CN103886792A - 一种输变电设备试验三维仿真系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及三维仿真系统，尤其是一种用于输变电设备试验三维仿真系统。本发明通过虚拟现实技术，实现输变电设备试验的三维仿真。本发明能够比较系统的为培训人员展示各种试验环境，还能克服输变电设备试验危险性高的问题，尤其是针对初学者，提供了一种系统安全的虚拟培训环境，降低的培训难度与培训周期。

Description

一种输变电设备试验三维仿真系统

技术领域：

本发明涉及三维仿真系统，尤其是一种用于输变电设备试验三维仿真系统。 

背景技术：

输变电设备价格昂贵，而输变电设备试验存在高风险，而提供各种状态的输变电设备更加困难，因此很难通过实物创建一种输变电设备试验培训环境。因此迫切需要一种能够在低成本的环境下实现多种试验状态的仿真系统。现有的输变电设备试验及培训一般通过实物演示，使试验或培训过程中设备及人员的安全难以保障，且每次试验费用也很好等缺点。 

发明内容： 

针对背景技术的不足，本发明通过虚拟现实技术，实现输变电设备试验的三维仿真。本发明能够比较系统的为培训人员展示各种试验环境，还能克服输变电设备试验危险性高的问题，尤其是针对初学者，提供了一种系统安全的虚拟培训环境，降低的培训难度与培训周期。

本发明的技术方案是：一种输变电设备试验三维仿真系统，包括交互层、渲染层、控制层、三维仿真引擎、试验环境生成模块、试题生成、试题库、根据输变电设备构造的设备模型库、试验知识库；所述的控制层通过交互层发送的用户操作消息，经过分析和解释，通知三维仿真引擎做出具体的响应；其特征在于：所述的试验知识库通过试验类型进行分类，按照表结构进行存储；所述的试题库能够关联试验环境生成模块中的各种环境以及试验状态，自动选取相应的试题。 

如上所述的输变电设备试验三维仿真系统，其特征在于：所述的试验环境生成模块通过设备模型库和试验知识库提供的设备模型和相关知识，对具体的试验过程进行设备模型位置规划、设备模型连接规划、动作规划、视角规划、提示声音及文字规划、试题出现时间点规划。 

如上所述的输变电设备试验三维仿真系统，其特征在于：所述的三维仿真引擎利用试验环境生产模块的具体配置文件，进行一系列的管理工作，包括设备模型管理、试验知识管理、试题管理、碰撞检测、以及试验过程中的数据仿真计算。 

本发明的有益效果是：能够比较系统的为培训人员展示各种试验环境，可以大幅度降低的培训难度与培训周期。 

附图说明： 

图1 是本发明的结构框图。

具体实施方式： 

以下结合附图和实施例对本发明作进一步的详细说明。

如图1所示，一种输变电设备试验三维仿真系统，包括交互层、渲染层、控制层、三维仿真引擎、试验环境生成模块、试题生成、试题库、设备模型库、试验知识库。 

设备模型库是根据输变电设备的真实构造与尺寸，进行输变电设备多种建模，为输变电虚拟试验中的设备各种试验状态提供基础。设备模型库，实现虚拟试验设备，将试验计算模型封装为一个黑盒，并呈现为虚拟试验设备，作为虚拟试验的计算模块。 

试验知识库包含输变电设备试验中的各种知识、数据、图表等等。该试验知识库基于输变电设备试验知识本体进行建立，具体表现为试验过程规范，试验结果标准，及试验数据的表现方式。这些内容将通过试验类型进行分类，按照表结构进行存储，便于进行查找和判断。试验知识库对试验环境生成模块提供约束，为实现输变电设备试验三维仿真系统提供基础。 

试题库用于培训人员考核以及试题生成。试题库中的试题按照考核的知识点及试验步骤进行合理分类和组织。试题库能够关联试验环境生成模块中的各种环境以及试验状态，自动选取相应的试题，使选择出的试题与当前试验状态相关。为了达到考核效果，每次选出的试验可以随机变化。对考核结果实现评分，分析培训人员知识掌握的薄弱环节。 

试验环境生成模块，通过设备模型库和试验知识库提供的设备模型和相关知识，对具体的试验过程进行设备模型位置规划、设备模型连接规划、动作规划、视角规划、提示声音及文字规划、试题出现时间点规划等。并对这些规划配置编辑成脚本进行保存，便于修改和维护，提高系统的灵活性。 

三维仿真引擎利用试验环境生产模块的具体配置文件，进行一系列的管理工作，包括设备模型管理、试验知识管理、试题管理、碰撞检测、以及试验过程中的数据仿真计算。 

控制层通过交互层发送的用户操作消息，经过分析和解释，通知三维仿真引擎做出具体的响应。 

渲染层对整个显示内容进行实时渲染，包括设备模型及提示内容渲染。渲染结果具有很强的真实感。 

交互层对用户进行相应的提示，并接受用户提供的具体操作。提示的类型包括图像、文字、声音等多种类型，接收的响应包括用户的鼠标、键盘、体感的控制信息。交互内容包括接收用户对试验设备的接线操作，给出相应提示对用户进行虚拟试验进行引导。 

在培训开始时，根据用户的需求设定，后台将根据用户设定，在设备模型库调用相应状态的输变电设备模型，以及相应的虚拟试验设备，提示用户如何进行设备连接，以及相应的试验配置与设置，最后引导用户进行虚拟试验，以及学习试验数据分析与试验文档建立。 

在考核开始时，根据用户的需求设定，后台将根据相应设定，构建相应的输变电设备试验环境，并自动选取相应的测试试题，在输变电设备虚拟试验过程中在指定点弹出相应试题进行测试。并最终进行测试总分，并对测试结果进行分析。 

在输变电设备试验三维仿真过程中，所有的输变电设备要进行高度渲染，以实现输变电设备不同状态的真实展现，以提高其真实性，保证被培训人员有足够的沉浸感，降低现实环境与虚拟环境间的差距。 

以上实施例仅供说明本发明之用，而非对本发明保护范围的限制，所有等同的技术方案也应归属于本发明的保护范畴之内，有权利要求范围所限定。 

Claims (3)

1.一种输变电设备试验三维仿真系统，包括交互层、渲染层、控制层、三维仿真引擎、试验环境生成模块、试题生成、试题库、根据输变电设备构造的设备模型库、试验知识库；所述的控制层通过交互层发送的用户操作消息，经过分析和解释，并通知三维仿真引擎做出具体的响应，其特征在于：所述的试验知识库通过试验类型进行分类，按照表结构进行存储；所述的试题库能够关联试验环境生成模块中的各种环境以及试验状态，自动选取相应的试题。

2.如权利要求1所述的输变电设备试验三维仿真系统，其特征在于：所述的试验环境生成模块通过设备模型库和试验知识库提供的设备模型和相关知识，对具体的试验过程进行设备模型位置规划、设备模型连接规划、动作规划、视角规划、提示声音及文字规划、试题出现时间点规划。

3.如权利要求1或2所述的输变电设备试验三维仿真系统，其特征在于：所述的三维仿真引擎利用试验环境生产模块的具体配置文件，进行一系列的管理工作，包括设备模型管理、试验知识管理、试题管理、碰撞检测、以及试验过程中的数据仿真计算。