基于三維立體成像技術(shù)的4d虛擬互動仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的制作方法
【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001]本實用新型涉及電力作業(yè)中的體感仿真培訓(xùn)系統(tǒng),具體地指一種基于三維立體成像技術(shù)的4D虛擬互動仿真培訓(xùn)系統(tǒng)。
【背景技術(shù)】
[0002]隨著我國經(jīng)濟社會的快速發(fā)展,各大行業(yè)對電力能源需求日益呈現(xiàn)出高標準、嚴要求的趨勢,在保證高質(zhì)量電能的基礎(chǔ)上,要求持續(xù)性供電,以確保工農(nóng)業(yè)生產(chǎn)的安全穩(wěn)定運行,因此,安全成為電力企業(yè)永恒的主題,而安全培訓(xùn)是防患于未然、預(yù)防各類安全事故的有效手段。因此,積極開展各類電力安全培訓(xùn),不斷提高電力職工隊伍素質(zhì),己成為我國電力企業(yè)面臨的迫切任務(wù),廣泛和深入地開展電力職工安全培訓(xùn)是增強電力企業(yè)活力和后勁的重要戰(zhàn)略任務(wù)。
[0003]隨著電力體制改革的逐步深入開展,我國各電力企業(yè)對于安全培訓(xùn)工作的認識逐步到位,投入逐年增加,慢慢探索出了一套行之有效的培訓(xùn)體系與方法,主要包含理論授課、技術(shù)講座、經(jīng)驗交流、技術(shù)問答、事故預(yù)想、技術(shù)示范、技術(shù)比賽、反事故演習(xí)等,對于提升電力企業(yè)員工的綜合素質(zhì)發(fā)揮了一定的作用。
[0004]但是,隨著電網(wǎng)結(jié)構(gòu)的復(fù)雜化、智能化,對員工安全能力、安全技能要求日益提高。傳統(tǒng)培訓(xùn)手段存在一定不足,例如傳統(tǒng)的電力安全培訓(xùn)主要通過理論講解,重點關(guān)注安全知識灌輸,職工無法直觀、真切地體會到安全違章的重大危害,無法體驗事故的危險性及嚴重后果,聽、看、做等培訓(xùn)過程無法有機結(jié)合,缺乏真實感、事故預(yù)期感和安全體驗感。
【發(fā)明內(nèi)容】
[0005]本實用新型目的在于克服上述現(xiàn)有技術(shù)的不足而提供一種基于三維立體成像技術(shù)的4D虛擬互動仿真培訓(xùn)系統(tǒng),該系統(tǒng)通過對典型項目及相關(guān)的事故案例以三維立體動畫的方式進行還原,模擬電力行業(yè)真實生產(chǎn)環(huán)境和事故發(fā)生、發(fā)展過程,使受訓(xùn)學(xué)員對安全事故的危險性和引發(fā)的后果有更深入的了解。
[0006]實現(xiàn)本實用新型目的采用的技術(shù)方案是一種基于三維立體成像技術(shù)的4D虛擬互動仿真培訓(xùn)系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:
[0007]體感系統(tǒng)主機,所述體感系統(tǒng)主機連接有多臺工程投影機和第一通訊模塊;
[0008]動感座椅,其內(nèi)裝有與所述第一通訊模塊連接的第二通訊模塊;所述第二通訊模塊連接有驅(qū)動t吳塊和I/ot吳塊;
[0009]接近開關(guān),與所述I/O模塊連接,用于檢測接地線及驗電筆狀態(tài)并將檢測信號傳給I/O模塊;
[0010]射頻開關(guān),與所述I/O模塊連接,用于檢測絕緣手套及驗電筆的完好性;
