CN108230804A - 一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训方法及系统 - Google Patents
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Abstract
一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训方法,主要包括采用以下步骤,步骤1:启动主机系统,主机系统在线检索是否有可以更新的项目数据包,如果有,则进入步骤2,否则,进入步骤3;步骤2:将虚拟场景和设备模型导入到虚拟数据库中,在学习数据库中每个项目对应有模拟处理动画,在标准流程数据库中每个项目对应有一套标准处理流程数据等。模拟出矿山每一个操作工种的操作方法及步骤,使受训者通过VR设备进入虚拟现实场景体验本工种操作步骤及操作方法,并通过虚拟现实感受因操作失误或失败带来的灾难性后果,以此达到让操作者掌握并熟练本工种操作技能并对其进行安全警示教育的目的。
Description
技术领域
本发明涉及矿山安全领域,具体涉及一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训方法及系统。
背景技术
虚拟现实(Virtual Reality简称VR)技术利用先进的硬件技术及软件工具,设计出合理的交互手段,使用户能交互式地观察和操作系统生成的虚拟环境,产生一种身临其境的感觉。虚拟培训系统综合运用虚拟现实技术,在视觉、听觉、触觉等方面为受训者生成一个极为逼真的虚拟场景,模拟生产过程的各种可能情况,使受训者最大限度地贴近实际操作和实战演练,提高标准化操作能力及处理各种事故的能力。
目前虚拟现实培训系统在军事、医学领域应用比较广泛,但在矿山领域的标准化操作及事故应急方面的培训还比较少,已有的培训系统大多数是基于桌面或者采用投影机将场景投影在屏幕上的方式,通过演示进行安全操作讲解,这种培训显然与真实操作有很大差别,培训质量不高、效果不理想。另外,由于教学条件和现场复杂环境的限制,目前针对矿山事故的应急处理培训都是基于理论上的,基本没有实现交动式培训,在应对矿山紧急事故情况时,工作人员的应急处置结果值往往小于预期值。为了解决上述问题,需要提供一种能够进行交互式培训的方法。
发明内容
本发明针对现有技术的不足,提出一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训方法及系统,一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训方法的具体技术方案如下:
一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训方法,其特征在于:
采用以下步骤,
步骤1:启动主机系统,主机系统在线检索是否有可以更新的项目数据包,如果有,则进入步骤2,否则,进入步骤3;
步骤2:将虚拟场景和设备模型导入到虚拟数据库中,在学习数据库中每个项目对应有模拟处理动画,在标准流程数据库中每个项目对应有一套标准处理流程数据;
步骤3:将主机系统与检测终端进行通信链接,检测终端负责读取受训人员产生的交互数据,受训人员登录主机系统,主机系统确认受训人员身份信息,判断受训人员权限等级;
步骤4:主机系统在显示界面显示操作培训项目、事故应急演练培训项目和考核项目,受训人员选择需要操作的项目,如果是操作技能培训项目,则进入步骤5,如果是事故应急演练培训项目,则进入步骤7,如果是考核项目,则进入步骤10;
步骤5:显示界面生成操作培训清单,受训人员选择需要的操作培训内容,通知主机系统准备完成,主机系统完成对检测终端的初始化;
步骤6:主机系统在虚拟场景中生成演示动画后,在虚拟场景中生成有操作设备模型,主机系统对每个操作设备模型添加事件标签,检测终端将受训人员产生的交互数据传输到主机系统中,判断受训人员是否采用正确的行为模式,如果是,则回到步骤4,否则,进入步骤7;
