CN113377028A - 一种基于vr及5d的动力蓄电池测试教学系统 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于VR及5D的动力蓄电池测试教学系统，其包括检测装置、采集装置、VR装置、通信装置、显示装置和控制器，所述检测装置用于对使用者的状态进行检测；所述采集装置用于对所述使用者的动作进行采样；所述VR装置用于对模拟的场景进行模拟；所述通信装置用于所述采样装置和所述VR装置中的场景数据进行通信传输；所述显示装置用于对所述VR装置的视觉场景进行显示。本发明通过采用VR装置对动力蓄电池的训练，既能达到了掌握基本的知识，还能够对使用者的实际操作的能力进行提升，同时，还有效规避了因为高电压/高电流对所述使用者操作训练引起的危险。

Description

一种基于VR及5D的动力蓄电池测试教学系统

技术领域

本发明涉及电池测试技术，尤其涉及一种基于VR及5D的动力蓄电池测试教学系统。

背景技术

VR仿真技术在教学领域具有广泛的应用，但是，一些重复性比较差的危险实验教学过程当中，如果让每位学生亲自去进行动手实验，则危险程度过高，如果是让学生观看视频录像，则教学效果不佳。

如CN208351776U现有技术公开了一种基于VR虚拟现实技术的芯片电路教学系统，尤其是芯片电路的教学，传统的理论教学中，以介绍理想电路元件的电压电流关系、电路的求解方法为主，理论知识和数学推导居多，学生觉得抽象、难度大、枯燥，缺乏学生积极性；在传统实验教学中，大部分采用实验挂箱进行实验，学生只需按照实验指导书按部就班操作即可，难以对实际电路元件、接线、原理有较好的认识，实验也就成了走过程。经过大量检索发现存在的现有技术如KR101654364B1、EP2482996B1和US08721396B1，头戴式虚拟现实设备、仿真教学资源云平台及个人数据库，该系统补充和完善了现有教育体系，使不同地域的学生及适龄人群通过人机交互的方式在三维场景中进行直观、形象的学习，不用跨地域就能得到优质教育，有效解决了地区之间教育资源差异化的问题。但在已有的公开文献中，未发现将VR虚拟现实技术应用在电路教学中，无法满足学生对现代化电路教学的需求；同时，在现有的技术中也缺乏大电压/电流的场景的模拟。

为了解决本领域普遍存在无法模拟大电流/大电压的环境、无法模拟在搭建线路的动作输入、体验性差、动作的反馈差和对于较难电路连接场景无法再现等等问题，作出了本发明。

发明内容

本发明的目的在于，针对目前蓄电池测试教学所存在的不足，提出了一种基于VR及5D的动力蓄电池测试教学系统。

为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：

一种基于VR及5D的动力蓄电池测试教学系统，其包括检测装置、采集装置、VR装置、通信装置、显示装置和控制器，所述检测装置用于对使用者的状态进行检测；所述采集装置用于对所述使用者的动作进行采样；所述VR装置用于对模拟的场景进行模拟；所述通信装置用于所述采样装置和所述VR装置中的场景数据进行通信传输；所述显示装置用于对所述VR装置的视觉场景进行显示；所述采集装置包括采集机构和控制机构，所述采集机构用于对所述使用者的移动数据进行采集；所述控制机构用于触发不同的控制场景，并在所述VR装置触发采集数据的输入；所述采集机构包括采集笔和连接模块，所述连接模块用于对所述VR装置建立数据传输通道；所述采集笔内预制乳多个位移传感器，并采集由所述使用者的移动量ΔS；所述控制机构设置所述采集笔上，并通过控制机构采集所述使用者在所述采集笔上的手部按压数据；所述控制机构设置在所述采集笔上，并实时采集所述使用者在所述采集笔上的控制操作；采集所述采集笔上的初始状态S₀(x₀，y₀)的数据，以及移动的所述控制模块的控制指令；在给定的空间中R^h中的n个样品点，x_i,i＝1,…,n；在初始状态点的位置的移动量：

其中，S_h为移动量为h的多维区域，且满足以下关系的y点的集合:

