[發明專利]基于虛擬現實電力崗位評價的力反饋交互方法及系統

在審

• 申請號: 202210013719.3
• 申請日: 2022-01-06
• 公開（公告）號: CN114529139A
• 公開（公告）日: 2022-05-24
• 發明（設計）人: 孔吉宏;胖永新;楊偉珊;雒文琦;羅茜;吳超;呂毅松;王楚依;王宇軒
• 申請（專利權）人: 南方電網調峰調頻發電有限公司
• 主分類號: G06Q10/06
• 分類號: G06Q10/06;G06F3/01;G06T17/00;G06F1/3231;G11C7/16
• 代理公司: 南京縱橫知識產權代理有限公司 32224
• 代理人: 祝蓉蓉

本發明公開了一種基于虛擬現實電力崗位評價的力反饋交互方法，包括以下步驟：S1，將設備模型及場景模型導入虛擬現實仿真平臺；S2，給設備模型添加剛體，設置模型的重力參數及模型之間的相互作用力和碰撞邏輯；S3，調整模型操作方式，當前模型被選取時，開始自動錄音，在拆卸完成后，銷毀當前模型，停止錄音，自動選取下一模型并開始新錄音；S4，將虛擬現實仿真平臺接入CAVE顯示系統，并將力反饋設備接入CAVE顯示系統；S5，通過CAVE顯示系統完成電力崗位考核的登錄驗證、考題及模型加載后，學員通過虛擬現實交互設備和力反饋設備對虛擬場景中的模型進行操作，通過加入自動選取與自動錄音功能，讓學員更加流暢，拆卸更具真實性的完成電力崗位考核任務。

技術領域

本發明涉及虛擬現實仿真交互技術領域，具體涉及一種基于虛擬現實電力崗位評價的力反饋交互方法及系統。

背景技術

虛擬現實(VR,Virtual Reality)技術作為計算機圖形學領域的重要研究分支,其獨有的視覺呈現與虛擬仿真交互方式，使用戶能夠真實地置身于虛擬構造的三維場景中，感受高度沉浸的視覺漫游體驗。通過引入虛實融合的多模態視覺、聽覺、觸覺、嗅覺等感知技術，實現與虛擬場景物體的動態交互，感受虛擬世界所帶來的知識學習與視覺震撼，能夠有效的應用于醫學仿真、教育培訓、游戲娛樂、軍事模擬、裝配制造、工業智能機器人等多個領域，為人類的生產生活提供廣泛的智能化數字交互的便利，成為研究人員所關注的研究熱點和計算機前沿科技。

虛擬現實技術的出現使得現在教育行業發生的很大的變化，抽水蓄能電站的學員培訓及崗位評價也逐漸往虛擬現實的方向發展。其沉浸式的交互體驗和仿真場景讓電廠員工能夠如同置身真實電廠一樣，并用先進的交互設備模擬真實操作，提高訓練成效。

隨著在抽水蓄能電站崗位評價中虛擬現實技術與力反饋技術相結合，應用的越來越廣泛，以下問題也越來越明顯：

1)課件體量過大，模型制作，剛體設置復雜，沒有水電廠零件拆裝開發經驗；

2)課件中水電廠模型拆裝體驗相對固定，缺乏新鮮感和力覺臨場感體驗真實性；

3)水電廠模型重力反饋數值設置，實際調研設置過程繁雜；

經檢索，公開號為CN111882936A的中國專利公開了一種基于力反饋與虛擬現實的手術預演及教學系統，其特征在于：包括三維重建單元、有限元力學分析單元、力反饋單元、PC單元、無線通信模塊單元和虛擬眼鏡單元。該專利通過力反饋與虛擬現實的結合，給醫生以及醫學生在模擬手術中的真實的視覺與觸覺，并可以更換不同虛擬手術得到不同的手感，可以讓醫學院學生在培訓時或者醫生在手術模擬演練中擁有更加逼真的感受，達到讓使用者沉浸在虛擬現實環境中即可進行手術訓練的目的。通過該方法，已經重建出的病例和場景可以被反復練習使用，在做到節約資源的同時，幫助使用者不斷精進自己的技巧，從而大大提高醫生術前規劃以及醫學生手術教學的效率，降低手術風險。該專利雖然引入了力反饋，但其存在課件體量過大，模型制作、剛體設置復雜，模型操作復雜。

公開號為CN104657096B的中國專利公開了一種在CAVE環境下實現虛擬產品可視化與交互的方法。該專利的重點是將虛擬現實技術、數字樣機技術、數字媒體技術等新技術手段有效整合，不同于傳統多媒體動畫技術復雜流程方式，提出在虛擬產品可視化模型的構建與優化、虛擬產品可視化模型的材質貼圖與實時渲染、CAVE環境下實時可視化展示與交互應用等主要方面的新技術思路和方法，且實際應用到多個直升機型號虛擬產品可視化與交互中，提供了一種在CAVE環境下實現虛擬產品可視化與交互的方法。但是該專利在交互的過程中沒有用到力反饋，缺乏操作真實性，體驗效果不佳。

因此，亟需提供一種基于虛擬現實電力崗位評價的力反饋交互方法，以解決上述技術問題。

發明內容

本發明的目的是針對現有技術存在的問題，提供一種基于虛擬現實電力崗位評價的力反饋交互方法及系統。

為實現上述目的，本發明采用的技術方案是：