[发明专利]一种牵引变电所值班人员虚拟沉浸式培训仿真系统和方法

摘要

本发明公开了一种牵引变电所值班人员虚拟沉浸式培训仿真系统和方法，利用三维建模及动画软件构建牵引变电所的虚拟三维场景和相关动画，能够有效增强培训对象的视觉和听觉感受，强化其对学习内容的理解；利用三维引擎和数据库构建自由演练、情景教学、模拟考核三种培训模式和具体任务培训内容，培训内容针对性强且可以灵活修改；利用虚拟现实沉浸式头盔和体感交互设备进一步增强场景直观感受。该方法通过三维可视化仿真，能够逼真直观的构建整个牵引变电所的三维场景，在三维场景基础上通过业务培训内容模拟变电所巡视、倒闸、检修等日常操作，培训过程中操作安全、沉浸度高、直观性强、培训周期短，具有良好的应用前景。

主权项

一种牵引变电所值班人员虚拟沉浸式培训仿真系统，利用三维建模及动画软件构建牵引变电所的虚拟三维场景和相关动画增强培训对象的视觉和听觉感受，强化其对学习内容的理解，仿真方法体系架构包括：为虚拟沉浸式培训仿真提供场景和数据支持的数据资源层，包括如下相关数据资源：设备三维模型资源、环境三维资源、三维地形资源、设备参数资料数据库、培训业务数据库、学员信息数据库；其中三维模型资源用于构建牵引变电所三维虚拟场景，培训业务数据库用于存储具体的业务培训内容，学员信息数据库用于存储学员信息、成绩；系统实现层，包括系统管理模块、后台管理模块、场景管理模块、交互模块、视角控制模块、任务管理模块；其中系统管理模块负责完成三维可视化仿真的基础配置；后台管理模块负责通信、数据库、性能消耗的后台信息配置和管理；场景管理模块负责有序组织牵引变电所三维场景，包括三维电气设备和环境；交互模块负责实现具体的人机交互方式，包括沉浸式虚拟仿真中的体感交互方式；视角控制模块负责完成虚拟场景仿真中的漫游、操作类视角模式实现；任务管理模块负责实现变电所内具体的人物培训功能，其中包括认知、巡视、检修、倒闸类日常操作和学习；用户交互层，实现场景漫游功能、任务培训功能、任务编辑功能，其中场景漫游为培训对象提供三维场景浏览、设备资料查看学习、自由操作、安全防护功能；任务培训提供牵引变电所日常操作相关的模拟教学培训功能，包括且不限于：巡视、检修、倒闸、故障处理；任务编辑则通过编辑界面编辑任务数据库从而完成具体的培训业务编辑。