[0011]位置距離傳感器,與所述I/O模塊連接,用于檢測操作工位信息;
[0012]開關(guān)輔助觸點,與所述I/O模塊連接,用于檢測開關(guān)柜內(nèi)部真空斷路器、隔離開關(guān)、接地刀開關(guān)的分、合狀態(tài)并將檢測信號傳給I/o模塊;
[0013]所述驅(qū)動模塊連接有煙霧模擬器、光電模擬器、觸電模擬器、聲效模擬器和雨水模擬器。
[0014]在上述技術(shù)方案中,所述驅(qū)動模塊通過485總線與煙霧模擬器、光電模擬器、觸電模擬器、聲效模擬器和雨水模擬器連接。
[0015]本實用新型能夠通過體感系統(tǒng)主機控制多臺工程投影機對典型項目及相關(guān)的事故案例以三維立體動畫的方式進行還原,模擬電力行業(yè)真實生產(chǎn)環(huán)境和事故發(fā)生、發(fā)展過程。同時,借助動感座椅等虛擬外設(shè),體驗與影片同步的觸電、墜落等效果;通過鼓風(fēng)機、噴霧器、灑水器、頻閃燈等效果模擬設(shè)備模擬惡劣天氣、電弧沖擊等特效,造成強有力的感官刺激,使受訓(xùn)學(xué)員對安全事故的危險性和引發(fā)的后果有更深入的了解,從感性上加深對安全重要性的認識,并提高安全技能,從而減少生產(chǎn)現(xiàn)場的安全事故。
【附圖說明】
[0016]圖1為本實用新型基于三維立體成像技術(shù)的4D虛擬互動仿真培訓(xùn)系統(tǒng)的結(jié)構(gòu)框圖。
【具體實施方式】
[0017]下面結(jié)合附圖和具體實施例對本實用新型作進一步的詳細說明。
[0018]本實用新型基于三維立體成像技術(shù)的4D虛擬互動仿真培訓(xùn)系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:
[0019]體感系統(tǒng)主機,所述體感系統(tǒng)主機連接有第一通訊模塊;
[0020]動感座椅,其內(nèi)裝有與所述第一通訊模塊連接的第二通訊模塊;所述第二通訊模塊連接有驅(qū)動模塊和I /0模塊;驅(qū)動模塊通過485總線與煙霧模擬器、光電模擬器、觸電模擬器、聲效模擬器和雨水模擬器連接。
[0021]接近開關(guān),與所述I/O模塊連接,用于檢測接地線及驗電筆狀態(tài)并將檢測信號傳給I/o模塊;
[0022]射頻開關(guān),與所述I/O模塊連接,用于檢測絕緣手套及驗電筆的完好性;
[0023]位置距離傳感器,與所述I/O模塊連接,用于檢測操作工位信息;
[0024]開關(guān)輔助觸點,與所述I/O模塊連接,用于檢測開關(guān)柜內(nèi)部真空斷路器、隔離開關(guān)、接地刀開關(guān)等器件的分、合狀態(tài)并將信號傳給I/O模塊;
[0025]本實用新型基于三維立體成像技術(shù)的4D虛擬互動仿真培訓(xùn)系統(tǒng)通過體感系統(tǒng)主機連接多臺高端工程投影機,采用畫面疊加計算以及事先對災(zāi)難影片進行三維處理等方式,實現(xiàn)重疊畫面,另外加上偏正片眼鏡,可實現(xiàn)高度逼真、沉浸感強烈的3D視覺效果以及逼真的4D體驗效果。