[發(fā)明專利]一種大型復(fù)雜裝備聯(lián)機(jī)協(xié)同虛擬訓(xùn)練方法

在審

• 申請?zhí)枺?/td>: 202011260454.4
• 申請日: 2020-11-12
• 公開（公告）號: CN112348724A
• 公開（公告）日: 2021-02-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 王濤;崔智高;曹繼平;姜柯;蘇延召;李慶輝;韓德帥;蔡艷平
• 申請（專利權(quán)）人: 中國人民解放軍火箭軍工程大學(xué)
• 主分類號: G06Q50/20
• 分類號: G06Q50/20;G06T17/00;G06T19/00;G06F3/01;G06F3/14
• 代理公司: 西安創(chuàng)知專利事務(wù)所 61213
• 代理人: 馬鳳云

1.一種大型復(fù)雜裝備聯(lián)機(jī)協(xié)同虛擬訓(xùn)練方法，其特征在于，該方法包括以下步驟：

步驟一、建立大型復(fù)雜裝備聯(lián)機(jī)協(xié)同虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)：組建大型復(fù)雜裝備聯(lián)機(jī)協(xié)同虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)，所述大型復(fù)雜裝備聯(lián)機(jī)協(xié)同虛擬訓(xùn)練系統(tǒng)包括多個(gè)分機(jī)訓(xùn)練單元(4)和用于協(xié)調(diào)多個(gè)分機(jī)訓(xùn)練單元(4)進(jìn)行工作的主控計(jì)算機(jī)(1)，所述主控計(jì)算機(jī)(1)上連接有第一語音交互模塊(2)和主顯示屏(3)；

所述分機(jī)訓(xùn)練單元(4)包括分控計(jì)算機(jī)(5)以及均與分控計(jì)算機(jī)(5)連接用于在虛擬訓(xùn)練場景中進(jìn)行操作的虛擬現(xiàn)實(shí)外設(shè)(6)、用于采集操作號手的操作動(dòng)作的攝像采集模塊(7)和用于與第一語音交互模塊(2)配合的第二語音交互模塊(8)；

步驟二、大型復(fù)雜裝備及其零部件的三維結(jié)構(gòu)模型的建模：利用主控計(jì)算機(jī)(1)對大型復(fù)雜裝備及其零部件的三維結(jié)構(gòu)模型進(jìn)行建模；

步驟三、建立大型復(fù)雜裝備虛擬拆裝的層次結(jié)構(gòu)和約束關(guān)系：利用主控計(jì)算機(jī)(1)建立大型復(fù)雜裝備虛擬拆裝的層次結(jié)構(gòu)和約束關(guān)系；

步驟四、確定大型復(fù)雜裝備虛擬拆裝過程的規(guī)劃序列，過程如下：

步驟401、主控計(jì)算機(jī)(1)根據(jù)大型復(fù)雜裝備虛擬拆裝的層次結(jié)構(gòu)和約束關(guān)系構(gòu)建大型復(fù)雜裝備中第i層層次結(jié)構(gòu)的鄰接矩陣其中，i為層次結(jié)構(gòu)的層次編號且i＝1,2,...,I，I為大型復(fù)雜裝備虛擬拆裝的結(jié)構(gòu)層數(shù)；j為層次結(jié)構(gòu)中零部件間通路的長度且j＝1,2,...,J，J為層次結(jié)構(gòu)中零部件間通路的最大長度；

步驟402、根據(jù)公式計(jì)算大型復(fù)雜裝備第i層層次結(jié)構(gòu)的可達(dá)矩陣P_i；

步驟403、根據(jù)大型復(fù)雜裝備第i層層次結(jié)構(gòu)的可達(dá)矩陣P_i，計(jì)算可達(dá)矩陣P_i中零部件因素Λ_iq的可達(dá)集K(Λ_iq)和前因集H(Λ_iq)，其中，q為可達(dá)矩陣P_i中零部件因素編號且q＝1,2,...,Q，Q為可達(dá)矩陣P_i中零部件因素總數(shù)；

步驟404、根據(jù)公式計(jì)算大型復(fù)雜裝備第i層層次結(jié)構(gòu)中最先虛擬拆裝的零部件其中，Λ為大型復(fù)雜裝備的所有虛擬拆裝零部件集合；

步驟405、去除大型復(fù)雜裝備第i層層次結(jié)構(gòu)中已經(jīng)虛擬拆裝的零部件，利用大型復(fù)雜裝備第i層層次結(jié)構(gòu)的可達(dá)矩陣P_i，重新計(jì)算可達(dá)矩陣P_i中零部件因素Λ_iq剩余的可達(dá)集K'(Λ_iq)和前因集H'(Λ_iq)；

