CN105355112A - 用于培训电气设备操作的系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于培训电气设备操作的系统。该系统包括：设置有数据库的计算机，数据库用于保存各个培训课题的3D演示视频、对3D演示视频进行讲解的讲解音频、用于对培训课题进行考核的3D场景以及对应于3D场景的文字信息；3D头盔，3D头盔包括显示面板、音频输出模块、用于与计算机无线通讯的蓝牙模块以及与操作员头部适配的盔体，在对操作员进行培训时，显示面板用于显示3D演示视频，音频输出模块用于输出讲解音频，在对操作员进行考核时，显示面板用于显示3D场景和文字信息；3D摄像机，与计算机无线连接，摄像机用于在对操作员进行考核时，拍摄操作员的操作视频。本发明解决了在电力领域中对员工进行培训的效率较低的技术问题。

Description

用于培训电气设备操作的系统

技术领域

本发明涉及电力安全领域，具体而言，涉及一种用于培训电气设备操作的系统。

背景技术

随着坚强智能电网建设的逐步推进，大量新产品、新设备和新工具广泛应用，以及随着信息技术的日新月异，信息沟通渠道和方式极大丰富，传统式安全培训从以下方面显示出不足：一是被动型培训效果差，员工主动参与机会少，培训缺乏积极性；二是培训方式单一，员工通过短时间培训难以迅速掌握相关知识和技术；三是一些重大安全事故的真实场景无法再现，员工培训直观感受不足，培训效果往往不理想；四是安全培训缺乏系统性，现有安全培训往往作为生产技能培训的一部分，培训基地也并非专为安全培训设计，培训项目缺乏针对性和全面性。

针对在电力领域中对员工进行培训的效率较低的技术问题，目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

本发明实施例提供了一种用于培训电气设备操作的系统，以至少解决在电力领域中对员工进行培训的效率较低的技术问题。

根据本发明实施例，提供了一种用于培训电气设备操作的系统，该系统包括：设置有数据库的计算机，数据库用于保存各个培训课题的3D演示视频、对3D演示视频进行讲解的讲解音频、用于对培训课题进行考核的3D场景以及对应于3D场景的文字信息，其中，3D场景包括一个设备间，设备间内包括多个运行中的电气设备，文字信息用于描述电气设备的运行状况；3D头盔，3D头盔包括显示面板、音频输出模块、用于与计算机无线通讯的蓝牙模块以及与操作员头部适配的盔体，在对操作员进行培训时，显示面板用于显示3D演示视频，音频输出模块用于输出讲解音频，在对操作员进行考核时，显示面板用于显示3D场景和文字信息；3D摄像机，与计算机无线连接，3D摄像机用于在对操作员进行考核时，拍摄操作员的操作视频，其中，计算机基于从操作视频中识别出的动作信息判断操作员的模拟操作是否正确，动作信息用于描述操作员进行模拟操作时的手部动作。

进一步地，3D头盔还包括耳麦，在对操作员进行考核时，为每个操作员配备一个3D头盔，每个操作员对应于设备间内的一个电气设备，多个操作员通过3D头盔进行实时语音交流，其中，多个3D头盔以计算机为信息中转站进行通信。

进一步地，该系统还包括反馈手套，反馈手套包括手套、锂电池、无线通讯模块、单片机、设置在手套的手指部位的微型振动器以及设置在手套的掌背部位的脉冲发生器，微型振动器、脉冲发生器、锂电池以及无线通讯模块与单片机连接，单片机用于根据计算机发送的控制指令控制脉冲发生器和/或微型振动器，手套内与各个手指指腹相接触的部位设置有与脉冲发生器连接的金属丝，脉冲发生器用于生成低电压脉冲。

进一步地，控制指令包括用于指示微型振动器以不同振动模式振动的第一控制子指令，在操作员通过3D头盔观看3D演示视频并按照3D演示视频进行模拟操作时，计算机基于3D摄像机拍摄到的视频确定操作员进行模拟操作的操作动作的规范指数，并基于规范指数生成并发送第一控制指令，其中，规范指数用于描述操作动作与正确动作间的相似程度。