體感系統(tǒng)主機(4D系統(tǒng)主機)采用工控機構(gòu)成,可以實時進行系統(tǒng)的四遙功能;第一、第二通訊模塊采用Socke t通訊技術(shù),通過短距離雙向通訊模式實現(xiàn)上、下位機之間的數(shù)據(jù)傳輸,同時通訊模塊接收I/O模塊的數(shù)據(jù)及發(fā)送數(shù)據(jù)給驅(qū)動模塊;I/O模塊實現(xiàn)開關(guān)量及模擬量的數(shù)據(jù)采集工作,并將采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信號,通過總線形式傳遞給通訊模塊;驅(qū)動模塊接收通訊模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù),驅(qū)動相應(yīng)的模擬器動作;接近開關(guān)用以檢測接地線及驗電筆狀態(tài)并將信號傳給I/O模塊;煙霧模擬器接收驅(qū)動模塊的數(shù)據(jù),產(chǎn)生煙霧模擬效果;光電模擬器接收驅(qū)動模塊的數(shù)據(jù),產(chǎn)生閃光及電弧模擬效果;觸電模擬器接收驅(qū)動模塊的數(shù)據(jù),產(chǎn)生觸電模擬效果;聲效模擬器接收驅(qū)動模塊的數(shù)據(jù),產(chǎn)生聲效及語音提示模擬效果。
[0026]本實施例體感系統(tǒng)主機還可以帶網(wǎng)線接口和擴展通訊用板卡,實現(xiàn)災(zāi)難軟件模擬、項目控制及災(zāi)難視頻模擬和人機互動等功能,通過虛擬互動仿真體感實訓(xùn)可以實時進行體感系統(tǒng)的4D體驗功能。
[0027]本實施例所用通訊模塊包含第一通訊模塊和第二通訊模塊兩部分,第一通訊模塊通過工業(yè)總線與體感系統(tǒng)主機進行連接,用以收發(fā)第二通訊模塊通訊的數(shù)據(jù),第二通訊模塊安裝在動感座椅內(nèi)與I/o模塊及驅(qū)動模塊連接,用以收發(fā)上位機傳送的數(shù)據(jù)。
[0028]本實施例所用I/O模塊采集動感座椅內(nèi)部各種傳感器的開關(guān)量、模擬量及開關(guān)位置狀態(tài),并將采集的數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換成信號,通過總線形式傳遞給機柜內(nèi)通訊模塊,通過Socket通訊的方式傳遞給上位機進行邏輯運算。
[0029]本實施例所用驅(qū)動模塊通過工業(yè)總線與機柜內(nèi)通訊模塊連接,接收通訊模塊發(fā)送過來的數(shù)據(jù),根據(jù)體感系統(tǒng)主機邏輯判斷的結(jié)果驅(qū)動相應(yīng)的模擬器動作。
[0030]本實施例所用煙霧模擬器、光電模擬器、觸電模擬器、聲效模擬器通過485總線形式與驅(qū)動模塊連接,驅(qū)動模塊通過工業(yè)總線接收上位機傳輸過來的數(shù)據(jù),驅(qū)動相應(yīng)的模擬器動作,包括產(chǎn)生煙霧效果、閃光及電弧效果、觸電效果、聲效、語音提示、雨水等效果。
[0031 ]本實用新型的使用過程如下:
[0032]進行4D虛擬互動時,啟動系統(tǒng)及開關(guān)柜內(nèi)部控制電源,坐上動感座椅,戴上立體眼鏡,然后運行體驗程序,即可開始4D虛擬互動體驗。
[0033]操作人員開啟系統(tǒng)主機,調(diào)出4D虛擬互動體驗項目選擇界面,觀察與系統(tǒng)主機相連接的通訊模塊是否已經(jīng)配對成功,并測試立體眼鏡與立體投影儀是否配對成功。
[0034]在4D虛擬互動體驗項目選擇界面中選擇運行檢修中的項目,同時體驗人員戴上眼鏡,操作人員操作相應(yīng)的項目,由于接近開關(guān)、射頻開關(guān)、位置距離傳感器、開關(guān)輔助觸點都通過485總線與I/O模塊連接,當(dāng)操作錯誤時,相應(yīng)檢測信號通過I/O模塊傳送給通訊模塊并通過Socket通訊傳送給系統(tǒng)主機。