步驟406、根據(jù)公式計(jì)算大型復(fù)雜裝備第i層層次結(jié)構(gòu)中第p個(gè)虛擬拆裝的零部件

步驟407、多次重復(fù)步驟405和步驟406，獲得大型復(fù)雜裝備第i層層次結(jié)構(gòu)的虛擬拆裝過程的規(guī)劃序列；

步驟408、多次重復(fù)步驟401和步驟407，獲得大型復(fù)雜裝備每層層次結(jié)構(gòu)的虛擬拆裝過程的規(guī)劃序列；

步驟五、主控計(jì)算機(jī)向各分控計(jì)算機(jī)分發(fā)大型復(fù)雜裝備及其零部件的三維結(jié)構(gòu)模型和大型復(fù)雜裝備虛擬拆裝過程的規(guī)劃序列，過程如下：

步驟501、根據(jù)大型復(fù)雜裝備虛擬拆裝過程的規(guī)劃序列，確定所需操作號手的數(shù)目以及不同操作號手的操作步驟；

步驟502、根據(jù)所需操作號手的數(shù)目確定分機(jī)訓(xùn)練單元(4)數(shù)目，主控計(jì)算機(jī)(1)將大型復(fù)雜裝備及其零部件的三維結(jié)構(gòu)模型整體分發(fā)至確定的分機(jī)訓(xùn)練單元(4)對應(yīng)的分控計(jì)算機(jī)(5)中；

步驟503、根據(jù)不同操作號手的操作步驟，將不同操作號手的操作步驟分發(fā)至對應(yīng)的分控計(jì)算機(jī)(5)中；

步驟六、大型復(fù)雜裝備聯(lián)機(jī)協(xié)同虛擬訓(xùn)練初始化：主控計(jì)算機(jī)(1)對大型復(fù)雜裝備虛擬拆裝訓(xùn)練項(xiàng)目初始化，并向?qū)?yīng)的分控計(jì)算機(jī)(5)提供IP地址，各分控計(jì)算機(jī)(5)分別加入該虛擬拆裝項(xiàng)目，直至確定的分機(jī)訓(xùn)練單元(4)對應(yīng)的分控計(jì)算機(jī)(5)全部加入該虛擬拆裝項(xiàng)目；

步驟七、確定的各分機(jī)訓(xùn)練單元進(jìn)行聯(lián)機(jī)協(xié)同虛擬訓(xùn)練，過程如下：

步驟701、主控計(jì)算機(jī)(1)宣布聯(lián)機(jī)協(xié)同虛擬訓(xùn)練操作開始；

步驟702、主控計(jì)算機(jī)(1)按照大型復(fù)雜裝備虛擬拆裝過程的規(guī)劃序列指揮第w步對應(yīng)的分控計(jì)算機(jī)(5)，提示其準(zhǔn)備操作，其中，w為大型復(fù)雜裝備虛擬拆裝過程的規(guī)劃序列的步數(shù)編號且w＝1,2，…，W，W為大型復(fù)雜裝備虛擬拆裝過程的規(guī)劃序列的總步數(shù)；

步驟703、大型復(fù)雜裝備虛擬拆裝過程的規(guī)劃序列指揮第w步對應(yīng)的操作號手通過虛擬現(xiàn)實(shí)外設(shè)(6)進(jìn)行拆裝操作；

步驟704、大型復(fù)雜裝備虛擬拆裝過程的規(guī)劃序列指揮第w步對應(yīng)的操作號手進(jìn)行虛擬拆裝操作時(shí)，其對應(yīng)的分控計(jì)算機(jī)(5)實(shí)時(shí)將操作結(jié)果反饋給主控計(jì)算機(jī)(1)，主控計(jì)算機(jī)(1)通過碰撞檢測模塊進(jìn)行碰撞檢測；

步驟705、主控計(jì)算機(jī)通過信息時(shí)鐘同步模塊將當(dāng)前時(shí)刻大型復(fù)雜裝備三維結(jié)構(gòu)傳送至所有分控計(jì)算機(jī)進(jìn)行同步顯示；

步驟706、大型復(fù)雜裝備虛擬拆裝過程的規(guī)劃序列指揮第w步對應(yīng)的操作號手操作完成后，其對應(yīng)的分控計(jì)算機(jī)調(diào)用當(dāng)前虛擬拆裝的操作步驟文件，判斷其虛擬操作是否正確，并給出相應(yīng)評判和提示；

直至所有操作號手完成所有的操作步驟，大型復(fù)雜裝備聯(lián)機(jī)協(xié)同虛擬訓(xùn)練操作結(jié)束。