CN111240490A - 基于vr虚拟沉浸及环幕互动的设备绝缘试验培训系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于VR虚拟沉浸及环幕互动的设备绝缘试验培训系统，它包括：全息子系统：基于全息投影技术和虚拟主持人技术通过拍摄录制相应教学视频，实现自动迎宾、主持和教师角色功能；理论学习与考核子系统：实现对学员进行实时考试、在线考试、试题管理、自动组卷、自动阅卷和信息查询；环幕互动三维仿真子系统：基于VR虚拟沉浸、环幕投影成像和3D立体影像观看互动；管理子系统：集用户用户管理、内容管理、考核管理和日志管理四个模块内容为一体进行系统管理；解决了现有培训模式虚拟沉浸度不够，感受不深且其他学员重复犯错，培训效果不理想的问题。
Description
技术领域
本发明属于电气工程三维仿真技术，尤其涉及一种基于VR虚拟沉浸及环幕互动的设备绝缘试验培训系统。
背景技术
在电气工程领域，电气设备绝缘试验专业，包含外绝缘和内绝缘试验是一个相对特殊的专业，为了进行一些指标的检测或试验，往往需要停电对其施加高电压或者带电进行试验，所以，它对操作时的安全性和标准化有着非常严格的要求。同时，它也要求对设备的原理及试验标准操作流程有着清晰的了解，因此，要做好一次设备绝缘试验工作培训。常规的利用多媒体和桌面虚拟现实仿真技术的培训方式，培训内容标准化，重复利用率高，并能满足大批学员同时开展培训等特点，但在逼真度、真实感方面与实际测试设备存在一定的差距，用户通过鼠标和键盘操作繁琐，体验方式单一，学员间的互动性不佳，培训效率低。另外变电站现场电气设备绝缘试验操作通常由2人配合完成，目前的培训系统多采用单人模式，与实际的操作过程存在差异。现有技术发明专利（专利号201910636331.7）基于多人协同的电气设备绝缘试验虚拟仿真系统公开了基于上帝视角定位的电气设备绝缘试验虚拟仿真系统，可实现多人协同操作；其不足之处在于操作学员在平面电脑上通过键盘和鼠标进行培训和考试操作，虚拟沉浸度不够，高空坠落和电击等均无体感，难以达到培训中出现错误操作印象深刻的作用，培训效果不够深入。
发明内容
本发明要解决的技术问题：提供一种基于VR虚拟沉浸及环幕互动的设备绝缘试验培训系统，以解决现有技术电气设备绝缘试验虚拟仿真系统，可实现多人协同操作；其不足之处在于操作学员在平面电脑上通过键盘和鼠标进行培训和考试操作，虚拟沉浸度不够，高空坠落和电击等均无体感，难以达到培训中出现错误操作印象深刻的作用，培训效果不够深入等技术问题。
本发明技术方案：
一种基于VR虚拟沉浸及环幕互动的设备绝缘试验培训系统，它包括：
全息子系统：基于全息投影技术和虚拟主持人技术通过拍摄录制相应教学视频，实现自动迎宾、主持和教师角色功能；
理论学习与考核子系统：实现对学员进行实时考试、在线考试、试题管理、自动组卷、自动阅卷和信息查询；
环幕互动三维仿真子系统：基于VR虚拟沉浸、环幕投影成像和3D立体影像观看互动，实操学员通过进行佩戴VR眼镜和带体感手套进行实操培训和考核，同时将实操学员的试验过程通过3D立体眼镜对围观的学员进行三维空间的实时画面传播；
管理子系统：集用户用户管理、内容管理、考核管理和日志管理四个模块内容为一体进行系统管理。
所述环幕互动三维仿真子系统中VR虚拟沉浸实现方法为：通过外景取材收取资料，采用3DMAX三维制作软件进行1:1模型架构还原，导入Unity3D引擎进行效果集成，利用VS脚本编辑工具进行各个事件的代码编写，完成系统整体逻辑结构和试验流程脚本的配置；通过将HTC VIVE头戴式VR眼镜与电脑连接，通过数据线和HDMI线进行数据和视频信号的传输，此外VR眼镜使用32颗光电传感器和定位器，360°全方位移动，110°接近人眼的大视角，2160*1200分辨率、90HZ屏幕刷新率，将PC端的视频信号呈现在VR眼镜上，另外控制器定位系统Lighthouse，利用激光和光敏传感器来确定运动物体的位置保证在虚拟的环境中进行移动， VR数据手套采用九轴惯性传感器，全手稳定动捕，实现手部的虚拟模拟；将真实世界的环境模拟进虚拟的环境中，通过头戴式VR眼镜和数据手套，使实操学员置身于虚拟的环境中进行试验流程的操作和学习。
