[發(fā)明專(zhuān)利]一種三維虛擬實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)系統(tǒng)

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 201810283556.4
• 申請(qǐng)日: 2018-04-02
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN108492661A
• 公開(kāi)（公告）日: 2018-09-04
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 張寶;魏東梅;楊濤;陶栩;卓亮;龐毅飛;卞長(zhǎng)智
• 申請(qǐng)（專(zhuān)利權(quán)）人: 四川中煙工業(yè)有限責(zé)任公司;西南科技大學(xué)
• 主分類(lèi)號(hào): G09B9/00
• 分類(lèi)號(hào): G09B9/00;G06Q50/20
• 代理公司: 四川省成都市天策商標(biāo)專(zhuān)利事務(wù)所 51213
• 代理人: 秦華云;劉渝

本發(fā)明公開(kāi)了一種三維虛擬實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)系統(tǒng)，包括虛擬培訓(xùn)軟件系統(tǒng)，所述虛擬培訓(xùn)軟件系統(tǒng)包括虛擬教學(xué)單元、顯示交互界面單元和評(píng)價(jià)機(jī)制單元，所述虛擬培訓(xùn)軟件系統(tǒng)包括虛擬教學(xué)單元包括設(shè)備拆裝教程模塊和技能培訓(xùn)教程模塊；所述設(shè)備拆裝教程模塊內(nèi)部包括設(shè)備拆裝教程數(shù)據(jù)庫(kù)，所述顯示交互界面單元包括三維模型模塊、場(chǎng)景構(gòu)建模塊和用戶界面框架構(gòu)建模塊，所述評(píng)價(jià)機(jī)制單元包括評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)操培訓(xùn)考核模塊，所述評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)有各項(xiàng)場(chǎng)景信息下的標(biāo)準(zhǔn)操作方法步驟。本發(fā)明運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)建立了三維虛擬實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)系統(tǒng)，提供給學(xué)員直觀的設(shè)備動(dòng)態(tài)運(yùn)行操作過(guò)程，并實(shí)現(xiàn)可根據(jù)需要模擬拆卸、組裝設(shè)備的演示功能，提高技能培訓(xùn)的效果。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及維修電工技能培訓(xùn)技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種三維虛擬實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)

維修電工技能培訓(xùn)系統(tǒng)是根據(jù)現(xiàn)代生產(chǎn)物流系統(tǒng)的發(fā)展和未來(lái)趨勢(shì)，綜合了實(shí)際工業(yè)生產(chǎn)中大量應(yīng)用到的復(fù)雜控制過(guò)程的教學(xué)培訓(xùn)裝置。它以培養(yǎng)受訓(xùn)人員的專(zhuān)業(yè)知識(shí)應(yīng)用能力、綜合實(shí)踐能力、創(chuàng)新能力為主要目標(biāo)，是一套以現(xiàn)代工業(yè)現(xiàn)場(chǎng)設(shè)備為原型的機(jī)電一體化生產(chǎn)線實(shí)訓(xùn)考核裝置。它的培訓(xùn)內(nèi)容包括傳感器應(yīng)用技術(shù)培訓(xùn)、氣動(dòng)技術(shù)培訓(xùn)、PLC技術(shù)培訓(xùn)、機(jī)械系統(tǒng)拆裝調(diào)試培訓(xùn)、電機(jī)驅(qū)動(dòng)技術(shù)培訓(xùn)、組態(tài)監(jiān)控技術(shù)培訓(xùn)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)培訓(xùn)等等，主要承擔(dān)企業(yè)裝備更新后的設(shè)備生產(chǎn)操作、維護(hù)、物流管理等任務(wù)。由于培訓(xùn)資金和模擬設(shè)備缺乏，實(shí)操培訓(xùn)時(shí)間相對(duì)較短等諸多條件的限制，傳統(tǒng)的技能培訓(xùn)方式無(wú)法突破地域，時(shí)間的束縛，同時(shí)對(duì)于安全性操作要求也較高，尤其是培訓(xùn)設(shè)備及軟件缺乏先進(jìn)性，嚴(yán)重束縛了培訓(xùn)質(zhì)量的提高。虛擬實(shí)驗(yàn)是借助于多媒體、仿真和虛擬現(xiàn)實(shí)(又稱(chēng)VR)等技術(shù)，在計(jì)算機(jī)上營(yíng)造可輔助、部分替代甚至全部替代傳統(tǒng)實(shí)驗(yàn)各操作環(huán)節(jié)的相關(guān)軟硬件操作環(huán)境，實(shí)驗(yàn)者如同在真實(shí)的環(huán)境中完成各種實(shí)驗(yàn)項(xiàng)目，所取得的實(shí)驗(yàn)效果等價(jià)于甚至優(yōu)于在真實(shí)環(huán)境中所取得的效果，它是計(jì)算機(jī)技術(shù)、虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)、人機(jī)交互技術(shù)結(jié)合的產(chǎn)物，也是在教育領(lǐng)域應(yīng)用信息技術(shù)的一種創(chuàng)新。鑒于目前大學(xué)教育以注重理論知識(shí)為主的現(xiàn)狀，企業(yè)不能期望招聘的員工不經(jīng)培訓(xùn)就能上崗，也不能期望通過(guò)通用職業(yè)鑒定培訓(xùn)培養(yǎng)出技術(shù)骨干，所以立足于依靠自己的培訓(xùn)部門(mén)和專(zhuān)家隊(duì)伍，緊密結(jié)合生產(chǎn)實(shí)際開(kāi)發(fā)出實(shí)用的虛擬實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)系統(tǒng)顯得尤為重要。