步骤7:主机系统提示操作失败,重新向受训人员演示不合规范的行为对应的正确虚拟操作,回到步骤4;
步骤8:显示界面生成事故应急演练培训清单,受训人员选择需要的事故应急演练培训内容,通知主机系统准备完成,主机系统完成对检测终端的初始化;
步骤9:检测终端将受训人员产生的交互数据传输到主机系统中,主机系统判断受训人员是否采用正确的行为模式,如果是,则回到步骤4,否则,进入步骤10;
步骤10:主机系统提示操作失败,重新向受训人员模拟演示不合规范的行为对应的正确虚拟动作,回到步骤4;
步骤11:在显示界面生成考核内容清单,受训人员选择考核内容,主机系统根据受训人员选择生成对应的虚拟场景,在虚拟场景中生成有设备模型,主机系统对每个设备模型添加事件标签;
步骤12:主机系统对受训人员的检测终端进行初始化,确定受训人员在虚拟场景中对应的初始位置,主机系统通知受训人员开始操作;
步骤13:受训人员根据考核要求在虚拟场景中做出动作,检测终端将采集的交互数据实时传送到主机系统;
步骤14:主机系统根据采集到的交互数据对虚拟场景中的设备模型做出相应响应,对虚拟场景中的设备模型实时更新;
步骤15:主机系统根据交互数据实时判断受训人员是否采用正确的行为模式,如果是,则进入步骤17,否则,进入步骤16;
步骤16:主机系统提示行为错误,结束考核,进入步骤17;
步骤17:记录该受训人员的考核进度,且保存所有操作记录,推送该考核结果到相关部门。
为更好的实现本发明,可进一步地为:所述步骤8至步骤10具体包括如下步骤,
步骤8-1:在显示界面生成事故应急演练培训清单,受训人员选择需要的事故应急演练培训内容,通知主机系统准备完成,主机系统完成对检测终端的初始化
步骤8-2:主机系统根据选择的应急演练培训内容生成虚拟场景,在虚拟场景中生成有与该虚拟场景关联的设备模型,主机系统对每个设备模型添加事件标签;
所述步骤9:检测终端将受训人员产生的交互数据传输到主机系统中,主机系统根据采集到的交互数据对虚拟场景中的设备模型做出实时响应更新,同时,主机系统将该交互数据与标准数据中的数据进行实时对比,确定该受训人员是否采用正确的行为模式,如果是,则回到步骤4,否则,进入步骤10;
所述步骤10:主机系统提示应急演练培训失败,重新向受训人员模拟演示不合规范的行为对应的正确虚拟动作,回到步骤4。
进一步地:步骤11至步骤17还可采用步骤:
所述步骤11:所述主机系统从场景数据库中读取数据,随机生成带有危险源的矿山场景,所述危险源矿山场景包括瓦斯燃烧、瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤、岩、与瓦斯突出、有毒有害气体浓度超标、火灾、透水事故、机电设备燃烧、机电设备坠落、人员坠落、冒顶、运输事故等矿山可能发生至人员伤亡及财产损失的危险源;
所述步骤12:主机系统对受训人员的检测终端进行初始化,确定受训人员在带有危险源虚拟场景中对应的初始位置,主机系统通知受训人员开始操作;
所述步骤13:受训人员在虚拟场景中进行作业,检测终端将采集的交互数据实时传送到主机系统;
所述步骤14:主机系统通过更新虚拟场景对受训人员的交互动作进行实时反馈,判断受训人员是否触发危险源,如果是,则进入下一步骤,否则,进入到步骤17;
所述步骤15:主机系统进入到事故应急处理模式,检测终端将受训人员产生的交互数据传输到主机系统中,主机系统判断受训人员是否采用正确的事故应急处理模式,如果是,则进入步骤17,否则进入步骤16;
所述步骤16:主机系统更新事故虚拟场景,且提示考核失败,进入步骤17;
所述步骤17:记录该受训人员的考核进度,且保存所有操作记录,推送该考核结果到相关部门。
进一步地:步骤11至步骤17还可采用步骤:
