本發(fā)明屬于虛擬現(xiàn)實領(lǐng)域，尤其是涉及一種基于虛擬現(xiàn)實的地質(zhì)勘察培訓(xùn)系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、實地勘察是地質(zhì)勘察培訓(xùn)中最為直接和真實的方法，但這種方法受到諸多因素的限制。天氣條件、地形地貌、地理位置等因素都可能影響實地勘察的進(jìn)行。例如，惡劣的天氣可能導(dǎo)致無法到達(dá)指定的勘察地點，或者限制了勘察工作的深入開展。其次，實地勘察需要大量的時間、人力和物力投入，成本高昂，且難以頻繁進(jìn)行。實地勘察還存在一定的安全風(fēng)險，尤其是在地質(zhì)條件復(fù)雜或環(huán)境條件惡劣的地區(qū)，可能會給參與人員帶來安全隱患。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、本實施例的目的在于提供一種基于虛擬現(xiàn)實的地質(zhì)勘察培訓(xùn)系統(tǒng)，為了解決實地勘察因環(huán)境條件惡劣導(dǎo)致人員生命受到威脅問題。

2、一種基于虛擬現(xiàn)實的地質(zhì)勘察培訓(xùn)系統(tǒng)，包括：

3、場景仿真模塊：用于通過3dmax建?；騧aya建模獲取場景模型并由vr眼鏡仿真實時場景；

4、數(shù)據(jù)采集模塊：用于根據(jù)真實地質(zhì)數(shù)據(jù)輔助建模工具執(zhí)行建模指令過程中的模型渲染和場景疊加，保證建模的實時性和現(xiàn)場感；

5、工具仿真模塊：用于執(zhí)行地質(zhì)勘察設(shè)備的仿真，包括地質(zhì)羅盤的磁性感應(yīng)仿真、鉆探設(shè)備的旋轉(zhuǎn)仿真和推進(jìn)力仿真；包括：

6、行為控制模塊：用于構(gòu)建了一個基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的決策模型，包括用于模擬地質(zhì)勘察人員在復(fù)雜環(huán)境中的行為決策；

7、任務(wù)模擬模塊：用于執(zhí)行任務(wù)模擬，包括數(shù)據(jù)庫建立任務(wù)流程；

8、交互與反饋模塊：用于學(xué)員根據(jù)vr眼鏡執(zhí)行任務(wù)學(xué)習(xí)和技能獲??；

9、培訓(xùn)檢驗?zāi)K：用于學(xué)員學(xué)習(xí)效果檢驗。

10、進(jìn)一步的，3dmax建模，包括步驟：

11、基礎(chǔ)幾何體創(chuàng)建：從標(biāo)準(zhǔn)幾何體中選擇基本形狀，包括立方體、球體并在視圖中繪制；

12、修改器使用：選擇模型，應(yīng)用修改器，包括edit?poly、bend、twist用來調(diào)整形狀；

13、使用edit?poly執(zhí)行頂點、邊和面編輯，增加細(xì)節(jié)；

14、其中增加細(xì)節(jié)包括擠出、切割和bevel。

15、進(jìn)一步的，maya建模，包括步驟：

16、創(chuàng)建基礎(chǔ)幾何體：根據(jù)菜單選擇“polygon?primitives”創(chuàng)建基本形狀；

17、選擇模型，使用“component?mode”執(zhí)行頂點、邊、面編輯；

18、細(xì)節(jié)添加：使用“smooth”命令平滑模型和添加細(xì)節(jié)；

19、燈光與渲染：添加燈光，設(shè)置相機(jī)視角。

20、進(jìn)一步的，模型渲染，包括根據(jù)地形地貌構(gòu)建所述場景模型并由unity3d或unrealengine渲染。

21、進(jìn)一步的，地形地貌包括gis信息和航拍圖像。

22、進(jìn)一步的，地質(zhì)羅盤的磁性感應(yīng)仿真、鉆探設(shè)備的旋轉(zhuǎn)仿真和推進(jìn)力仿真包括使用physx物理引擎執(zhí)行仿真指令。

23、進(jìn)一步的，physx物理引擎執(zhí)行仿真指令包括：

24、初始化場景和相關(guān)設(shè)置，包括重力；

25、創(chuàng)建物體，定義物體的形狀和質(zhì)量；

26、添加物體到物理場景中；

27、創(chuàng)建物理材質(zhì)以定義摩擦和彈性；

28、將材質(zhì)應(yīng)用于物體并運(yùn)行仿真；

29、在每幀中調(diào)用仿真步驟，更新物體的位置和狀態(tài)并處理碰撞；

30、監(jiān)聽碰撞事件并實現(xiàn)相應(yīng)的響應(yīng)邏輯。

31、進(jìn)一步的，行為控制模塊還包括使用q-learning算法獲取決策模型，包括步驟：

32、環(huán)境建模：包括定義狀態(tài)空間和動作空間；

33、初始化q值表：創(chuàng)建一個q值表，初始化所有狀態(tài)-動作對的q值；

34、選擇策略：使用ε-greedy策略選擇動作：以ε的概率隨機(jī)選擇動作；

35、根據(jù)選擇的動作與環(huán)境交互并獲取獎勵；

36、根據(jù)q值公式更新q值表：

37、q值公式為：

38、q(s,a)←q(s,a)+α×[r+γ×maxa′q(s′,a′)-q(s,a)]

