[發明專利]虛擬漫游場景下機電設備模型拆裝培訓系統及其開發方法

無效

• 申請號: 201210122205.8
• 申請日: 2012-04-24
• 公開（公告）號: CN102663916A
• 公開（公告）日: 2012-09-12
• 發明（設計）人: 李龍華;蔡偉
• 申請（專利權）人: 河海大學常州校區
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;G06T17/00;G06T19/20
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 董建林

技術領域

本發明涉及一種虛擬漫游場景下機電設備模型拆裝培訓系統及其開發方法，屬于計算機輔助設計及工業設計領域。

背景技術

依靠先進的多媒體技術，利用三維仿真建模軟件、動畫制作軟件及虛擬游戲開發軟件創建虛擬漫游場景下機電設備模型拆裝培訓系統，讓培訓對象在維修廠房中自主漫游，“親手”完成設備零部件模型的拆卸、安裝等檢修操作，有助于對培訓內容的理解和接受。傳統的培訓方式一般為現場指導與實踐訓練，由于學員缺乏對設備的直觀認知和現場實習的局限性，培訓效果往往一般，培訓周期較長，不利于學員對培訓內容的持久記憶與理解掌握。交互式3D虛擬建構技術實現系統在模型的實時拆裝環境中與培訓對象互動，用戶可根據自身情況在場景中漫游參觀，選擇操作類型，決定各部件拆裝順序，拖拽模型進行操作，從而為培訓對象發揮積極性、獲得有效認知創造良好條件。

發明內容

為了解決設備拆裝傳統培訓中存在的問題，本發明提供了一種虛擬漫游場景下機電設備模型拆裝培訓系統及其開發方法。

本發明的主要技術內容如下：

一種虛擬漫游場景下機電設備模型拆裝培訓系統，包括：虛擬漫游場景模塊；部件拆裝演示模塊；交互界面進程模塊以及后臺數據庫管理模塊。

上述虛擬漫游場景模塊構建機電設備拆裝、維修的廠房背景，并為用戶提供自主漫游功能；所述廠房背景中設有三維仿真模型。

上述三維仿真模型包括電燈、樓梯、電氣開關、設備模型拆卸以及裝配所需要的工器具。

上述部件拆裝演示模塊存儲事先制作的零部件拆裝三維仿真動畫，等待用戶完成某項特定操作時，觸發播放，演示動畫展現零部件的拆裝過程，當用戶拖動零部件釋放后，部件自動相互分離或貼合，完成拆卸或裝配。

上述交互界面進程模塊在培訓系統中引導用戶進行下一步操作，用戶通過操作不同界面進入不同培訓單元，并在所述交互界面進程模塊幫助下完成相應的設備拆裝訓練流程。

上述引導的方式包括交互式菜單界面、用戶歡迎界面、操作界面、提示對話框、培訓內容講解畫面。

上述后臺數據庫管理模塊對日志信息及備注內容進行存儲，并提供調用查詢功能。

一種虛擬漫游場景下機電設備模型拆裝培訓系統的開發方法，包括以下步驟：

（1）、利用軟件創建機電設備拆裝、維修的廠房背景中的三維仿真模型，為三維仿真模型設置碰撞屬性，放置設備拆裝所需的工器具模型，供漫游用戶撿起使用；?

（2）、利用三維動畫制作軟件，根據培訓方機電設備拆裝、檢修規程的具體要求，針對每個零部件，設計并制作正確規范的部件拆卸、裝配過程演示動畫；

（3）、利用平面設計軟件設計用戶歡迎界面、操作界面、提示對話框、培訓內容講解畫面，利用可視化編程語言編輯交互式菜單界面，包括條件判定、動畫播放、對話框提示進程的鏈接。

（4）、開發后臺數據庫，分類存儲用戶信息，培訓記錄及其他備注內容，為后臺數據庫編輯專門的查詢與調用操作界面，供用戶對后臺數據庫的訪問與管理。

上述步驟（3）中的條件判定包括以下方面：

（1）、零部件拆裝順序判定

a、?零部件拆裝順序正確：觸發交互界面進程模塊，播放該零部件拆裝的三維仿真演示動畫；

b、?零部件拆裝順序錯誤：觸發交互界面進程模塊，該零部件自動復位，彈出錯誤提示對話框，用戶可進一步操作彈出培訓內容講解畫面。

（2）、拆裝工作完成判定

c、?拆裝工作完成：觸發交互界面進程模塊，出現提示對話框，公布結果，培訓信息自動載入后臺數據庫；

d、拆裝工作未完成：等待用戶操作至完成工作。

借由上述技術方案，本發明至少具有下列優點：

本發明通過虛擬漫游場景下機電設備模型拆裝培訓系統的設計開發。首先構建機電設備零部件拆裝、檢修工作廠房的虛擬場景，對場景中的所有模型設置碰撞屬性，以防發生人物或物體穿透現象；添加用戶在場景中自主漫游、操控電氣設備、使用工具等操作功能；其次，系統帶有各零部件拆裝仿真動畫，當用戶完成指定操作，滿足判定條件即可觸發播放零部件動畫；交互界面進程模塊則借助界面設計與可視化編程為用戶的交互式操作、條件判定及演示動畫的播放等進程提供支持；最后，用戶賬號信息、培訓日志及備注等系統重要數據都將存放在后臺數據庫進行統一管理，便于系統管理員日后編輯用戶權限，調用、查詢培訓歷史等工作。

本發明具有虛擬仿真度高、培訓效率高、培訓成本低、系統交互性強、適用面廣等優點。