所述步骤11:所述主机系统从场景数据库中读取数据,随机生成危险源已经被触发的矿山虚拟场景,所述危险源场景包括瓦斯燃烧、瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、有毒有害气体浓度超标、火灾、透水事故、机电设备燃烧、机电设备坠落、人员坠落、冒顶、运输事故,矿山可能发生至人员伤亡及财产损失的危险源;
所述步骤12:主机系统对受训人员的检测终端进行初始化,确定受训人员在危险源已经被触发的矿山虚拟场景中对应的初始位置,主机系统通知受训人员开始操作;
所述步骤13:受训人员根据考核要求在虚拟场景中做出动作,检测终端将采集的交互数据实时传送到主机系统;
所述步骤14:主机系统根据接收到的交互数据对虚拟场景中的设备模型做出相应响应,同时,对虚拟场景中的设备模型实时更新;
所述步骤15:主机系统根据交互数据实时判断受训人员是否采用正确的行为模式,如果是,则进入步骤17,否则,进入步骤16;
所述步骤16:主机系统提示行为错误,结束考核,进入步骤17;
所述步骤17:记录该受训人员的考核进度,且保存所有操作记录,推送该考核结果到相关部门。
进一步地:所述检测终端包括头戴显示装置、数据手套和定位装置。
进一步地:所述数据手套和定位装置在虚拟场景中完成虚拟手势映射,实现对设备模型的虚拟操作识别,通过映射操作实现对虚拟场景中设备和物体的实时交互,触发模型事件标签。
进一步地:模拟设备模型的事件标签,利用检测终端进行检测。
进一步地:场景数据库主要包括三维矿山区域场景数据库和事故数据库。其中三维场景数据库包括矿山设备基础信息数据,矿山区域三维模型数据,日常标准化操作规范数据,矿山事故应急预案数据,事故数据库包括典型事故数值模拟数据,事故发生过程数据,事故后灾害场景数据和事故三维可视化数据。
进一步地:所述项目数据包包括操作技能培训项目数据包和事故应急演练培训项目数据包,所述培训项目数据包为包括采集现场区域的全景图像制作虚拟场景,通过建模构建设备模型。
一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训具体技术为,一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训系统,其特征在于:包括主机系统、头戴显示装置、数据手套、定位装置、矿山区域场景数据库、事故数据库、学习数据库、标准流程数据库和考核模块,主机系统的交互端口组分别与头戴显示装置、数据手套和定位装置相连,所述主机系统的数据端口分别与矿山区域场景数据库、事故数据库、学习数据库相连,所述主机系统的通信端口与所述考核模块的通信端口相连,所述考核模块的数据口与标准流程数据库相连。
本发明的有益效果为:第一,应用虚拟现实(VR(Virtual Reality))技术,模拟出矿山每一个操作工种的操作方法及步骤,使受训者通过VR设备进入虚拟现实场景体验本工种操作步骤及操作方法,并通过虚拟现实感受因操作失误或失败带来的灾难性后果,以此达到让操作者掌握并熟练本工种操作技能并对其进行安全警示教育的目的。
第二,通过虚拟煤矿各类灾害事故,让受训者置身于虚拟的灾害场景中学习应急救援知识,最终达到其掌握自救及应急救援的程序及方法步骤,减轻或减少矿山伤亡事故的发生。
第三,与现有煤矿培训技术手段相比,本发明是通过虚拟现实(VR)技术将煤矿无法再现的作业和事故现场“搬到”计算机里来,使受训者能身临其般对事故现场作出应急救援反应,改说教式培训为体验式培训,提出了交互式培训理念,受训者是否掌握了考核技能一目了然,改变了现有培训技术的模糊性与盲目性。一旦受训者考核合格后,就能熟练、从容应对矿山各种灾害事故,能达到减轻或减少矿山伤亡事故发生的效果。
附图说明
图1为本发明的工作流程图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明的较佳实施例进行详细阐述,以使本发明的优点和特征能更易于被本领域技术人员理解,从而对本发明的保护范围做出更为清楚明确的界定。