所述环幕投影成像的实现方法为：在Unity3D引擎上编辑双摄像机，实现左右3D信号的输出，通过HDMI视频线将信号源输入到两台激光超短焦系列工程投影机上；两台激光超短焦系列工程投影机通过HDMI视频线连接到融合处理主机上，融合处理主机通过HDMI线连接VR主机，电脑上面的3D视频信号投影到环幕上面，利用边缘矫正系统修正两台投影机的投影画面的重叠错乱部分，最后调整投影机的3D格式，与VR电脑输出的信号源兼容，实现环幕3D信号投影成像。
3D立体影像观看的实现方法为：整个系统通过同一个路由器连接各个环幕主机，登录路由器进行网址设置，使整个系统环境建立局域网通信；使环幕主机、VR主机和全息主机在同一个局域网环境内；打开3D主动立体发射器，覆盖范围为整个教室，启动学员佩戴的3D主动立体眼镜，利用快门式3D技术，当3D信号输入到显示设备后，图像便以帧序列的格式实现左右帧交替产生，通过红外发射器或蓝牙无线方式将这些帧信号传输出去，负责接收的3D眼镜在刷新同步实现左右眼观看对应的图像，并且保持与2D视像相同的帧数，学员的两只眼睛看到快速切换的不同画面，并且在大脑中产生错觉，便观看到环幕上面的3D立体影像。
所述全息子系统的实现方法为：基于全息投影技术、虚拟主持人技术通过拍摄录制相应教学视频，实现自动迎宾、主持和教师角色功能；学员通过选择完成电气设备模型、实训室及系统介绍和试验过程全息数字影片的观看和学习；运用真人影像、人机互动红外感应装置和全息投影显示技术来实现。
理论学习与考核子系统包括：
在线考试模块：通过学员的账号进行身份认证，进入在线考试模块界面，在相应的时间内完成题型的理论知识考核后，超过考试时间后考试结束，当学员答题完毕后，即可看到本次考试的答题界面和正确答案，并给出客观题的分值，学员在信息查询中根据时间查看自己的所有考试记录及相关考试成绩；
试题管理模块：该模块只有教师端才允许进入，里面集合了所有的题型，教师查看所有的资料并对其进行增、删或改操作，允许手动进行试题的组卷；
自动组卷：该模块只有教师端才允许进入，教师选择自动组卷功能，该功能通过对试题库进行自动的组合，得出相应的试题供学员进行考核；
自动阅卷：学员在完成试题的考核后，系统会对学员考核的试题进行阅卷，并将考试的成绩进行记录保存；
信息查询：学员查看自己的所有考试记录和相应成绩，教师查看所有学员的考试记录及成绩。
管理子系统包括用户管理和内容管理模块：用户管理模块包括用户录入、用户资料管理和权限管理；内容管理数字内容管理、动画流程管理和实验效果管理。
所述用户资料管理指系统管理员对用户信息进行新增、删除、修改和查询操作；所述权限管理指系统具备管理员对后台操作用户分配菜单权限的功能，并分配各模块的信息录入人员和信息审核人员的权限。
管理子系统还包括：考核管理模块，通过考核管理模块对考核成绩管理、实验操作考核成绩管理和成绩汇总分类管理。
管理子系统还包括：日志管理模块，系统通过日志管理模块对使用日志、系统异常和监听日志；系统管理员和教师通过本模块查看用户在系统中操作的日志信息，用户的日志信息包括模块名、操作类型、用户名、姓名、IP和日期信息。
本发明的有益效果：
一种集VR虚拟沉浸、全息投影、环幕互动（VR）、仿真培训和考核系统于一体的设备绝缘试验培训系统，创新了变电站电气设备状态检修试验方面的培训模式。实操学员通过进行佩戴VR眼镜（带体感手套）进行实操培训和考核，同时将实操学员的试验过程通过3D立体眼镜对围观的学员进行三维空间的实时画面传播，让围观学员也能清晰的了解操作学员的试验过程，降低错误率，大大的加深了学员对试验流程的整体学习。可有效提高培训实操和考试学员的沉浸度，获得高空坠落、电击等体感体验，且可以使得其他学员三维模式下观看操作学员正确或者错误的操作，加深电气设备绝缘试验培训印象，降低自己在实际操作中的错误，提高试验操作正确率和安全性，获得真实度很高的培训和考试效果，解决了现有培训模式虚拟沉浸度不够，感受不深且其他学员重复犯错，培训效果不理想的问题。
附图说明
图1为本发明系统组成示意图；
图2为本发明环幕互动三维仿真系统实现流程示意图；
图3为本发明VR虚拟沉浸实现流程图；
图4为本发明环幕投影成像实现流程示意图；
