[發明專利]一種基于虛擬現實的高鐵實訓教學系統及方法

在審

• 申請號: 201810412081.4
• 申請日: 2018-05-03
• 公開（公告）號: CN108520667A
• 公開（公告）日: 2018-09-11
• 發明（設計）人: 李培鎖;陳錦生;胡斌;趙小紅;王萌萌
• 申請（專利權）人: 湖南高速鐵路職業技術學院
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00
• 代理公司: 衡陽市科航專利事務所 43101
• 代理人: 潘桂英

本發明提出了一種基于虛擬現實的高鐵實訓教學系統，包括服務器、VR顯示設備、控制器設備，服務器搭建三維虛擬現實場景并控制數據傳輸，用戶應用VR顯示設備及控制器設備，根據VR顯示場景應用控制器實現實訓操作。基于該系統及方法，用戶能夠針對不同的緊急情況進行實訓模擬，實現容易可重復應用。

技術領域

本發明涉及虛擬現實技術領域，更具體地，涉及一種基于虛擬現實技術的高鐵實訓系統及方法。

背景技術

中國的高鐵已經成為世界前列，隨之而來的高鐵乘務人才缺口首當其沖，培養高鐵乘務人才過程中應用真實環境進行實訓操作有利于提高學生職業技能素質。然而，現有的培訓系統存在以下問題：

1沒有真車，無法實現現場實訓；

2有真車，但對于事故或故障等特殊情境難以重復再現，學生很難真實地應對這些特殊情境，致使人員體驗不足；

3有真車，仍然無法使每位學生都能充分在真實環境中進行實訓操作，難以跟蹤監控每位學生的操作過程，使得學生掌握實踐知識的速度和強度。

基于上述問題，導致現有的乘務人才培訓教學模式單一、實訓體驗差、學習效率低下等系列缺陷。

發明內容

本發明針對現有技術不足和缺陷，提供一種應用VR設備的高鐵實訓系統及方法，以實現更人性化、更真實、教學模式多樣化提高教學質量的目的。

為實現上述目的，本發明采用以下技術方案：

一種基于虛擬現實的高鐵實訓教學系統，包括服務器、VR顯示設備、控制器設備；

服務器，用于搭建三維全景的高鐵應急虛擬場景，所述的高鐵應急虛擬場景包括車廂火災應急場景、乘客突發病情場景，所述的車廂火災應急場景包括背景環境、消防道具、若干起火點及各起火點的火勢，所述的乘客突發病情場景包括背景環境、乘客模型；在本實施例中虛擬場景模塊中通過Unity 3D游戲引擎與3D Max三維建模軟件共同搭建渲染虛擬場景中的物體；

VR顯示設備，用于顯示三維全景的高鐵應急虛擬場景，并同步顯示虛擬用戶模型的移動畫面及執行動作畫面；

控制器設備，用于用戶選擇菜單以及用戶控制虛擬場景中用戶模型的移動、動作執行。

進一步的，所述服務器還包括存儲單元、評分單元，存儲單元用于記錄存儲用戶操作數據，評分單元用于評判用戶操作過程。

進一步的，所述的VR顯示設備包括VR眼鏡或者VR頭盔，控制器設備包括手持式控制器或者數據手套。

一種基于虛擬現實的高鐵實訓教學方法，所述方法具體包括以下步驟：

S1在服務器端仿真生成多種三維全景虛擬現實的高鐵應急虛擬場景，所述的高鐵應急虛擬場景包括車廂火災應急場景、乘客突發病情場景；

S2用戶觸發控制器設備在主菜單上選取高鐵應急虛擬場景，根據用戶選擇進入一種高鐵應急虛擬場景，通過VR顯示設備展示對應預設的三維場景；

S3獲取用戶的操作指令，根據所述的操作指令控制虛擬用戶模型移動、執行動作；

S4檢測用戶實施動作的次數調整高鐵應急虛擬場景中的情境變化，模擬真實環境下應急操作。

進一步的，如果S2步驟中選取進入車廂火災應急場景，展示預設的車廂火災三維場景，所述的車廂火災三維場景中包括：背景環境、消防道具、若干起火點及各起火點的火勢；控制用戶模型移動至消防道具的預設位置，獲取用戶的消防道具使用指令，控制用戶模型攜帶消防道具移動至對應的起火點，控制用戶模型實施滅火操作；根據滅火操作調整起火點的火勢情境；所述的滅火操作包括拔滅火器保險銷動作、翻轉滅火器動作以及按壓滅火器壓把動作。