如图1所示:
一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训方法,
采用以下步骤,
步骤1:启动主机系统,主机系统在线检索是否有可以更新的操作技能培训项目数据包和事故应急演练培训项目数据包,所述培训项目数据包为通过摄像机采集现场区域的全景图像制作虚拟场景,通过建模构建设备模型,如果有,则进入步骤2,否则,进入步骤3;
步骤2:将虚拟场景和设备模型导入到虚拟数据库中,在学习数据库中每个项目对应有模拟处理动画,在标准流程数据库中每个培训项目对应有一套标准处理流程数据;
步骤3:受训人员登录主机系统,主机系统确认受训人员身份信息,判断受训人员权限等级;
步骤4:主机系统在显示界面显示操作技能培训项目、事故应急演练培训项目和考核项目。
操作技能培训项目包括以下工种技能:采煤工、井巷掘砌工、打钻工、瓦斯检查工、通风工、电工、钳工、绞车司机、机车司机、把钩工、磨盘工,信号工、皮带司机等涉及矿山生产的相关操作工种、矿山设施设备仪器仪表的使用方法和操作技能、员工上岗应知应会相关知识等。
事故应急演练培训项目包括以下种类:瓦斯爆炸事故、瓦斯燃烧事故、瓦斯及其它有毒有害气体窒息事故、煤尘爆炸事故、透水事故、机运设备燃烧事故、煤与瓦斯突出事故、顶板冒顶事故、机运设备机械事故、触电事故等有可能至人员伤亡或财产损失的矿山事故。
受训人员选择需要操作的项目,如果是操作技能培训项目,则进入步骤5,如果是事故应急演练培训项目,则进入步骤9,如果是考核项目,则进入步骤13;
步骤5:显示界面生成操作培训清单,受训人员穿戴好头戴显示装置、数据手套和定位装置,选择需要的培训内容,此处假定该受训人员选择瓦斯检查操作项目,通知主机系统准备完成;
步骤6:主机系统在虚拟场景中按流程依次模拟演示以下瓦斯检查方法。
1、介绍瓦斯检查仪器及各部份的功能和作用。
2、演示每一个按钮的操作方法。
3、瓦斯检查仪器的读数方法。
4、如何在现场选取检测点。
5、如何填写记录检查读数。
6、演示执行一个完整的瓦斯检查步骤。
主机系统在虚拟场景中每生成上述六个中的一个模拟演示后,通知受训人员进行交互,此处假设按照第一个方法生成“介绍瓦斯检查仪器及各部份的功能和作用”的模拟演示,在主机系统演示模拟完成后,通知受训人员进行交互,受训人员根据自己的判断对主机系统中的交互内容进行应答后,主机系统通过读取受训人员的交互动作,判断受训人员是否采用正确的行为模式,如果是,则进入下一步骤,否则,进入步骤8;
步骤7:主机系统判断受训人员是否对上述六个方法均进行交互培训,如果是,则回到步骤4,否则,回到步骤6;
步骤8:主机系统提示操作失败,此处假设在“瓦斯检查仪器的读数方法”处受训人员出现失误,主机系统向该受训人员发出操作失败通知,主机系统重新生成“瓦斯检查仪器的读数方法”的虚拟操作演示动画,主机系统重新回到步骤6;
步骤9:显示界面生成事故应急演练培训清单,受训人员穿戴好头戴显示装置、数据手套和定位装置,选择需要应对的事故应急演练培训内容,此处假设受训人员选择了矿山透水事故,通知主机系统准备完成;
步骤10:主机系统在虚拟场景中模拟出“透水事故”现场,主机系统在虚拟场景中依次按照如下方法进行模拟演示:
1、受训者发现现场有透水征兆或已经出了透水;
2、指挥出水点的所有作业人员按避灾线路撤离危险区域;
3、在撤离途中选择就近地点的电话迅速向调度室报告;
4、根据调度指令设法通知附近的作业人员或对其作出危险警示;
主机系统在虚拟场景中模拟演示每一个方法后,通知受训人员进行交互,此处假设按照第一个方法生成“先择就近地点的电话迅速向调度室报告”的模拟场景,在主机系统演示模拟完成后,通知受训人员进行交互,受训人员根据自己的判断对主机系统中的交互内容进行应答后,主机系统通过读取受训人员的交互动作,判断受训人员是否采用正确的行为模式,如果是,则进入下一步骤,否则,进入步骤12;