图5为本发明3D立体影像观看流程示意图。
具体实施方式
一种基于VR虚拟沉浸及环幕互动的设备绝缘试验培训系统，它包括：
全息子系统：基于全息投影技术和虚拟主持人技术通过拍摄录制相应教学视频，实现自动迎宾、主持和教师角色功能；基于全息投影技术、虚拟主持人技术通过拍摄录制相应教学视频，实现自动迎宾、主持和教师角色功能；学员通过选择完成电气设备模型、实训室及系统介绍和试验过程全息数字影片的观看和学习；运用真人影像、人机互动红外感应装置和全息投影显示技术来实现。
主要运用真人影像、人机互动红外感应装置、全息投影显示等技术来实现。观众走到屏幕前时，就会有感应，屏幕中的讲解员就可以像真人一样和你说话，带来很好的互动体验。
具备以下功能：
（1）讲解：对系统教学和实操过程中展示内容进行详细讲解。
（2）迎宾：代替迎宾人员对企业课程和实验内容进行介绍和引导。
定制“虚拟教师”角色，老师可通过现场网络对仿真培训系统进行“授课、监督、指导”等操作，交互指“老师”所有的互动类网络设定。
在系统运行后，全息屏上会出现教师的图像自动迎宾，在仿真培训系统运行后，通过通信手段的信息传输，“教师”会对整个系统进行一个说明介绍，便于观众和用户了解整个系统的结构和内容，进入仿真系统后，在培训系统里面进行相关的操作过程中，“教师”会提示相应步骤的操作；
1、对培训室及整个仿真试验平台介绍视频制作（3-5min）；
2、对电气设备绝缘试验系统中设备进行模型展示和介绍；
3、电气设备绝缘试验过程数字全息展示（包含要求的变压器、避雷器、断路器、互感器和油化试验共17项）；
以及包括以下软件模块制作：
红外识别软件：红外范围识别，待机状态监测到人靠近，触发红外信号，开始虚拟迎宾模式；
全息视频控制软件：定制，控制全息视频的播放，不同模式对应不同视频；
1）当有人站在全息前，经红外感应成功后，系统会出现虚拟教师形象，对教室，试验项目和系统目的进行说明和介绍。
2）在培训模式下，当观众戴着3D主动立体眼镜进入试验培训模块后，虚拟教师会介绍该试验模块的主要目的，在学员开始操作流程前，每个步骤虚拟教师会通过语音等动作对当前步骤进行提示和操作介绍，在有些步骤操作完成后全息会播放相关的视频对该步流程进行介绍说明，当该模块试验流程培训结束后，虚拟教师会提示“恭喜你***试验流程培训结束”，学员退出到模块选择进行下一个试验流程的学习。
3）在考核模式下，当观众戴着3D主动立体眼镜进入试验培训模块后，虚拟教师会介绍该试验模块的主要目的，在学员开始操作流程前虚拟教师会宣布考核的相关规则和考核注意事项，在学员操作错误发生事故时，虚拟教师会预警进行提示说明为何出现事故，当该模块试验流程考核结束后，虚拟教师会提示“你已完成***试验流程的考核”，学员退出到模块选择进行下一个试验流程的考核。
理论学习与考核子系统：实现对学员进行实时考试、在线考试、试题管理、自动组卷、自动阅卷和信息查询；
理论学习与考核子系统包括：
在线考试模块：通过学员的账号进行身份认证，进入在线考试模块界面，在相应的时间内完成题型的理论知识考核后，超过考试时间后考试结束，当学员答题完毕后，即可看到本次考试的答题界面和正确答案，并给出客观题的分值，学员在信息查询中根据时间查看自己的所有考试记录及相关考试成绩；
试题管理模块：该模块只有教师端才允许进入，里面集合了所有的题型，教师查看所有的资料并对其进行增、删或改操作，允许手动进行试题的组卷；
自动组卷：该模块只有教师端才允许进入，教师选择自动组卷功能，该功能通过对试题库进行自动的组合，得出相应的试题供学员进行考核；
自动阅卷：学员在完成试题的考核后，系统会对学员考核的试题进行阅卷，并将考试的成绩进行记录保存；
信息查询：学员查看自己的所有考试记录和相应成绩，教师查看所有学员的考试记录及成绩。
环幕互动三维仿真子系统：基于VR虚拟沉浸、环幕投影成像和3D立体影像观看互动，实操学员通过进行佩戴VR眼镜和带体感手套进行实操培训和考核，同时将实操学员的试验过程通过3D立体眼镜对围观的学员进行三维空间的实时画面传播；