S_h(x)＝{y:(y-x)^T-(y-x)≤h²}

其中，k表示有k个点落入多维区域中；h为以采集笔上的位移传感器采集的移动量的半径。

可选的，所述通信装置包括数据调制器、可执行代码和微控制器，所述数据调制器被构造为把所述VR装置的数据进行调制，并通过可执行代码进行传输，并在所述显示装置上输出；所述可执行代码根据所述VR装置的操作特性和耦合到所述VR装置的通信信道的特性来调节传输信号以产生调节的频移键控信号；并通过通信信道将调节后的频移键控信号传输到所述VR装置或者显示装置。

可选的，所述VR装置包括VR眼镜、感应机构，所述感应集购物用于对所述使用者的头部数据进行采集；所述VR眼镜用于对模拟的测试场景进行模拟；所述VR眼镜基于场景数据对动力蓄电池进行显示；所述感应机构包括感应接触头和存储器，所述感应接触头采集所述使用者的头部感应数据，并存储在所述存储器中。

可选的，所述显示装置包括若干个显示屏，各个所述显示屏首尾相接围成的弧形显示结构；所述显示结构用于对所述使用者得训练操作进行展示，并对显示结构的实时操作步骤进行训练讲解。

可选的，所述通信信道通过衰减所述通信将可执行代码引入所述控制信号与所述VR装置之间的通信，并且其中根据通信信道的特性调节所述频移键控信号减少引入所述通信的错误；其中，所述可执行代码还被配置通过通信信道从所述VR装置接收响应消息，其中，响应消息是曼彻斯特编码消息，且所述曼彻斯特编码消息通过预加重使其减少由于通信信道衰减通信而引入到控制链路和所述VR装置之间的通信中的错误。

可选的，所述可执行代码进一步将所述微控制器配置为：从控制链路接收控制信号；验证控制信号；其中从控制链路接收控制信号作为频移键控编码信号，并且所述VR装置解码频移键控编码信号以获得代表控制信号的二进制数据位。

另外，本发明还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行教学系统的任务执行方法的步骤。

本发明所取得的有益效果是：

1.通过采用VR装置对动力蓄电池的训练，既能达到了掌握基本的知识，还能够对使用者的实际操作的能力进行提升，同时，还有效规避了因为高电压/高电流对所述使用者操作训练引起的危险；

2.通过采用所述通信装置用于所述采样装置和所述VR装置中的场景数据进行通信传输；

3.通过采用基于所述VR装置对各个训练场景进行模拟，并采集所述采集装置的输入数据进行连线或者其他训练的实际操作，从而达到训练的目的；

4.通过采用所述VR装置还分别与所述通信装置、所述显示装置相互配合，使得所述VR装置中操作的数据能够被所述通信装置所捕获并在所述显示装置中进行显示；

5.通过采用所述显示装置与所述VR装置相互配合，使得所述VR装置中的实际的操作能够显示在所述显示装置上，使得在课堂或者其他训练场所能够进行相互学习，并促使各使用者能够依次进行训练，提升整体的训练的水平；

6.通过采用所述感应机构设置在所述反馈手套上并通过产生的反馈信号对触发对所述感应机构的动作，在使用的过程中，把所述反馈手套与所述使用者的手部进行嵌套，使得在操作的过程中能够进行反馈。

附图说明

从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。

图1为本发明的控制流程示意图。

图2为所述VR装置的结构示意图。

图3为所述采样笔的结构示意图。

图4为所述采集装置操控所述仿真操控平台的控制流程示意图。

图5为所述仿真操控平台与所述VR装置的控制流程示意图。

附图标号说明：1-VR眼镜；2-感应机构；3-通信链路；4-采集笔；5-控制按钮。

具体实施方式

为了使得本发明的目的.技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，对本发明进行进一步详细说明；应当理解，此处所描述的具体实施例仅用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统.方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统.方法.特征和优点都包括在本说明书内.包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。

本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”.“下”.“左”.“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位.以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。