步骤11:主机系统判断受训人员是否对上述四个方法均进行交互培训,如果是,则回到步骤4,否则,回到步骤10;
步骤12:主机系统提示操作失败,此处假设在“设法通知附近的作业人员或对其作出危险警示”处受训人员出现失误,主机系统向该受训人员发出操作失败通知,主机系统重新生成“设法通知附近的作业人员或对其作出危险警示”的虚拟演示动画,主机系统重新回到步骤10;
步骤13:在显示界面生成考核内容清单,此处假设受训者选择的考核科目为瓦斯检查,主机系统在作业现场模拟出瓦斯超过规定值的虚拟场景,在虚拟场景中添加瓦斯检查需要的设备模型,主机系统对每个设备模型添加事件标签;
步骤14:主机系统对受训人员的头戴显示装置、数据手套和定位装置进行初始化,确定受训人员在虚拟场景中对应的初始位置,主机系统通知受训人员开始操作;
步骤15:受训人员根据考核要求在虚拟场景中做出动作,数据手套和定位装置将采集的信息实时传送到主机系统;
步骤16:主机系统根据采集到的受训者的行动信息对虚拟场景中的设备模型做出相应响应,对虚拟场景中的设备模型实时更新;
步骤17:主机系统通过读取受训人员的交互动作,实时判断受训人员是否采用正确的行为模式,如果是,则进入步骤19,否则,进入步骤18;
该正确行为模式包括如下操作:
1、检查发现现场瓦斯浓度超过规定值。
2、要求现场作业的所有人员停止作业,并立即将所有人员撤出隐患现场,在作业现场入口处设置警示标志,禁止无关人员入内。
3、向调度室作出正确汇报,并按调度指令正确处理隐患。
步骤18:主机系统提示行为错误,结束考核,进入步骤19,该错误的行为动作包括如下处理方式,受训者出现下面一种或者几种处理方式,则视为考核失败:
第一种处理方式:经检查,发现现场瓦斯浓度超过规定值。但未将作业人员撤离现场,自己采取错误的措施,引起了瓦斯爆炸,瓦斯燃烧,人员窒息等财产损失或人员伤亡事故。
第二种处理方式:经检查,未发现瓦斯超过规定值。包括以下原因导致未正确检查出现场瓦斯浓度:检查方法错误、检测点选择错误、数值读取错误、瓦斯检测仪未正确使用等。作业人员在高浓度瓦斯现场作业,引起了瓦斯爆炸,瓦斯燃烧、人员窒息等财产损失或人员伤亡事故。
第三种处理方式:经检查,发现现场瓦斯浓度超过规定值。要求现场作业的所有人员停止作业,并立即将所有人员撤出隐患现场,在作业现场入口处设置警示标志,禁止无关人员入内。但未向调度室作出汇报,调度室无法下达指令,导致引起了瓦斯爆炸和瓦斯燃烧等财产损失或人员伤亡事故。
第四种处理方式:经检查,发现现场瓦斯浓度超过规定值。要求现场作业的所有人员停止作业,并立即将所有人员撤出隐患现场,在作业现场入口处设置警示标志,禁止无关人员入内。向调度室汇报时不能正确汇报,调度室无法下达指令,导致引起了瓦斯爆炸和瓦斯燃烧等财产损失或人员伤亡事故。
步骤19:记录该受训人员的考核进度,且保存所有操作记录,推送该考核结果到相关部门。
针对瓦斯检查中的步骤18还可以包括如下步骤:
步骤18-1:主机系统提示操作错误,主机系统进入到应急救援考核模式,主机系统通过读取受训人员的交互动作,判断受训人员是否采用正确的应急救援处理模式,如果是,则进入步骤19,否则进入下一步骤;
该正确的应急救援处理模式包括如下的一种或者多种:
立即佩戴随身自救设备按正确的逃生路线逃离危险区域、进入就近的避难场所等。
错误的应急救援处理模式包括如下的一种或者多种:
不佩戴自救设备逃离危险区域、选择错误的路线逃生等。
步骤18-2:主机系统更新事故虚拟场景,提示考核失败,进入步骤19。
同时,步骤13中的考核科目可选择为透水事故演练,步骤13至步骤19的具体流程为,该透水事故演练的具体操作流程为:
此处假设受训者选择透水事故场景,主机系统根据受训人员选择随机生成对应的透水事故虚拟场景,在虚拟场景中生成有透水事故现场对应的设备模型,主机系统对每个设备模型添加事件标签;
