CN110379245A - 一种铁路排险模拟系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种铁路排险模拟系统，包括：视觉设备，用于模拟多个不同工种的训练场景；选择模块，用于选择多个不同工种的训练场景；VR头盔，与选择模块连接，佩戴在使用者头部，用于根据选择结果模拟对应工种的虚拟现实场景；体感设备，用于为使用者提供真实的操作工具；眼球交互模块，用于对眼球进行监控，获取使用者眼球捕捉的环境信息；动作捕捉模块，用于捕捉使用者的动作；处理器，与VR头盔、眼球交互模块和动作捕捉模块连接，用于根据眼球捕捉的环境信息对虚拟现实场景进行调节及根据捕捉的使用者的动作与标准动作进行比较，得到比较结果。本发明中的上述系统能够对各种工种的实地训练场景进行模拟，降低实地学习对学生造成的危害。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟环境模拟领域，特别是涉及一种铁路排险模拟系统。
背景技术
虚拟现实技术是仿真技术的一个重要方向，是仿真技术与计算机图形学人机接口技术多媒体技术传感技术网络技术等多种技术的集合，是一门富有挑战性的交叉技术前沿学科和研究领域。虚拟现实技术(VR)主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的VR应该具有一切人所具有的感知。除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。
目前，在铁路行业，许多铁路院校在教学上都是采取集中上课、资料学习、实地模拟、常规维修等方法，在进行规避风险上可能存在训练不足，意识不够等问题，并且，在实地模拟的过程中存在多种安全隐患，不利于学员的学习。
发明内容
本发明的目的是提供一种铁路排险模拟系统，对各种工种的实地训练场景进行模拟，降低实地学习对学生造成的危害。
为实现上述目的，本发明提供了如下方案：
一种铁路排险模拟系统，所述模拟系统包括：
视觉设备，用于模拟多个不同工种的训练场景；
选择模块，与所述视觉设备连接，用于选择多个不同工种的训练场景的其中一个；
VR头盔，与所述选择模块连接，佩戴在使用者头部，用于根据选择结果模拟对应工种的虚拟现实场景；
体感设备，用于为使用者提供真实的操作工具；
眼球交互模块，用于对眼球进行监控，获取使用者眼球捕捉的环境信息；
动作捕捉模块，用于捕捉使用者的动作；
处理器，与所述VR头盔、所述体感设备、所述眼球交互模块和所述动作捕捉模块连接，用于根据所述眼球捕捉的环境信息对虚拟现实场景进行调节，以及根据所述捕捉的使用者的动作与标准动作进行比较，得到比较结果；
可选的，所述系统还包括：评估模块，与所述处理器连接，用于根据所述比较结果进行评估打分，得出评分，并给出指导意见。
可选的，所述系统还包括：录音模块，用于对使用者进行录音，并与外界进行沟通。
可选的，所述系统还包括：心率监测模块，佩戴在使用者身上，用于监测使用者的心率。
可选的，所述系统还包括：存储模块，与所述处理器、所述录音模块、所述评估模块以及所述心率监测模块连接，用于存储所述比较结果、所述评分以及所述使用者的心率。
可选的，所述不同工种的训练场景包括：车站值班员、调度员、调车员、连接员、制动员、乘务员、机车司机、线路工、桥梁工、探伤工、接触网工、变配电值班员、信号工、机车钳工以及轨道车司机工种的训练场景。
根据本发明提供的具体实施例，本发明公开了以下技术效果：
本发明中通过设置视觉设备来模拟多个不同工种的训练场景，并在多个不同工种的训练场景中选择对应工种的其中一种进行模拟训练，并对使用者的动作进行捕捉，与标准动作进行比较，并给出评分，根据评分给出相关指导建议，借助VR技术进行模拟训练，模拟出一种虚拟现实环境，对检修现场可能会发生的一些问题或者风险进行一种虚拟再现，既能方便老师教学，又能让学生感受到风险发生时的严重性，能够加深学员对自身责任的理解，减少了学生对高空坠落、物体打击、机械伤害、触电、车辆伤害、灼烫等伤害事故的顾虑。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为本发明实施例铁路排险模拟系统结构示意图。
具体实施方式
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，都属于本发明保护的范围。
本发明的目的是提供一种铁路排险模拟系统，对各种工种的实地训练场景进行模拟，降低实地学习对学生造成的危害。
为使本发明的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本发明作进一步详细的说明。
图1为本发明实施例铁路排险模拟系统结构示意图，如图1所示，所述系统包括：视觉设备1、选择模块2、VR头盔3、体感设备4、眼球交互模块5、动作捕捉模块6、处理器7、评估模块8、录音模块9、心率监测模块10以及存储模块11；