所述环幕互动三维仿真子系统中VR虚拟沉浸实现方法为：通过外景取材收取资料，采用3DMAX三维制作软件进行1:1模型架构还原，导入Unity3D引擎进行效果集成，利用VS脚本编辑工具进行各个事件的代码编写，完成系统整体逻辑结构和试验流程脚本的配置；通过将HTC VIVE头戴式VR眼镜与电脑连接，通过数据线和HDMI线进行数据和视频信号的传输，此外VR眼镜使用32颗光电传感器和定位器，360°全方位移动，110°接近人眼的大视角，2160*1200分辨率、90HZ屏幕刷新率，将PC端的视频信号呈现在VR眼镜上，另外控制器定位系统Lighthouse，利用激光和光敏传感器来确定运动物体的位置保证在虚拟的环境中进行移动， VR数据手套采用九轴惯性传感器，全手稳定动捕，实现手部的虚拟模拟；将真实世界的环境模拟进虚拟的环境中，通过头戴式VR眼镜和数据手套，使实操学员置身于虚拟的环境中进行试验流程的操作和学习。
所述环幕投影成像的实现方法为：在Unity3D引擎上编辑双摄像机，实现左右3D信号的输出，通过HDMI视频线将信号源输入到两台激光超短焦系列工程投影机上；两台激光超短焦系列工程投影机通过HDMI视频线连接到融合处理主机上，融合处理主机通过HDMI线连接VR主机，电脑上面的3D视频信号投影到环幕上面，利用边缘矫正系统修正两台投影机的投影画面的重叠错乱部分，最后调整投影机的3D格式，与VR电脑输出的信号源兼容，实现环幕3D信号投影成像。
3D立体影像观看的实现方法为：整个系统通过同一个路由器连接各个环幕主机，登录路由器进行网址设置，使整个系统环境建立局域网通信；使环幕主机、VR主机和全息主机在同一个局域网环境内；打开3D主动立体发射器，覆盖范围为整个教室，启动学员佩戴的3D主动立体眼镜，利用快门式3D技术，当3D信号输入到显示设备后，图像便以帧序列的格式实现左右帧交替产生，通过红外发射器或蓝牙无线方式将这些帧信号传输出去，负责接收的3D眼镜在刷新同步实现左右眼观看对应的图像，并且保持与2D视像相同的帧数，学员的两只眼睛看到快速切换的不同画面，并且在大脑中产生错觉，便观看到环幕上面的3D立体影像。
管理子系统包括用户管理和内容管理模块、考核管理模块和日志管理模块，
用户管理：用户录入、用户资料管理、权限管理（教师、学生、管理员）；设置用户权限，需要一定权限的用户才可以登陆系统使用对应的功能。
用户权限：保证用户需要一定的权限可以使用系统。
用户管理：包含系统管理员对用户信息进行新增、删除、修改、查询等操作。
权限管理：系统具备管理员对后台操作用户分配菜单权限的功能，并分配各模块的信息录入人员、信息审核人员的权限。
内容管理：数字内容管理、动画流程管理、实验效果管理；
流程的演示步骤需要可视化，教师可以通过手动编辑选择相应的操作视频进行授课。
在培训流程中，设备认知这块留可编辑的接口，教师可以替换或增加认知设备的视频。
考核管理：数字内容考核成绩管理、实验操作考核成绩管理、成绩汇总分类管理；
理论知识考核的成绩汇总，学员只能查看到自己的所有理论考核的成绩；教师和管理员可以查看所有学员的理论知识考核成绩。
试验操作考核的成绩汇总，学员只能查看到自己的所有理论考核的成绩；教师和管理员可以查看所有学员的理论知识考核成绩。
日志管理：系统使用日志、系统异常、监听日志；
系统管理员和教师可通过本模块查看用户在系统中操作的日志信息，用户的日志信息包括模块名、操作类型、用户名、姓名、IP、日期等信息。学员只能查看自己的日志信息。
进入该系统后，会出现四个子模块内容，分别是用户管理、内容管理、考核管理和日志管理。
学员端登录：
用户管理模块界面只能看到自己的用户信息并且只能修改自己的部分信息；
考核管理模块界面只能查看自己的考试记录；
日志管理模块界面只能查看自己的日志信息；
教师端登录：
用户管理模块界面只能看到自己的用户信息并且只能修改自己的部分信息；
内容管理模块界面中教师可以通过手动编辑选择相应的操作视频进行授课，在培训流程中，设备认知这块留可编辑的接口，教师可以替换或增加认知设备的视频。
考核管理模块界面中教师可以查看所有学员的考试记录和信息。
日志管理模块界面只能查看自己的日志信息；
超级管理员登录：
用户管理模块界面中可以对学员和教师的信息进行增、删、改、查等操作，并可以分配相应的权限；