进一步地，在操作员通过3D头盔观看3D演示视频的过程中，音频输出模块和耳麦还用于与培训师端的设备传输语音信息。

进一步地，控制指令还包括用于指示脉冲发生器生成低电压脉冲的第二控制子指令，在对操作员进行考核时，计算机若判断出操作员的模拟操作不正确，则生成并发送第二控制子指令。

进一步地，低电压脉冲为周期为1秒、幅值为5伏的电压脉冲。

进一步地，手套的拇指指腹部位设置有第一金属接触片，手套的食指指腹部位设置有第二金属接触片，第一金属接触片连接至单片机的电源IO接口，第二金属接触片连接至单片机的普通IO接口，其中，在操作员使用反馈手套时，单片机若检测到普通IO接口的电平为低电压电，则确定操作员的拇指和食指没有捏合，若检测到普通IO接口的电平为高电压电，则确定操作员的拇指和食指捏合。

进一步地，在音频输出模块输出包括抢答问题的抢答音频时，单片机基于操作员的食指和拇指的捏合状态来判断是否参与抢答。

进一步地，在对操作员进行考核结束后，计算机将各个操作员的操作视频保存至数据库，并根据操作员的手部动作与正确手部动作间的相似程度为操作员评分。

在本发明实施例中，通过计算机的数据库保存各个培训课题的3D演示视频、对3D演示视频进行讲解的讲解音频、用于对培训课题进行考核的3D场景以及对应于3D场景的文字信息，其中，3D场景包括一个设备间，设备间内包括多个运行中的电气设备，文字信息用于描述电气设备的运行状况；3D头盔，3D头盔包括显示面板、音频输出模块、用于与计算机无线通讯的蓝牙模块以及与操作员头部适配的盔体，在对操作员进行培训时，显示面板显示3D演示视频，音频输出模块输出讲解音频，在对操作员进行考核时，显示面板显示3D场景和文字信息；3D摄像机在对操作员进行考核时，拍摄操作员的操作视频，其中，计算机基于从操作视频中识别出的动作信息判断操作员的模拟操作是否正确，动作信息用于描述操作员进行模拟操作时的手部动作，从而解决了在电力领域中对员工进行培训的效率较低的技术问题,在培训的过程中，计算机能够实时判断操作员的操作是否正确，如果错误，操作员可以根据通过操作视频及时找出错误原因并予以纠正，从而实现了提高培训效率的技术效果。

附图说明

此处所说明的附图用来提供对本发明的进一步理解，构成本申请的一部分，本发明的示意性实施例及其说明用于解释本发明，并不构成对本发明的不当限定。在附图中：

图1是根据本发明实施例的用于培训电气设备操作的系统的示意图。

具体实施方式

为了使本技术领域的人员更好地理解本发明方案，下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本发明保护的范围。

需要说明的是，本发明的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本发明的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。

首先，在对本发明实施例进行描述的过程中出现的部分名词或术语适用于如下解释：

3D：即three-dimensional的缩写，也即三维图形，裸眼3D即计算机利用人眼的近大远小的特性而输出的三维图形，以使观众在观看的时候会形成立体感。

根据本发明实施例，提供了一种用于培训电气设备操作的系统的实施例，图1是根据本发明实施例的用于培训电气设备操作的系统的示意图，如图1所示，该系统包括：计算机10、3D头盔20以及3D摄像机30。

设置有数据库的计算机，数据库用于保存各个培训课题的3D演示视频、对3D演示视频进行讲解的讲解音频、用于对培训课题进行考核的3D场景以及对应于3D场景的文字信息，其中，3D场景包括一个设备间，设备间内包括多个运行中的电气设备，文字信息用于描述电气设备的运行状况。

3D头盔，3D头盔包括显示面板、音频输出模块、用于与计算机无线通讯的蓝牙模块以及与操作员头部适配的盔体，在对操作员进行培训时，显示面板用于显示3D演示视频，音频输出模块用于输出讲解音频，在对操作员进行考核时，显示面板用于显示3D场景和文字信息。

3D摄像机，与计算机无线连接(即通过图1所示的无线网络)，摄像机用于在对操作员进行考核时，拍摄操作员的操作视频，其中，计算机基于从操作视频中识别出的动作信息判断操作员的模拟操作是否正确，动作信息用于描述操作员进行模拟操作时的手部动作。