步骤14:主机系统对受训人员的头戴显示装置、数据手套和定位装置进行初始化,确定受训人员在虚拟场景中对应的初始位置,主机系统通知受训人员开始操作;
步骤15:受训人员根据考核要求在虚拟场景中做出动作,数据手套和定位装置将采集的信息实时传送到主机系统;
步骤16:主机系统根据采集到的受训者的行动信息对虚拟场景中的设备模型做出相应响应,对虚拟场景中的设备模型实时更新;
步骤17:主机系统通过读取受训人员的交互动作,实时判断受训人员是否采用正确的行为模式,如果是,则进入步骤19,否则,进入步骤18;该正确的行为模式包括如下操作:
1、受训者发现现场有透水征兆或已经出了透水;
2、指挥出水点的所有作业人员按避灾线路撤离危险区域;
3、在撤离途中选择就近地点的电话迅速向调度室报告;
4、根据调度指令设法通知附近的作业人员或对其作出危险警示;
步骤18:主机系统提示行为错误,结束考核,进入步骤19,错误的行为该动作包括如下处理方式:
第一种处理方式:受训者发现现场有透水征兆或已经出了透水,但未判断出是透水征兆,未作出任何处理措施,水量越来越大最后导致人员受困或溺亡事故。
第二种处理方式:受训者发现现场有透水征兆或已经出了透水;
2、指挥出水点的所有作业人员按避灾线路撤离危险区域;
3、选择就近地点的电话迅速向调度室报告;但未作出正确报告,调度指令无法下达,导致人员受困或溺亡事故。
第三,1、受训者发现现场有透水征兆或已经出了透水;
2、不清楚避灾线路,无法正确指挥出水点的所有作业人员按避灾线路撤离;
3、未向调度室汇报,自己撤离时也选择了错误路线,导致事故的进一步扩大,造成人员受困或溺亡事故。
步骤19:记录该受训人员的考核进度,且保存所有操作记录,推送该考核结果到相关部门。
针对透水事故演练中的步骤18还可以包括如下步骤:
步骤18-1:主机系统提示操作错误,主机系统进入到应急救援考核模式,主机系统通过读取受训人员的交互动作,判断受训人员是否采用正确的应急救援处理模式,如果是,则进入步骤19,否则进入下一步骤;
该正确的应急救援处理模式包括如下的一种或者多种:
人员受困后向外界传递求救信息,对溺水人员施救等。
错误的应急救援处理模式包括如下的一种或者多种:
人员受困后未向外界传递求救信息,未对溺水人员施救、冒险穿过危险区域等。
步骤18-2:主机系统更新事故虚拟场景,提示考核失败,进入步骤19。
一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训系统,包括主机系统、头戴显示装置、数据手套、定位装置、矿山区域场景数据库、事故数据库、学习数据库、标准流程数据库和考核模块,主机系统的交互端口组分别与头戴显示装置、数据手套和定位装置相连,主机系统的数据端口分别与矿山区域场景数据库、事故数据库、学习数据库相连,主机系统的通信端口与考核模块的通信端口相连,考核模块的数据口与标准流程数据库相连。
Claims (10)
1.一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训方法,其特征在于:
采用以下步骤,
步骤1:启动主机系统,主机系统在线检索是否有可以更新的项目数据包,如果有,则进入步骤2,否则,进入步骤3;
步骤2:将虚拟场景和设备模型导入到虚拟数据库中,在学习数据库中每个项目对应有模拟处理动画,在标准流程数据库中每个项目对应有一套标准处理流程数据;
步骤3:将主机系统与检测终端进行通信链接,检测终端负责读取受训人员产生的交互数据,受训人员登录主机系统,主机系统确认受训人员身份信息,判断受训人员权限等级;
步骤4:主机系统在显示界面显示操作技能培训项目、事故应急演练培训项目和考核项目,受训人员选择需要培训的项目,如果是操作技能培训项目,则进入步骤5,如果是事故应急演练培训项目,则进入步骤7,如果是考核项目,则进入步骤10;
步骤5:显示界面生成操作技能培训清单,受训人员选择需要的操作培训内容,通知主机系统准备完成,主机系统完成对检测终端的初始化;