内容管理模块界面中管理员可以通过手动编辑选择相应的操作视频进行授课，在培训流程中，设备认知这块留可编辑的接口，教师可以替换或增加认知设备的视频。
考核管理模块界面中管理员可以查看所有学员的考试记录和信息。
日志管理模块界面中可以查看所有的日志信息。
Claims (10)
1.一种基于VR虚拟沉浸及环幕互动的设备绝缘试验培训系统，它包括：
全息子系统：基于全息投影技术和虚拟主持人技术通过拍摄录制相应教学视频，实现自动迎宾、主持和教师角色功能；
理论学习与考核子系统：实现对学员进行实时考试、在线考试、试题管理、自动组卷、自动阅卷和信息查询；
环幕互动三维仿真子系统：基于VR虚拟沉浸、环幕投影成像和3D立体影像观看互动，实操学员通过进行佩戴VR眼镜和带体感手套进行实操培训和考核，同时将实操学员的试验过程通过3D立体眼镜对围观的学员进行三维空间的实时画面传播；
管理子系统：集用户用户管理、内容管理、考核管理和日志管理四个模块内容为一体进行系统管理。
2.根据权利要求1所述的一种基于VR虚拟沉浸及环幕互动的设备绝缘试验培训系统，其特征在于：所述环幕互动三维仿真子系统中VR虚拟沉浸实现方法为：通过外景取材收取资料，采用3DMAX三维制作软件进行1:1模型架构还原，导入Unity3D引擎进行效果集成，利用VS脚本编辑工具进行各个事件的代码编写，完成系统整体逻辑结构和试验流程脚本的配置；通过将HTC VIVE头戴式VR眼镜与电脑连接，通过数据线和HDMI线进行数据和视频信号的传输，此外VR眼镜使用32颗光电传感器和定位器，360°全方位移动，110°接近人眼的大视角，2160*1200分辨率、90HZ屏幕刷新率，将PC端的视频信号呈现在VR眼镜上，另外控制器定位系统Lighthouse，利用激光和光敏传感器来确定运动物体的位置保证在虚拟的环境中进行移动， VR数据手套采用九轴惯性传感器，全手稳定动捕，实现手部的虚拟模拟；将真实世界的环境模拟进虚拟的环境中，通过头戴式VR眼镜和数据手套，使实操学员置身于虚拟的环境中进行试验流程的操作和学习。
3.根据权利要求1所述的一种基于VR虚拟沉浸及环幕互动的设备绝缘试验培训系统，其特征在于：所述环幕投影成像的实现方法为：在Unity3D引擎上编辑双摄像机，实现左右3D信号的输出，通过HDMI视频线将信号源输入到两台激光超短焦系列工程投影机上；两台激光超短焦系列工程投影机通过HDMI视频线连接到融合处理主机上，融合处理主机通过HDMI线连接VR主机，电脑上面的3D视频信号投影到环幕上面，利用边缘矫正系统修正两台投影机的投影画面的重叠错乱部分，最后调整投影机的3D格式，与VR电脑输出的信号源兼容，实现环幕3D信号投影成像。
4.根据权利要求1所述的一种基于VR虚拟沉浸及环幕互动的设备绝缘试验培训系统，其特征在于：3D立体影像观看的实现方法为：整个系统通过同一个路由器连接各个环幕主机，登录路由器进行网址设置，使整个系统环境建立局域网通信；使环幕主机、VR主机和全息主机在同一个局域网环境内；打开3D主动立体发射器，覆盖范围为整个教室，启动学员佩戴的3D主动立体眼镜，利用快门式3D技术，当3D信号输入到显示设备后，图像便以帧序列的格式实现左右帧交替产生，通过红外发射器或蓝牙无线方式将这些帧信号传输出去，负责接收的3D眼镜在刷新同步实现左右眼观看对应的图像，并且保持与2D视像相同的帧数，学员的两只眼睛看到快速切换的不同画面，并且在大脑中产生错觉，便观看到环幕上面的3D立体影像。
5.根据权利要求1所述的一种基于VR虚拟沉浸及环幕互动的设备绝缘试验培训系统，其特征在于：所述全息子系统的实现方法为：基于全息投影技术、虚拟主持人技术通过拍摄录制相应教学视频，实现自动迎宾、主持和教师角色功能；学员通过选择完成电气设备模型、实训室及系统介绍和试验过程全息数字影片的观看和学习；运用真人影像、人机互动红外感应装置和全息投影显示技术来实现。
6.根据权利要求1所述的一种基于VR虚拟沉浸及环幕互动的设备绝缘试验培训系统，其特征在于：理论学习与考核子系统包括：
在线考试模块：通过学员的账号进行身份认证，进入在线考试模块界面，在相应的时间内完成题型的理论知识考核后，超过考试时间后考试结束，当学员答题完毕后，即可看到本次考试的答题界面和正确答案，并给出客观题的分值，学员在信息查询中根据时间查看自己的所有考试记录及相关考试成绩；