發(fā)明內(nèi)容

針對(duì)現(xiàn)有技術(shù)存在的不足之處，本發(fā)明的目的在于提供一種三維虛擬實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)系統(tǒng)，運(yùn)用虛擬實(shí)驗(yàn)技術(shù)建立了三維虛擬實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)系統(tǒng)，以3D漫游、實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)演示等方式，提供給學(xué)員直觀的設(shè)備動(dòng)態(tài)運(yùn)行操作過(guò)程，并實(shí)現(xiàn)可根據(jù)需要任意模擬拆卸、組裝設(shè)備的演示功能，提高技能培訓(xùn)的效果。

本發(fā)明的目的通過(guò)下述技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)：

一種三維虛擬實(shí)驗(yàn)培訓(xùn)系統(tǒng)，包括虛擬培訓(xùn)軟件系統(tǒng)，所述虛擬培訓(xùn)軟件系統(tǒng)包括虛擬教學(xué)單元、顯示交互界面單元和評(píng)價(jià)機(jī)制單元，所述虛擬培訓(xùn)軟件系統(tǒng)包括虛擬教學(xué)單元包括設(shè)備拆裝教程模塊和技能培訓(xùn)教程模塊；所述設(shè)備拆裝教程模塊內(nèi)部包括設(shè)備拆裝教程數(shù)據(jù)庫(kù)，所述設(shè)備拆裝教程數(shù)據(jù)庫(kù)中存儲(chǔ)有設(shè)備拆裝的文字教程數(shù)據(jù)、圖片教程數(shù)據(jù)和視頻教程數(shù)據(jù)，所述設(shè)備拆裝教程模塊用于按照用戶選擇的教程內(nèi)容從設(shè)備拆裝教程數(shù)據(jù)庫(kù)中調(diào)取文字教程數(shù)據(jù)、圖片教程數(shù)據(jù)或視頻教程數(shù)據(jù)進(jìn)行展示或播放；所述顯示交互界面單元包括三維模型模塊、場(chǎng)景構(gòu)建模塊和用戶界面框架構(gòu)建模塊，所述三維模型模塊內(nèi)部存儲(chǔ)有組成設(shè)備所需要的各個(gè)零部件三維模型，所述場(chǎng)景構(gòu)建模塊內(nèi)部存儲(chǔ)有虛擬培訓(xùn)的場(chǎng)景信息并通過(guò)三維模型模塊構(gòu)建出相應(yīng)的場(chǎng)景模型，所述場(chǎng)景信息包括完整設(shè)備組裝后場(chǎng)景、完全拆裝后場(chǎng)景與設(shè)備故障場(chǎng)景，所述用戶界面框架構(gòu)建模塊用于供用戶對(duì)相應(yīng)場(chǎng)景以及場(chǎng)景模型進(jìn)行模擬操作的交互操作；所述評(píng)價(jià)機(jī)制單元包括評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)和實(shí)操培訓(xùn)考核模塊，所述評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)存儲(chǔ)有各項(xiàng)場(chǎng)景信息下的標(biāo)準(zhǔn)操作方法步驟，所述實(shí)操培訓(xùn)考核模塊用于將用戶通過(guò)用戶界面框架構(gòu)建模塊進(jìn)行交互操作的方法步驟與評(píng)價(jià)標(biāo)準(zhǔn)數(shù)據(jù)庫(kù)中所對(duì)應(yīng)的標(biāo)準(zhǔn)操作方法步驟進(jìn)行對(duì)比并進(jìn)行評(píng)分考核。

為了更好地實(shí)現(xiàn)本發(fā)明，所述實(shí)操培訓(xùn)考核模塊在評(píng)分考核后得到評(píng)分結(jié)果并將評(píng)分結(jié)構(gòu)傳輸于顯示交互界面單元或者其他遠(yuǎn)程設(shè)備上進(jìn)行顯示，所述其他遠(yuǎn)程設(shè)備為考核終點(diǎn)顯示器。

本發(fā)明較現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下優(yōu)點(diǎn)及有益效果：