步骤6:主机系统在虚拟场景中生成演示动画后,在虚拟场景中生成有操作设备模型,主机系统对每个操作设备模型添加事件标签,检测终端将受训人员产生的交互数据传输到主机系统中,判断受训人员是否采用正确的行为模式,如果是,则回到步骤4,否则,进入步骤7;
步骤7:主机系统提示操作失败,重新向受训人员演示不合规范的行为对应的正确虚拟操作,回到步骤4;
步骤8:显示界面生成事故应急演练培训清单,受训人员选择需要的事故应急演练培训内容,通知主机系统准备完成,主机系统完成对检测终端的初始化;
步骤9:检测终端将受训人员产生的交互数据传输到主机系统中,主机系统判断受训人员是否采用正确的行为模式,如果是,则回到步骤4,否则,进入步骤10;
步骤10:主机系统提示操作失败,重新向受训人员模拟演示不合规范的行为对应的正确虚拟动作,回到步骤4;
步骤11:在显示界面生成考核内容清单,受训人员选择考核内容,主机系统根据受训人员选择生成对应的虚拟场景,在虚拟场景中生成有设备模型,主机系统对每个设备模型添加事件标签;
步骤12:主机系统对受训人员的检测终端进行初始化,确定受训人员在虚拟场景中对应的初始位置,主机系统通知受训人员开始操作;
步骤13:受训人员根据考核要求在虚拟场景中做出动作,检测终端将采集的交互数据实时传送到主机系统;
步骤14:主机系统根据采集到的交互数据对虚拟场景中的设备模型做出相应响应,对虚拟场景中的设备模型实时更新;
步骤15:主机系统根据交互数据实时判断受训人员是否采用正确的行为模式,如果是,则进入步骤17,否则,进入步骤16;
步骤16:主机系统提示行为错误,结束考核,进入步骤17;
步骤17:记录该受训人员的考核进度,且保存所有操作记录,推送该考核结果到相关部门。
2.根据权利要求1所述一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训方法,其特征在于:所述步骤8至步骤10具体包括如下步骤,
步骤8-1:在显示界面生成事故应急演练培训清单,受训人员选择需要的事故应急演练培训内容,通知主机系统准备完成,主机系统完成对检测终端的初始化
步骤8-2:主机系统根据选择的应急演练培训内容生成虚拟场景,在虚拟场景中生成有与该虚拟场景关联的设备模型,主机系统对每个设备模型添加事件标签;
所述步骤9:检测终端将受训人员产生的交互数据传输到主机系统中,主机系统根据采集到的交互数据对虚拟场景中的设备模型做出实时响应更新,同时,主机系统将该交互数据与标准数据中的数据进行实时对比,确定该受训人员是否采用正确的行为模式,如果是,则回到步骤4,否则,进入步骤10;
所述步骤10:主机系统提示应急演练培训失败,重新向受训人员模拟演示不合规范的行为对应的正确虚拟动作,回到步骤4。
3.根据权利要求1所述一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训方法,其特征在于:步骤11至步骤17还可采用步骤:
所述步骤11:所述主机系统从场景数据库中读取数据,随机生成带有危险源的矿山场景,所述危险源矿山场景包括瓦斯燃烧、瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤、岩、与瓦斯突出、有毒有害气体浓度超标、火灾、透水事故、机电设备燃烧、机电设备坠落、人员坠落、冒顶、运输事故等矿山可能发生至人员伤亡及财产损失的危险源。
所述步骤12:主机系统对受训人员的检测终端进行初始化,确定受训人员在带有危险源虚拟场景中对应的初始位置,主机系统通知受训人员开始操作;
所述步骤13:受训人员在虚拟场景中进行作业,检测终端将采集的交互数据实时传送到主机系统;
所述步骤14:主机系统通过更新虚拟场景对受训人员的交互动作进行实时反馈,判断受训人员是否触发危险源,如果是,则进入下一步骤,否则,进入到步骤17;
