[發明專利]一種礦用主通風機VR虛擬培訓設備

在審

• 申請號: 202010062725.9
• 申請日: 2020-01-20
• 公開（公告）號: CN111047944A
• 公開（公告）日: 2020-04-21
• 發明（設計）人: 丁海英;王繼東;李亞君;陳建中
• 申請（專利權）人: 太原理工天成電子信息技術有限公司
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00
• 代理公司: 太原市科瑞達專利代理有限公司 14101
• 代理人: 李富元

本發明涉及VR領域。一種礦用主通風機VR虛擬培訓設備，包括用來模擬風機操作按鍵功能及指示信息的風機模擬操作臺、PC主機、用以在眼鏡中以三維立體形式展示模擬風機操作臺的VR設備、手勢識別設備，風機模擬操作臺包括按鍵輸入模塊、液晶顯示模塊、LED指示模塊、控制SOC模塊，VR設備通過USB和HDMI線纜與PC主機相連，手勢識別設備通過USB與PC主機相連，控制SOC電信號連接PC主機、按鍵輸入模塊，用于接收按鍵輸入模塊控制指令的控制SOC采用MT7628AN芯片，MT7628AN芯片電信號連接按鍵輸入模塊、液晶顯示模塊、LED指示模塊。本發明中不僅實現了模擬操作培訓，并且可以代替現場進行現場考核。

技術領域

本發明涉及VR領域。

背景技術

安全技能培訓是煤焦化安全生產前提和保障，傳統的培訓方式是通過書本、輔助PPT、教學視頻等模式來進行的。傳統培訓方式具有一定的局限性，比如，大型設備操作教學，學員只能通過觀看書本或視頻等，進行學習，不能進行實際操作。

VR技術是近幾年發展起來的新型3D顯示技術，它通過三維計算機圖形技術，搭建一套完整的三維立體虛擬空間，人們佩戴VR眼鏡，通過VR眼鏡，以第一人稱視角置身于虛擬空間中，實現3D立體顯示。

本發明通過電路設計和連接，將礦用主通風機模擬操作臺、VR設備（眼鏡）、PC主機以及手勢識別設備連接，然后通過PC主機端運行控制軟件，實現操作臺操作與虛擬操作同步，從而實現礦用主通風機VR虛擬操作培訓教學。

發明內容

本發明所要解決的技術問題是：如何提供一種操作臺同步VR設備的礦用主通風機VR虛擬操作培訓教學設備。

本發明所采用的技術方案是：一種礦用主通風機VR虛擬培訓設備，包括用來模擬風機操作按鍵功能及指示信息的風機模擬操作臺、PC主機、用以在眼鏡中以三維立體形式展示模擬風機操作臺的VR設備、手勢識別設備，風機模擬操作臺包括按鍵輸入模塊、液晶顯示模塊、LED指示模塊、控制SOC模塊，VR設備通過USB和HDMI線纜與PC主機相連，手勢識別設備通過USB與PC主機相連，控制SOC電信號連接PC主機、按鍵輸入模塊，用于接收按鍵輸入模塊控制指令的控制SOC采用MT7628AN芯片，MT7628AN芯片電信號連接按鍵輸入模塊、液晶顯示模塊、LED指示模塊。培訓過程為：PC主機運行“礦用主通風機軟件”，此時操作人頭戴設備（眼鏡），可以在VR設備（眼鏡）中看到風機操作虛擬界面，PC主機根據程序輸入錯誤信息或者監考人員手動錄入需要處理的錯誤信息，操作人根據風機操作虛擬界面場景，在按鍵輸入模塊中按按鍵，控制SOC模塊接收按鍵指令，控制SOC模塊將指令傳輸至PC主機，手勢識別設備將人手的位置及手勢信息發送PC主機，PC主機將控制SOC指令與手勢信息進行比對，信息一致則認為是有效信號（信息不一致則認為是輸入錯誤），PC主機下發顯示信號至控制SOC，控制SOC在LED指示和液晶顯示模塊顯示對應信息，PC主機發送風機動作信號至VR設備（眼鏡），操作人可以在VR設備（眼鏡）中看到風機虛擬模型動作，實現風機VR虛擬操作。

風機模擬操作臺中，按鍵輸入模塊包括兩塊74HC165芯片，模擬1#1級啟動關閉、1#2級啟動關閉、1#風門開啟關閉的第一塊74HC165芯片連接6個開關按鍵，模擬2#1級啟動關閉、2#2級啟動關閉、2#風門開啟關閉的第二塊74HC165芯片連接另外6個開關按鍵。1#1、1#2、1#風門、2#1、2#2、2#風門各為電路中的一個開關，通過在“礦用主通風機軟件”中設置每個開關代表的含義，來實現模擬。

實時采集人手位置及手勢并發送信息至PC主機的手勢識別設備采用leapmotion設備。

液晶顯示模塊核心芯片為CY7C68013A，通過USB_DP、USB_DM接口與控制SOC模塊連接。

用以模擬風機操作臺的LED指示模塊通過U6的SER1、SCK1、RCK1和U7的SER2、SCK2、RCK2與控制SOC模塊相連。