[發明專利]輸電線路巡視仿真系統的人機交互系統及人機交互方法

有效

• 申請號: 201310670045.5
• 申請日: 2013-12-10
• 公開（公告）號: CN103631381A
• 公開（公告）日: 2014-03-12
• 發明（設計）人: 李曉峰;胡志鵬;胡川;劉春翔;別士光
• 申請（專利權）人: 國家電網公司;國網湖北省電力公司檢修公司;國網電力科學研究院;國網電力科學研究院武漢南瑞有限責任公司
• 主分類號: G06F3/01
• 分類號: G06F3/01
• 代理公司: 武漢開元知識產權代理有限公司 42104
• 代理人: 潘杰;李滿

技術領域

本發明涉及電力培訓系統技術領域，具體涉及一種輸電線路巡視仿真系統的人機交互系統及人機交互方法。

技術背景

利用仿真技術進行電力系統的教學培訓工作已經越來越得到廣泛的應用，現有的輸電線路巡視仿真系統建立了三維立體的巡視線路場景，但是現有的輸電線路巡視仿真系統均采用傳統的鍵盤、鼠標的人機交互方式進行線路巡視，這樣難以模擬出巡視操作的真實感，其仿真性大大降低，培訓效果不佳。

發明內容

本發明的目的是針對上述技術問題，提供一種輸電線路巡視仿真系統的人機交互系統及人機交互方法，該系統和方法使得輸電線路巡視仿真系統的人機交互系統中的虛擬人物動作與學員真實的肢體動作實現了完美同步，大大提高了人機交互的互動性和仿真性。

為實現此目的，本發明所設計的輸電線路巡視仿真系統的人機交互系統，其特征在于：它包括屏幕、用于將輸電線路三維巡視線路和場景投射在屏幕上的投影儀、用于捕捉學員的身體及手臂動作信息的人體動作識別儀、用于采集學員頭部旋轉運動和上下運動信息并定位學員頭部位置的視角定位儀、用于學員自由行走的行走帶、用于采集行走帶滾動時的速度和方向從而獲取學員行走速度和方向的位移傳感器，其中，所述人體動作識別儀、視角定位儀和位移傳感器的信號輸出端用于連接輸電線路巡視仿真系統的人機交互模塊，所述投影儀的信號輸入端用于連接輸電線路巡視仿真系統的輸電線路三維巡視線路和場景圖像信號輸出端。

所述人體動作識別儀設置在屏幕的頂端。

所述屏幕為球形屏幕。

所述位移傳感器位于采集行走帶的下方。

一種利用上述輸電線路巡視仿真系統的人機交互系統的人機交互方法，其特征在于，它包括如下步驟：

步驟1：所述輸電線路巡視仿真系統生成虛擬的輸電巡視線路場景圖，并通過投影儀顯示在屏幕上；

步驟2：學員做出預先設定標準姿勢，人體動作識別儀對學員做出的標準姿勢進行掃描，并對學員的姿勢進行匹配，完成人體動作識別儀的初始化；

步驟3：學員站在行走帶上根據步驟1中虛擬輸電巡視線路場景圖的巡視線路做出相應的人體巡視姿勢動作；

步驟4：人體動作識別儀采集學員人體巡視姿勢動作中的人體姿勢信息和手臂位置信息；同時視角定位儀采集學員人體巡視姿勢動作中的頭部旋轉運動及頭部上下運動信息并定位學員的頭部位置；同時位移傳感器通過采集行走帶滾動時的速度和方向獲取學員人體巡視姿勢動作中的行走速度信息和方向信息；

步驟5：所述人體動作識別儀將上述學員人體巡視姿勢動作中的人體姿勢信息和手臂位置信息傳輸給輸電線路巡視仿真系統；視角定位儀將上述學員人體巡視姿勢動作中的頭部旋轉運動和頭部上下運動信息，以及學員的頭部位置信息傳輸給輸電線路巡視仿真系統；位移傳感器將上述學員人體巡視姿勢動作中的行走速度信息和方向信息傳輸給輸電線路巡視仿真系統；

步驟6：輸電線路巡視仿真系統將上述學員人體巡視姿勢動作中的人體姿勢信息和手臂位置信息、學員頭部旋轉運動和頭部上下運動信息、學員頭部位置信息、學員行走速度信息和方向信息反饋到屏幕顯示的虛擬輸電巡視線路場景圖中，使虛擬輸電巡視線路場景圖中的虛擬人物具有與學員相同的人體巡視姿勢動作，上述過程即完成了一次人機交互，實現了屏幕上的虛擬人物的動作與學員真實的動作同步一致。

所述步驟2中，當學員進行更換時，人體動作識別儀對更換的新學員做出的標準姿勢進行掃描，并對更換的新學員的姿勢進行匹配，完成更換新學員后的人體動作識別儀初始化。

所述學員做出預先設定標準姿勢為人體自然站立，雙手向上舉過肩，保持該姿勢2～4秒。

本發明的有益效果是：

1、本發明提供了一種輸電線路巡視仿真系統的人機交互方法，使輸電線路巡視仿真培訓系統擺脫了傳統的鍵盤、鼠標的束縛。

2、本發明使得虛擬人物動作與學員真實的肢體動作達到了同步，大大提高了人機交互的互動性；

3、本發明提高了線路巡視仿真系統的真實感，有助于提高線路巡視的培訓效果。

附圖說明

圖1為現有輸電線路巡視仿真系統的結構示意圖；

圖2為本發明的結構示意圖。

其中、1—投影儀、2—屏幕、3—人體動作識別儀、4—視角定位儀、5—行走帶、6—位移傳感器、7—輸電線路巡視仿真系統、7.1—人機交互模塊、7.2—巡視線路庫、7.3—輸電線路三維場景庫、7.4—設備缺陷庫、7.5—巡視操作模塊、7.6—缺陷記錄模塊、7.7—虛擬輸電巡視線路生成模塊、8—支架、9—培訓室。