试题管理模块：该模块只有教师端才允许进入，里面集合了所有的题型，教师查看所有的资料并对其进行增、删或改操作，允许手动进行试题的组卷；
自动组卷：该模块只有教师端才允许进入，教师选择自动组卷功能，该功能通过对试题库进行自动的组合，得出相应的试题供学员进行考核；
自动阅卷：学员在完成试题的考核后，系统会对学员考核的试题进行阅卷，并将考试的成绩进行记录保存；
信息查询：学员查看自己的所有考试记录和相应成绩，教师查看所有学员的考试记录及成绩。
7.根据权利要求1所述的一种基于VR虚拟沉浸及环幕互动的设备绝缘试验培训系统，其特征在于：管理子系统包括用户管理和内容管理模块：用户管理模块包括用户录入、用户资料管理和权限管理；内容管理数字内容管理、动画流程管理和实验效果管理。
8.根据权利要求7所述的一种基于VR虚拟沉浸及环幕互动的设备绝缘试验培训系统，其特征在于：所述用户资料管理指系统管理员对用户信息进行新增、删除、修改和查询操作；所述权限管理指系统具备管理员对后台操作用户分配菜单权限的功能，并分配各模块的信息录入人员和信息审核人员的权限。
9.根据权利要求7所述的一种基于VR虚拟沉浸及环幕互动的设备绝缘试验培训系统，其特征在于：管理子系统还包括：考核管理模块，通过考核管理模块对考核成绩管理、实验操作考核成绩管理和成绩汇总分类管理。
10.根据权利要求7所述的一种基于VR虚拟沉浸及环幕互动的设备绝缘试验培训系统，其特征在于：管理子系统还包括：日志管理模块，系统通过日志管理模块对使用日志、系统异常和监听日志；系统管理员和教师通过本模块查看用户在系统中操作的日志信息，用户的日志信息包括模块名、操作类型、用户名、姓名、IP和日期信息。
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Cited By (11)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111680928A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-09-18 | 沈机（上海）智能系统研发设计有限公司 | Mes操作系统及其控制方法、介质、终端以及教育培训系统 |
| CN111831117A (zh) * | 2020-07-06 | 2020-10-27 | 贵州电网有限责任公司 | 一种基于虚拟现实的高压电力设备试验培训方法 |
| CN112365759A (zh) * | 2020-07-06 | 2021-02-12 | 贵州电网有限责任公司 | 一种基于虚拟现实的高压电力设备试验培训系统 |
| CN112750341A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-04 | 佛山职业技术学院 | 一种户用型光伏电站安装评价系统及其评价方法 |
| CN113160640A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-07-23 | 贵州电网有限责任公司 | 一种基于vr变电智能巡检培训系统的应用系统 |
| CN113176667A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-07-27 | 贵州电网有限责任公司 | 一种可实时交互的电力人员佩戴用vr装置 |
| CN113359987A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-09-07 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 基于vr虚拟现实的半实物综采实操平台 |
| CN113377028A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-09-10 | 湖南汽车工程职业学院 | 一种基于vr及5d的动力蓄电池测试教学系统 |