[0035]體感系統(tǒng)主機接收到I/O模塊的數(shù)據(jù),并經(jīng)過判斷比較,最后由第二通訊模塊通過無線通訊形式激活驅(qū)動模塊,由于煙霧模擬器、光電模擬器、觸電模擬器、聲效模擬器與驅(qū)動模塊通過總線連接,所以操作就觸發(fā)相應(yīng)的聲、光、電、雨水等模擬器動作。
[0036]操作人員進行相關(guān)檢修操作正確時,體感系統(tǒng)主機自動判斷并進入到下一個4D虛擬互動體驗項目子項目中。
[0037]本實用新型能最大程度的通過體感系統(tǒng)主機控制工程投影機模擬檢修中的事故現(xiàn)象,而學(xué)員通過立體眼鏡切身體會規(guī)范操作及自我安全防護的重要性,極大地提高了體驗的直觀性及培訓(xùn)的便利性。本系統(tǒng)具有效果直觀,設(shè)備簡單,教學(xué)培訓(xùn)效果良好的優(yōu)點。
【主權(quán)項】
1.一種基于三維立體成像技術(shù)的4D虛擬互動仿真培訓(xùn)系統(tǒng),其特征在于,包括: 體感系統(tǒng)主機,所述體感系統(tǒng)主機連接有多臺工程投影機和第一通訊模塊; 動感座椅,其內(nèi)裝有與所述第一通訊模塊連接的第二通訊模塊;所述第二通訊模塊連接有驅(qū)動t吳塊和I/ot吳塊; 接近開關(guān),與所述I/o模塊連接,用于檢測接地線及驗電筆狀態(tài)并將檢測信號傳給I/O模塊; 射頻開關(guān),與所述I/O模塊連接,用于檢測絕緣手套及驗電筆的完好性; 位置距離傳感器,與所述I/O模塊連接,用于檢測操作工位信息; 開關(guān)輔助觸點,與所述I/o模塊連接,用于檢測開關(guān)柜內(nèi)部真空斷路器、隔離開關(guān)、接地刀開關(guān)的分、合狀態(tài)并將檢測信號傳給I/o模塊; 所述驅(qū)動模塊連接有煙霧模擬器、光電模擬器、觸電模擬器、聲效模擬器和雨水模擬器。2.根據(jù)權(quán)利要求1所述基于三維立體成像技術(shù)的4D虛擬互動仿真培訓(xùn)系統(tǒng),其特征在于:所述驅(qū)動模塊通過485總線與煙霧模擬器、光電模擬器、觸電模擬器、聲效模擬器和雨水模擬器連接。
【專利摘要】本實用新型涉及一種基于三維立體成像技術(shù)的4D虛擬互動仿真培訓(xùn)系統(tǒng),該系統(tǒng)包括:體感系統(tǒng)主機,所述體感系統(tǒng)主機連接有多臺工程投影機和第一通訊模塊;動感座椅,其內(nèi)裝有與所述第一通訊模塊連接的第二通訊模塊;所述第二通訊模塊連接有驅(qū)動模塊和I/O模塊;所述驅(qū)動模塊連接有煙霧模擬器、光電模擬器、觸電模擬器、聲效模擬器和雨水模擬器;所述I/O模塊連接有接近開關(guān)、射頻開關(guān)、位置距離傳感器和開關(guān)輔助觸點。本系統(tǒng)通過對典型項目及相關(guān)的事故案例以四維立體動畫的方式進行還原,模擬電力行業(yè)真實生產(chǎn)環(huán)境和事故發(fā)生、發(fā)展過程,使受訓(xùn)學(xué)員對安全事故的危險性和引發(fā)的后果有更深入的了解。
【IPC分類】G09B9/00
【公開號】CN205177201
【申請?zhí)枴緾N201520904794
【發(fā)明人】王德賀, 何湘寧, 毛波靜, 何光健, 黃桂云, 夏義軍, 胡建勛, 葉征, 張月金
【申請人】貴州電網(wǎng)公司培訓(xùn)與評價中心, 武漢科迪奧電力科技有限公司
【公開日】2016年4月20日
【申請日】2015年11月13日