通过上述实施例，通过计算机的数据库保存各个培训课题的3D演示视频、对3D演示视频进行讲解的讲解音频、用于对培训课题进行考核的3D场景以及对应于3D场景的文字信息，其中，3D场景包括一个设备间，设备间内包括多个运行中的电气设备，文字信息用于描述电气设备的运行状况；3D头盔，3D头盔包括显示面板、音频输出模块、用于与计算机无线通讯的蓝牙模块以及与操作员头部适配的盔体，在对操作员进行培训时，显示面板显示3D演示视频，音频输出模块输出讲解音频，在对操作员进行考核时，显示面板显示3D场景和文字信息；3D摄像机在对操作员进行考核时，拍摄操作员的操作视频，其中，计算机基于从操作视频中识别出的动作信息判断操作员的模拟操作是否正确，动作信息用于描述操作员进行模拟操作时的手部动作，从而解决了在电力领域中对员工进行培训的效率较低的技术问题，在培训的过程中，计算机能够实时判断操作员的操作是否正确，如果错误，操作员可以根据通过操作视频及时找出错误原因并予以纠正，从而实现了提高培训效率的技术效果。

为了与其它操作员或培训师进行沟通，上述实施例中的3D头盔还可以包括耳麦，在对操作员进行考核时，为每个操作员配备一个3D头盔，每个操作员对应于设备间内的一个电气设备，多个操作员通过3D头盔进行实时语音交流，其中，多个3D头盔以计算机为信息中转站进行通信。在操作员通过3D头盔观看3D演示视频的过程中，音频输出模块和耳麦还用于与培训师端的设备传输语音信息。

可选地，本申请的系统还可以包括反馈手套，反馈手套包括手套、锂电池、无线通讯模块、单片机、设置在手套的手指部位的微型振动器以及设置在手套的掌背部位的脉冲发生器，微型振动器、脉冲发生器、锂电池以及无线通讯模块与单片机连接，单片机用于根据计算机发送的控制指令控制脉冲发生器和/或微型振动器，手套内与各个手指指腹相接触的部位设置有与脉冲发生器连接的金属丝，脉冲发生器用于生成低电压脉冲。

具体地，上述的控制指令可以包括用于指示微型振动器以不同振动模式振动的第一控制子指令，在操作员通过3D头盔观看3D演示视频并按照3D演示视频进行模拟操作时，计算机基于3D摄像机拍摄到的视频确定操作员进行模拟操作的操作动作的规范指数，并基于规范指数生成并发送第一控制指令，其中，规范指数用于描述操作动作与正确动作间的相似程度。如操作员的操作不规范，则生成第一控制指令控制微型振动器以较强的模式振动，如操作员的操作比较规范，则控制微型振动器轻微振动，通过使用振动器，可以和操作员形成反馈，操作员能够根据振动的程度确定自己的操作动作的规范化程度。

上述的手套的拇指指腹部位设置有第一金属接触片，手套的食指指腹部位设置有第二金属接触片，第一金属接触片连接至单片机的电源IO接口，第二金属接触片连接至单片机的普通IO接口，其中，在操作员使用反馈手套时，单片机若检测到普通IO接口的电平为低电压电，则确定操作员的拇指和食指没有捏合，若检测到普通IO接口的电平为高电压电，则确定操作员的拇指和食指捏合。

在音频输出模块输出包括抢答问题的抢答音频时，单片机基于操作员的食指和拇指的捏合状态来判断是否参与抢答。

可选地，控制指令还可以包括用于指示脉冲发生器生成低电压脉冲的第二控制子指令，在对操作员进行考核时，计算机若判断出操作员的模拟操作不正确，则生成并发送第二控制子指令。在脉冲发生器接收到第二控制子指令时，输出电压脉冲，以警示操作员操作错误。

具体地，上述的低电压脉冲为周期为1秒、幅值为5伏的电压脉冲。

为了让操作员可以知道自己操作动作规范化程度，在对操作员进行考核结束后，计算机可以将各个操作员的操作视频保存至数据库，并根据操作员的手部动作与正确手部动作间的相似程度为操作员评分。