| CN114401392A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-04-26 | 江西水利职业学院(江西省水利水电学校、江西省灌溉排水发展中心、江西省水利工程技师学院） | 水利工程安全教育信息的播放方法、终端设备及存储介质 |
| CN114664134A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-06-24 | 江苏大学 | 基于数字孪生的模块化专业教学培训语境模拟及评价系统 |
| CN115426272A (zh) * | 2022-11-07 | 2022-12-02 | 中国科学技术大学 | 支持大规模云网融合的未来网络试验设施架构系统 |
Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203746012U (zh) * | 2013-12-08 | 2014-07-30 | 安庆师范学院 | 一种三维虚拟场景人机交互立体显示系统 |
| DE102016111783A1 (de) * | 2016-06-28 | 2017-12-28 | Hologram Industries Research Gmbh | Anzeigevorrichtung zur Einblendung eines virtuellen Bildes in das Blickfeld eines Benutzers |
| EP3291566A1 (en) * | 2016-08-30 | 2018-03-07 | Advanced Digital Broadcast S.A. | A device, method and system for providing a menu with multiple instantiations for a multi-stream display |
| CN110310530A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-10-08 | 贵州电网有限责任公司 | 基于环幕互动的电气设备绝缘试验仿真培训全息教师系统 |
| CN110349468A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-10-18 | 贵州电网有限责任公司 | 一种基于多人协同的电气设备绝缘试验虚拟仿真系统 |
| CN110599842A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-20 | 广东电网有限责任公司 | 一种基于虚拟现实技术的配网不停电作业培训系统 |
| CN110853447A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-02-28 | 贵州电网有限责任公司 | 一种基于vr模拟现场电力系统实操训练平台及其训练方法 |
-
2020
- 2020-03-24 CN CN202010210425.0A patent/CN111240490A/zh active Pending
Patent Citations (7)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN203746012U (zh) * | 2013-12-08 | 2014-07-30 | 安庆师范学院 | 一种三维虚拟场景人机交互立体显示系统 |
| DE102016111783A1 (de) * | 2016-06-28 | 2017-12-28 | Hologram Industries Research Gmbh | Anzeigevorrichtung zur Einblendung eines virtuellen Bildes in das Blickfeld eines Benutzers |