39、其中，q(s,a)是狀態(tài)s下采取行動a的q值，α是學(xué)習(xí)率，r是即時獎勵，γ是折扣因子，s′是下一個狀態(tài)，maxa′q(s′,a′)是在新狀態(tài)s′下的最大q值；

40、迭代學(xué)習(xí)：重復(fù)執(zhí)行動作、更新q值。

41、進(jìn)一步的，培訓(xùn)檢驗?zāi)K，包括用戶注冊，角色分配。

42、進(jìn)一步的，角色分配包括新手、中級學(xué)員、專家。

43、本發(fā)明提供的一種基于虛擬現(xiàn)實的地質(zhì)勘察培訓(xùn)系統(tǒng)，解決了實地勘察因環(huán)境條件惡劣導(dǎo)致人員生命受到威脅問題。

44、為使本發(fā)明的上述目的、特征和優(yōu)點能更明顯易懂，下文特舉較佳實施例，并配合所附附圖，作詳細(xì)說明如下。

技術(shù)特征：

1.一種基于虛擬現(xiàn)實的地質(zhì)勘察培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬現(xiàn)實的地質(zhì)勘察培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述3dmax建模，包括步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬現(xiàn)實的地質(zhì)勘察培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述maya建模，包括步驟：

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬現(xiàn)實的地質(zhì)勘察培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述模型渲染，包括根據(jù)地形地貌構(gòu)建所述場景模型并由unity3d或unreal?engine渲染。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于虛擬現(xiàn)實的地質(zhì)勘察培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述地形地貌包括gis信息和航拍圖像。

6.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬現(xiàn)實的地質(zhì)勘察培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述地質(zhì)羅盤的磁性感應(yīng)仿真、鉆探設(shè)備的旋轉(zhuǎn)仿真和推進(jìn)力仿真包括使用physx物理引擎執(zhí)行仿真指令。

7.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬現(xiàn)實的地質(zhì)勘察培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述physx物理引擎執(zhí)行仿真指令包括：

8.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬現(xiàn)實的地質(zhì)勘察培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述行為控制模塊還包括使用q-learning算法獲取決策模型，包括步驟：

9.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬現(xiàn)實的地質(zhì)勘察培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述培訓(xùn)檢驗?zāi)K，包括用戶注冊，角色分配。

10.根據(jù)權(quán)利要求1所述的基于虛擬現(xiàn)實的地質(zhì)勘察培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，所述角色分配包括新手、中級學(xué)員、專家。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明提供一種基于虛擬現(xiàn)實的地質(zhì)勘察培訓(xùn)系統(tǒng)，包括：場景仿真模塊：用于通過3DMax建模或MaYa建模獲取場景模型并由VR眼鏡仿真實時場景；數(shù)據(jù)采集模塊：用于根據(jù)真實地質(zhì)數(shù)據(jù)輔助建模工具執(zhí)行建模指令過程中的模型渲染和場景疊加，保證建模的實時性和現(xiàn)場感；工具仿真模塊：用于執(zhí)行地質(zhì)勘察設(shè)備的仿真，包括地質(zhì)羅盤的磁性感應(yīng)仿真、鉆探設(shè)備的旋轉(zhuǎn)仿真和推進(jìn)力仿真；行為控制模塊：用于構(gòu)建了一個基于深度強(qiáng)化學(xué)習(xí)的決策模型；任務(wù)模擬模塊：用于執(zhí)行任務(wù)模擬，包括數(shù)據(jù)庫建立任務(wù)流程；交互與反饋模塊：用于學(xué)員根據(jù)VR眼鏡執(zhí)行任務(wù)學(xué)習(xí)和技能獲取；培訓(xùn)檢驗?zāi)K：用于學(xué)員學(xué)習(xí)效果檢驗；解決了實地勘察因環(huán)境條件惡劣導(dǎo)致人員生命受到威脅問題。

技術(shù)研發(fā)人員：吳雙紅,那明齊,丁一聰,潘成
受保護(hù)的技術(shù)使用者：中國電建集團(tuán)貴陽勘測設(shè)計研究院有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10