上述本发明实施例序号仅仅为了描述，不代表实施例的优劣。

在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。

在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的技术内容，可通过其它的方式实现。其中，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如所述单元的划分，可以为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，例如多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些接口，单元或模块的间接耦合或通信连接，可以是电性或其它的形式。

以上所述仅是本发明的优选实施方式，应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明原理的前提下，还可以做出若干改进和润饰，这些改进和润饰也应视为本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种用于培训电气设备操作的系统，其特征在于，包括：

设置有数据库的计算机，所述数据库用于保存各个培训课题的3D演示视频、对所述3D演示视频进行讲解的讲解音频、用于对所述培训课题进行考核的3D场景以及对应于所述3D场景的文字信息，其中，所述3D场景包括一个设备间，所述设备间内包括多个运行中的电气设备，所述文字信息用于描述所述电气设备的运行状况；

3D头盔，所述3D头盔包括显示面板、音频输出模块、用于与所述计算机无线通讯的蓝牙模块以及与操作员头部适配的盔体，在对操作员进行培训时，所述显示面板用于显示所述3D演示视频，所述音频输出模块用于输出所述讲解音频，在对操作员进行考核时，所述显示面板用于显示所述3D场景和所述文字信息；

3D摄像机，与所述计算机无线连接，所述3D摄像机用于在对操作员进行考核时，拍摄操作员的操作视频，其中，所述计算机基于从所述操作视频中识别出的动作信息判断操作员的模拟操作是否正确，所述动作信息用于描述操作员进行模拟操作时的手部动作。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述3D头盔还包括耳麦，在对操作员进行考核时，为每个操作员配备一个所述3D头盔，每个操作员对应于所述设备间内的一个电气设备，多个操作员通过所述3D头盔进行实时语音交流，其中，多个所述3D头盔以所述计算机为信息中转站进行通信。

3.根据权利要求2所述的系统，其特征在于，所述系统还包括反馈手套，所述反馈手套包括手套、锂电池、无线通讯模块、单片机、设置在所述手套的手指部位的微型振动器以及设置在所述手套的掌背部位的脉冲发生器，所述微型振动器、所述脉冲发生器、所述锂电池以及所述无线通讯模块与所述单片机连接，所述单片机用于根据所述计算机发送的控制指令控制所述脉冲发生器和/或所述微型振动器，所述手套内与各个手指指腹相接触的部位设置有与所述脉冲发生器连接的金属丝，所述脉冲发生器用于生成低电压脉冲。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述控制指令包括用于指示所述微型振动器以不同振动模式振动的第一控制子指令，在操作员通过所述3D头盔观看所述3D演示视频并按照所述3D演示视频进行模拟操作时，所述计算机基于所述3D摄像机拍摄到的视频确定所述操作员进行模拟操作的操作动作的规范指数，并基于所述规范指数生成并发送所述第一控制指令，其中，所述规范指数用于描述所述操作动作与正确动作间的相似程度。

5.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，在操作员通过所述3D头盔观看所述3D演示视频的过程中，所述音频输出模块和所述耳麦还用于与培训师端的设备传输语音信息。

6.根据权利要求5所述的系统，其特征在于，所述控制指令还包括用于指示所述脉冲发生器生成低电压脉冲的第二控制子指令，在对操作员进行考核时，所述计算机若判断出操作员的模拟操作不正确，则生成并发送所述第二控制子指令。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述低电压脉冲为周期为1秒、幅值为5伏的电压脉冲。

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述手套的拇指指腹部位设置有第一金属接触片，所述手套的食指指腹部位设置有第二金属接触片，所述第一金属接触片连接至所述单片机的电源IO接口，所述第二金属接触片连接至所述单片机的普通IO接口，其中，在操作员使用所述反馈手套时，所述单片机若检测到所述普通IO接口的电平为低电压电，则确定操作员的拇指和食指没有捏合，若检测到所述普通IO接口的电平为高电压电，则确定操作员的拇指和食指捏合。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，在所述音频输出模块输出包括抢答问题的抢答音频时，所述单片机基于操作员的食指和拇指的捏合状态来判断是否参与抢答。

10.根据权利要求9所述的系统，其特征在于，在对操作员进行考核结束后，所述计算机将各个操作员的操作视频保存至所述数据库，并根据操作员的手部动作与正确手部动作间的相似程度为操作员评分。