| EP3291566A1 (en) * | 2016-08-30 | 2018-03-07 | Advanced Digital Broadcast S.A. | A device, method and system for providing a menu with multiple instantiations for a multi-stream display |
| CN110310530A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-10-08 | 贵州电网有限责任公司 | 基于环幕互动的电气设备绝缘试验仿真培训全息教师系统 |
| CN110349468A (zh) * | 2019-07-15 | 2019-10-18 | 贵州电网有限责任公司 | 一种基于多人协同的电气设备绝缘试验虚拟仿真系统 |
| CN110599842A (zh) * | 2019-09-11 | 2019-12-20 | 广东电网有限责任公司 | 一种基于虚拟现实技术的配网不停电作业培训系统 |
| CN110853447A (zh) * | 2019-12-11 | 2020-02-28 | 贵州电网有限责任公司 | 一种基于vr模拟现场电力系统实操训练平台及其训练方法 |
Cited By (12)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN111680928A (zh) * | 2020-06-15 | 2020-09-18 | 沈机（上海）智能系统研发设计有限公司 | Mes操作系统及其控制方法、介质、终端以及教育培训系统 |
| CN111831117A (zh) * | 2020-07-06 | 2020-10-27 | 贵州电网有限责任公司 | 一种基于虚拟现实的高压电力设备试验培训方法 |
| CN112365759A (zh) * | 2020-07-06 | 2021-02-12 | 贵州电网有限责任公司 | 一种基于虚拟现实的高压电力设备试验培训系统 |
| CN112750341A (zh) * | 2020-12-31 | 2021-05-04 | 佛山职业技术学院 | 一种户用型光伏电站安装评价系统及其评价方法 |
| CN113160640A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-07-23 | 贵州电网有限责任公司 | 一种基于vr变电智能巡检培训系统的应用系统 |
| CN113176667A (zh) * | 2021-03-11 | 2021-07-27 | 贵州电网有限责任公司 | 一种可实时交互的电力人员佩戴用vr装置 |
| CN113359987A (zh) * | 2021-06-03 | 2021-09-07 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 基于vr虚拟现实的半实物综采实操平台 |
| CN113359987B (zh) * | 2021-06-03 | 2023-12-26 | 煤炭科学技术研究院有限公司 | 基于vr虚拟现实的半实物综采实操平台 |
| CN113377028A (zh) * | 2021-06-15 | 2021-09-10 | 湖南汽车工程职业学院 | 一种基于vr及5d的动力蓄电池测试教学系统 |
| CN114401392A (zh) * | 2022-01-26 | 2022-04-26 | 江西水利职业学院(江西省水利水电学校、江西省灌溉排水发展中心、江西省水利工程技师学院） | 水利工程安全教育信息的播放方法、终端设备及存储介质 |
| CN114664134A (zh) * | 2022-03-11 | 2022-06-24 | 江苏大学 | 基于数字孪生的模块化专业教学培训语境模拟及评价系统 |
| CN115426272A (zh) * | 2022-11-07 | 2022-12-02 | 中国科学技术大学 | 支持大规模云网融合的未来网络试验设施架构系统 |
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