[發明專利]虛擬現實現場操作培訓方法及系統

在審

• 申請號: 202111446168.1
• 申請日: 2021-11-30
• 公開（公告）號: CN114241839A
• 公開（公告）日: 2022-03-25
• 發明（設計）人: 劉航宇;楊小宇;張光昱;張德平;萬進凱;李澤熙
• 申請（專利權）人: 中廣核（北京）仿真技術有限公司;大亞灣核電運營管理有限責任公司;中國廣核集團有限公司;中國廣核電力股份有限公司
• 主分類號: G09B9/00
• 分類號: G09B9/00;G06T19/00;G06T17/00;G06T15/20;G06T7/246
• 代理公司: 深圳市瑞方達知識產權事務所(普通合伙) 44314
• 代理人: 沈紅曼

本發明公開了虛擬現實現場操作培訓方法及系統，該方法包括以下步驟：S10：獲取核電模擬機中用于驅動核電模擬機的數據，并將數據轉化至VR虛擬現實場景的核電站設備中，以實現核電站設備的模擬控制運行；S20：將培訓人員在VR虛擬現實場景中的操作傳輸至核電模擬機中實時展現，并通過核電模擬機將數據變化可視化地實時反映至核電站設備中。本發明利用虛擬現實技術，將核電模擬機數據通過通訊傳遞至VR虛擬現實場景搭建的廠房中，實現核電模擬機數據與VR界面數據實時互通，提供了一種安全，高效和低成本的培訓方法。同時解決控制人員和現場操作員之間聯合培訓的脫節問題、現場操作員實景培訓受限于機組運行工況和現場放射性高溫環境等問題。

技術領域

本發明涉及核電現場操作技術領域，尤其涉及一種虛擬現實現場操作培訓方法及系統。

背景技術

核電廠操縱人員在控制室通過DCS控制系統等設備監視和控制核電站設備的運行過程，并指揮核電現場操作員進行操作，確保核設備的安全穩定運行。但控制室屬于核電的重要場所，無法為核電人員提供實地訓練，并且，核電現場存在輻射，一旦操作不當便會發生事故，因此無法很好地進行培訓。

發明內容

本發明要解決的技術問題在于，針對現有技術存在的至少一個缺陷，提供一種虛擬現實現場操作培訓方法及系統。

本發明解決其技術問題所采用的技術方案是：構造一種虛擬現實現場操作培訓方法，包括以下步驟：

S10：獲取核電模擬機中用于驅動所述核電模擬機的數據，并將數據轉化至VR虛擬現實場景的核電站設備中，以實現所述核電站設備的模擬控制運行；

S20：將培訓人員在所述VR虛擬現實場景中的操作傳輸至所述核電模擬機中實時展現，并通過所述核電模擬機將數據變化可視化地實時反映至所述核電站設備中。

優選地，在本發明所述的虛擬現實現場操作培訓方法中，所述核電模擬機用于模擬核電站控制室。

優選地，在本發明所述的虛擬現實現場操作培訓方法中，所述方法還包括：

S30：通過所述核電模擬機將控制人員在所述核電模擬機上執行的操作，將數據變化可視化地實時反映至所述核電站設備中。

優選地，在本發明所述的虛擬現實現場操作培訓方法中，所述步驟S20包括：

S201：通過實時跟蹤算法，定位培訓人員及其手部在所述VR虛擬現實場景中的位置變化；

S202：通過碰撞檢測和手勢感應算法，檢測培訓人員在所述VR虛擬現實場景中按照培訓流程執行的操作指令和涉及操作的工具包；

S203：將所述位置變化、所述操作指令和所述工具包傳輸至所述核電模擬機中實時展現，并通過所述核電模擬機將數據變化可視化地實時反映至所述核電站設備中。

優選地，在本發明所述的虛擬現實現場操作培訓方法中，所述步驟S10之前還包括：

S01：通過三維建模技術對需執行操作的相關廠房的真實環境進行建模，得到三維模型；

S02：將所述三維模型數據和現場收集到的素材導入渲染引擎中進行渲染，得到廠房環境的VR場景；

S03：所述VR場景建立完成后搭建培訓流程，并封裝成可執行程序EXE。

優選地，在本發明所述的虛擬現實現場操作培訓方法中，所述步驟S02包括：

根據所述三維模型的點云數據和現場收集到的素材制作高模，調整高模的布線和頂點位置，根據高模拓撲低模并拆分出低模UV，對高模執行UV和PBR貼圖制作，以在低模上顯示出高模的細節結構，得到廠房環境的VR場景。

本發明還構造了一種虛擬現實現場操作培訓系統，包括VR設備、工作站以及核電模擬機；