所述步骤15:主机系统进入到事故应急处理模式,检测终端将受训人员产生的交互数据传输到主机系统中,主机系统判断受训人员是否采用正确的事故应急处理模式,如果是,则进入步骤17,否则进入步骤16;
所述步骤16:主机系统更新事故虚拟场景,且提示考核失败,进入步骤17;
所述步骤17:记录该受训人员的考核进度,且保存所有操作记录,推送该考核结果到相关部门。
4.根据权利要求1所述一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训方法,其特征在于:步骤11至步骤17还可采用步骤:
所述步骤11:所述主机系统从场景数据库中读取数据,随机生成危险源已经被触发的矿山虚拟场景。所述危险源场景包括瓦斯燃烧、瓦斯爆炸、煤尘爆炸、煤与瓦斯突出、有毒有害气体浓度超标、火灾、透水事故、机电设备燃烧、机电设备坠落、人员坠落、冒顶、运输事故矿山可能发生至人员伤亡及财产损失的危险源;
所述步骤12:主机系统对受训人员的检测终端进行初始化,确定受训人员在危险源已经被触发的矿山虚拟场景中对应的初始位置,主机系统通知受训人员开始操作;
所述步骤13:受训人员根据考核要求在虚拟场景中做出动作,检测终端将采集的交互数据实时传送到主机系统;
所述步骤14:主机系统根据接收到的交互数据对虚拟场景中的设备模型做出相应响应,同时,对虚拟场景中的设备模型实时更新;
所述步骤15:主机系统根据交互数据实时判断受训人员是否采用正确的行为模式,如果是,则进入步骤17,否则,进入步骤16;
所述步骤16:主机系统提示行为错误,结束考核,进入步骤17;
所述步骤17:记录该受训人员的考核进度,且保存所有操作记录,推送该考核结果到相关部门。
5.根据权利要求1所述一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训方法,其特征在于:所述检测终端包括头戴显示装置、数据手套和定位装置。
6.根据权利要求1所述一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训方法,其特征在于:所述数据手套和定位装置在虚拟场景中完成虚拟手势映射,实现对设备模型的虚拟操作识别,通过映射操作实现对虚拟场景中设备和物体的实时交互,触发模型事件标签。
7.根据权利要求1所述一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训方法,其特征在于:模拟设备模型的事件标签,利用检测终端进行检测。
8.根据权利要求1所述一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训方法,其特征在于:场景数据库主要包括三维矿山区域场景数据库和事故数据库。其中三维场景数据库包括矿山设备基础信息数据,矿山区域三维模型数据,日常标准化操作规范数据,矿山事故应急预案数据,事故数据库包括典型事故数值模拟数据,事故发生过程数据,事故后灾害场景数据和事故三维可视化数据。
9.根据权利要求1所述一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训方法,其特征在于:所述项目数据包包括操作技能培训项目数据包和事故应急演练培训项目数据包,所述培训项目数据包为包括采集现场区域的全景图像制作虚拟场景,通过建模构建设备模型。
10.一种虚拟现实矿山应急演练和操作技能培训系统,其特征在于:包括主机系统、头戴显示装置、数据手套、定位装置、矿山区域场景数据库、事故数据库、学习数据库、标准流程数据库和考核模块,主机系统的交互端口组分别与头戴显示装置、数据手套和定位装置相连,所述主机系统的数据端口分别与矿山区域场景数据库、事故数据库、学习数据库相连,所述主机系统的通信端口与所述考核模块的通信端口相连,所述考核模块的数据口与标准流程数据库相连。
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