查询与调用操作界面，供受训学员对后台数据进行相应的访问，以使智能训练师与受训学员产生正确的互动；

b、利用GUI设计软件设计操作模拟模块，模拟设备的操作界面，将操作接口与预期产生的运动结果进行配对编程，以显现相应的动作按钮对话框与培训内容讲解画面，使得受训学员依据正确的互动内容，驱动数字化的设备产生动态运动演示影像；

c、将设备的运行过程进行全过程的全息化描述，并对相应的状态如正常状态、异常状态等各式运行状态，进行完整的段落撷取与状态命名；

正常情况下，设备的组件必须透过与设备硬件的驱动程序及软件的传输协议进行运行控制的交互处理，驱使设备依照既定规划的运动逻辑描述路径进行相应工作；

对设备组件进行编码，可以使各组件具备独立的身分识别基础，使设备组件得以利用数字化工具描述其完整的运动逻辑；

整个系统内各组件透过数字化转换后，便可将信息互动过程，透过相应的软件设定、传感器技术、IoT技术，进行完整的数字孪生描述，并在相应的边缘计算器/云计算平台中合理分配相应纪录范围，使设备的全运行过程得以被进行数字化描述、撷取与状态命名，并对这些状态进行相应的分类，使设备的各种状态如正常、异常运行状态，可以进行完整的段落过程描述；

d、设备组件的数字化描述，使设备的各种状态如正常、异常运行状态之完整运动过程段落，可以被清楚的进行数字化描述与编辑；这些组件利用三维影像软件予以三维影像化处理，透过编程描绘，可使其真实的运动状态透过三维影像演示动态的运动效果；若将部分可归纳成模块的运动组件进行模块化描述与设定，再将各个模块的运动关联关系进行编程，便可使整台设备的运行过程，以三维影像进行完整的运动状态描述；此三维影像模型透过虚拟实现技术与操作者进行实时互动，以完成三维模型的动态演示。

4.根据权利要求3所述的数字化深度沉浸式互动学习模型训练系统的实现方法，其特征在于：步骤b具体为：

a1、利用软件在所述智能训练师模块中基于设备运行内容，构建知识图谱；

a2、根据教学业务流程构建教学大纲和课程的教学业务运作模型，并将各知识点与知识图谱中的知识点自动关联；

a3、产生学习路径和资源安排。

5.根据权利要求3所述的数字化深度沉浸式互动学习模型训练系统的实现方法，其特征在于：步骤b具体为：

b1、在智能训练师与受训学员建立互动关系并于后台自动配对相应课程后，受训学员依据智能训练师指令在操作模拟模块上进行模拟操作；

b2、受训学员点击操作接口，驱动虚拟现实互动结果显示模块正确的播放，演示相应的三维动画画面。