其中，所述视觉设备1，用于模拟多个不同工种的训练场景。
其中，所述不同工种的训练场景包括：车站值班员、调度员、调车员、连接员、制动员、乘务员、机车司机、线路工、桥梁工、探伤工、接触网工、变配电值班员、信号工、机车钳工以及轨道车司机工种的训练场景。
所述选择模块2，与所述视觉设备1连接，用于选择多个不同工种的训练场景的其中一个。
例如，车站值班员工种在进行模拟训练时，可通过体感设备进行操作，来选择对应的工种。
所述VR头盔3与所述选择模块2连接，佩戴在使用者头部，用于根据选择结果模拟对应工种的虚拟现实场景；
所述体感设备4用于为使用者提供真实的操作工具，具体使用时是通过体感设备与虚拟现实场景配合实现操作训练。
所述眼球交互模块5用于对眼球进行监控，获取使用者眼球捕捉的环境信息，打造由远及近的视觉效果。
其中，对眼球的监控主要是利用到了眼球追踪技术，其中包括两个方面：第一：眼球信息拾取(即通过眼球来追踪物体)，第二：视网膜注视点渲染。主要目的是用于为使用者提供在模拟铁路工作下面对野外环境时眼球所能捕捉到的所有环境信息，根据使用者所选择的应急环境进行调节。
所述“由远及近的视觉效果”具体是视网膜注视点渲染。眼球只有在聚焦一个地点才会看得清晰，离聚焦点越远的地方就会看得模糊。因此，要在眼球聚焦的位置进行高精细渲染，周边可以逐步降低渲染精细。只捕捉使用者视觉看得最清晰的那一部分。
具体的，在使用过程中，需要用到眼动仪，之后再通过依靠图形处理和眼球追踪算法来计算眼球视线关注点，从而得出用户正在看的东西以及观看时间，根据使用者需求自动调节。
所述动作捕捉模块6用于捕捉使用者的动作。
所述处理器7与所述VR头盔3、所述体感设备4、所述眼球交互模块5和所述动作捕捉模块6连接，用于根据所述眼球捕捉的环境信息对虚拟现实场景进行调节，以及根据所述捕捉的使用者的动作与标准动作进行比较，得到比较结果。
所述评估模块8与所述处理器7连接，用于根据所述比较结果进行评估打分，得出评分，并给出指导意见。
所述录音模块9，用于对使用者进行录音，并与外界进行沟通。
具体主要是与外界指导人员进行通信。
所述心率监测模块10，佩戴在使用者身上，用于监测使用者的心率，观察使用者在面对紧急情况下的心理素质是否过硬。
具体的，所述存储模块11，与所述处理器7、所述录音模块9、所述评估模块8以及所述心率监测模块10连接，用于存储所述比较结果、所述评分以及所述使用者的心率。
所述存储模块11还可根据实际需求存储所有铁路工种遇到的各种应急情况。
本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。
本文中应用了具体个例对本发明的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本发明的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本发明的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处。综上所述，本说明书内容不应理解为对本发明的限制。
Claims (6)
1.一种铁路排险模拟系统，其特征在于，所述模拟系统包括：
视觉设备，用于模拟多个不同工种的训练场景；
选择模块，与所述视觉设备连接，用于选择多个不同工种的训练场景的其中一个；
VR头盔，与所述选择模块连接，佩戴在使用者头部，用于根据选择结果模拟对应工种的虚拟现实场景；
体感设备，用于为使用者提供真实的操作工具；
眼球交互模块，用于对眼球进行监控，获取使用者眼球捕捉的环境信息；
动作捕捉模块，用于捕捉使用者的动作；
处理器，与所述VR头盔、所述体感设备、所述眼球交互模块和所述动作捕捉模块连接，用于根据所述眼球捕捉的环境信息对虚拟现实场景进行调节，以及根据所述捕捉的使用者的动作与标准动作进行比较，得到比较结果。
2.根据权利要求1所述的铁路排险模拟系统，其特征在于，所述系统还包括：评估模块，与所述处理器连接，用于根据所述比较结果进行评估打分，得出评分，并给出指导意见。
3.根据权利要求2所述的铁路排险模拟系统，其特征在于，所述系统还包括：录音模块，用于对使用者进行录音，并与外界进行沟通。
4.根据权利要求3所述的铁路排险模拟系统，其特征在于，所述系统还包括：心率监测模块，佩戴在使用者身上，用于监测使用者的心率。
5.根据权利要求4所述的铁路排险模拟系统，其特征在于，所述系统还包括：存储模块，与所述处理器、所述录音模块、所述评估模块以及所述心率监测模块连接，用于存储所述比较结果、所述评分以及所述使用者的心率。
6.根据权利要求1所述的铁路排险模拟系统，其特征在于，所述不同工种的训练场景包括：车站值班员、调度员、调车员、连接员、制动员、乘务员、机车司机、线路工、桥梁工、探伤工、接触网工、变配电值班员、信号工、机车钳工以及轨道车司机工种的训练场景。
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