[發(fā)明專利]一種基于虛擬現(xiàn)實的沉浸式遠程培訓(xùn)系統(tǒng)

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• 申請日: 2017-12-21
• 公開（公告）號: CN108039080A
• 公開（公告）日: 2018-05-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 彭玲;魏沁祺;王興眾;王圣森;陳曦
• 申請（專利權(quán)）人: 中國艦船研究設(shè)計中心
• 主分類號: G09B5/08
• 分類號: G09B5/08;G06F3/01
• 代理公司: 湖北武漢永嘉專利代理有限公司 42102
• 代理人: 胡建平

本發(fā)明公開了一種基于虛擬現(xiàn)實的沉浸式遠程培訓(xùn)系統(tǒng)，該系統(tǒng)包括服務(wù)器端和客戶端；所述服務(wù)器端包括：資源管理模塊、虛擬操作平臺模塊、遠程支持培訓(xùn)模塊、在線幫助模塊；所述客戶端包括：知識管理模塊和自助引導(dǎo)培訓(xùn)模塊。本發(fā)明能提供多層次的視景模型以適應(yīng)不同的培訓(xùn)目的，很好的將虛擬環(huán)境和現(xiàn)實結(jié)合，融合實操技能訓(xùn)練和理論知識教學(xué)于一體。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及自動化控制技術(shù)，尤其涉及一種基于虛擬現(xiàn)實的沉浸式遠程培訓(xùn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

傳統(tǒng)的裝備培訓(xùn)模式主要存在以下幾個方面的局限性:

(1)由于傳統(tǒng)培訓(xùn)模式以講師為中心,講師的授課水平以及其經(jīng)驗的高低直接決定了培訓(xùn)效果的好壞；

(2)時間以及空間的安排較為固定,這會造成一些受訓(xùn)對象在因故無法參加培訓(xùn)的情況下不能連貫的進行培訓(xùn)學(xué)習(xí),從而對培訓(xùn)的整體效果有較大影響；

(3)培訓(xùn)的針對性較為模糊,教授內(nèi)容的實踐性較差。課程的設(shè)計上偏于理論化,課程的元素也相對單一,缺乏依照培訓(xùn)對象的不同而設(shè)計的個性化培訓(xùn)；

(4)由于場地資源的限制，實操培訓(xùn)的效果往往達不到預(yù)期，培訓(xùn)反饋無法及時反映到效果中，學(xué)員與講師的互動有限，培訓(xùn)結(jié)束后，學(xué)員無法有效開展自助學(xué)習(xí)；

(5)由于傳統(tǒng)的培訓(xùn)授課大多是紙質(zhì)培訓(xùn)材料，當(dāng)工業(yè)部門計劃針對不同的培訓(xùn)對象進行同一主題的培訓(xùn)時,每一次都需派專業(yè)的培訓(xùn)講師攜帶紙質(zhì)培訓(xùn)教材進行現(xiàn)場授課,從而給組織方造成了培訓(xùn)費用和成本的上升。

傳統(tǒng)意義上的裝備技術(shù)培訓(xùn)不但受時間和空間上的限制,而且其在人力、資源、經(jīng)費、組織實施等各方面都是極其浪費的。尤其對于在危險情況下的作業(yè)或者在不具備試驗條件下的高級培訓(xùn),傳統(tǒng)意義上的培訓(xùn)方式更是難以滿足。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明要解決的技術(shù)問題在于針對現(xiàn)有技術(shù)中的缺陷，提供一種基于虛擬現(xiàn)實的沉浸式遠程培訓(xùn)系統(tǒng)。

本發(fā)明解決其技術(shù)問題所采用的技術(shù)方案是：一種基于虛擬現(xiàn)實的沉浸式遠程培訓(xùn)系統(tǒng)，包括：

服務(wù)器端和客戶端；

所述服務(wù)器端包括：

資源管理模塊，所述資源管理模塊用于培訓(xùn)資源的存儲、訪問控制、分類管理和修改；

虛擬操作平臺模塊，用于通過設(shè)備和環(huán)境建模提供虛擬支撐環(huán)境，所述虛擬支撐環(huán)境包括虛擬環(huán)境和虛擬設(shè)備；并接收學(xué)員利用輸入設(shè)備的輸入信號完成對虛擬環(huán)境中虛擬設(shè)備的操縱，然后將虛擬場景的變化通過輸出設(shè)備實時反饋給學(xué)員；

所述輸入設(shè)備包括：鍵盤、鼠標(biāo)、數(shù)據(jù)手套和數(shù)據(jù)衣；所述輸出設(shè)備包括頭盔顯示器(HMD)、立體眼鏡、立體音響和力反饋手套；

遠程支持培訓(xùn)模塊，用于提供遠程協(xié)同環(huán)境，使不同地方的培訓(xùn)學(xué)員通過遠程支持和虛擬操作平臺模塊進行實時的同步協(xié)作；通過應(yīng)用共享技術(shù)及動態(tài)鏈接技術(shù)實現(xiàn)分布式的實時同步協(xié)作,通過分布式的培訓(xùn)平臺,不同地方的學(xué)員可以進行實時的同步協(xié)作,就某一培訓(xùn)內(nèi)容展開共同討論、相互交流學(xué)習(xí)經(jīng)驗和思想；

在線幫助模塊，用于向培訓(xùn)學(xué)員提供準(zhǔn)確及時的在線幫助；所述在線幫助模塊內(nèi)包括系統(tǒng)的幫助信息中心,幫助信息中心內(nèi)容包括系統(tǒng)的功能介紹、使用手冊、FAQ以及版本信息；

所述客戶端包括：

知識管理模塊，用于存儲培訓(xùn)學(xué)員在培訓(xùn)開始前及培訓(xùn)中學(xué)習(xí)的培訓(xùn)內(nèi)容和背景知識；所述培訓(xùn)內(nèi)容和背景知識為專門人員或講師開發(fā)的虛擬現(xiàn)實培訓(xùn)課件；

自助引導(dǎo)培訓(xùn)模塊，用于培訓(xùn)學(xué)員不受時間限制靈活的進行自助式培訓(xùn),獲取相關(guān)的培訓(xùn)知識；所述自助引導(dǎo)培訓(xùn)模塊包括交互式電子手冊和由三維建模形成的對象仿真模塊，學(xué)員可以通過輸入設(shè)備與虛擬操作平臺實現(xiàn)模擬訓(xùn)練的操作過程；