实施例一：一种基于VR及5D的动力蓄电池测试教学系统，其包括检测装置、采集装置、VR装置、通信装置、显示装置和控制器，所述检测装置用于对使用者的状态进行检测；所述采集装置用于对所述使用者的动作进行采样；所述VR装置用于对模拟的场景进行模拟；所述通信装置用于所述采样装置和所述VR装置中的场景数据进行通信传输；所述显示装置用于对所述VR装置的视觉场景进行显示；所述采集装置包括采集机构和控制机构，所述采集机构用于对所述使用者的移动数据进行采集；所述控制机构用于触发不同的控制场景，并在所述VR装置触发采集数据的输入；所述采集机构包括采集笔和连接模块，所述连接模块用于对所述VR装置建立数据传输通道；所述采集笔内预制乳多个位移传感器，并采集由所述使用者的移动量ΔS；所述控制机构设置所述采集笔上，并通过控制机构采集所述使用者在所述采集笔上的手部按压数据；所述控制机构设置在所述采集笔上，并实时采集所述使用者在所述采集笔上的控制操作；采集所述采集笔上的初始状态S₀(x₀，y₀)的数据，以及移动的所述控制模块的控制指令；在给定的空间中R^h中的n个样品点，x_i,i＝1,…,n；在初始状态点的位置的移动量：

其中，S_h为移动量为h的多维区域，且满足以下关系的y点的集合:

S_h(x)＝{y:(y-x)^T-(y-x)≤h²}

其中，k表示有k个点落入多维区域中；h为以采集笔上的位移传感器采集的移动量的半径；

进一步的，所述通信装置包括数据调制器、可执行代码和微控制器，所述数据调制器被构造为把所述VR装置的数据进行调制，并通过可执行代码进行传输，并在所述显示装置上输出；所述可执行代码根据所述VR装置的操作特性和耦合到所述VR装置的通信信道的特性来调节传输信号以产生调节的频移键控信号；并通过通信信道将调节后的频移键控信号传输到所述VR装置或者显示装置；

进一步的，所述VR装置包括VR眼镜、感应机构，所述感应集购物用于对所述使用者的头部数据进行采集；所述VR眼镜用于对模拟的测试场景进行模拟；所述VR眼镜基于场景数据对动力蓄电池进行显示；所述感应机构包括感应接触头和存储器，所述感应接触头采集所述使用者的头部感应数据，并存储在所述存储器中；

进一步的，所述显示装置包括若干个显示屏，各个所述显示屏首尾相接围成的弧形显示结构；所述显示结构用于对所述使用者得训练操作进行展示，并对显示结构的实时操作步骤进行训练讲解；

进一步的，所述通信信道通过衰减所述通信将可执行代码引入所述控制信号与所述VR装置之间的通信，并且其中根据通信信道的特性调节所述频移键控信号减少引入所述通信的错误；其中，所述可执行代码还被配置通过通信信道从所述VR装置接收响应消息，其中，响应消息是曼彻斯特编码消息，且所述曼彻斯特编码消息通过预加重使其减少由于通信信道衰减通信而引入到控制链路和所述VR装置之间的通信中的错误；

进一步的，所述可执行代码进一步将所述微控制器配置为：从控制链路接收控制信号；验证控制信号；其中从控制链路接收控制信号作为频移键控编码信号，并且所述VR装置解码频移键控编码信号以获得代表控制信号的二进制数据位；

另外，本发明还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行教学系统的任务执行方法的步骤。

实施例二：本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进；提供一种基于VR及5D的动力蓄电池测试教学系统，其包括检测装置、采集装置、VR装置、通信装置、显示装置和控制器，所述检测装置用于对使用者的状态进行检测；所述采集装置用于对所述使用者的动作进行采样；所述VR装置用于对模拟的场景进行模拟；所述通信装置用于所述采样装置和所述VR装置中的场景数据进行通信传输；所述显示装置用于对所述VR装置的视觉场景进行显示；所述控制器分别与所述检测装置、所述采集装置、所述VR装置、所述通信装置和所述显示装置控制连接，并基于所述控制器对各个装置的控制，使得对动力蓄电池的操作训练能够被精准进行；通过VR装置对动力蓄电池的训练，既能达到了掌握基本的知识，还能够对使用者的实际操作的能力进行提升，同时，还有效规避了因为高电压/高电流对所述使用者操作训练引起的危险；所述检测装置、所述采集装置、所述VR装置相互配合，使得所述使用者的状态能够被检测，同时，基于所述VR装置对各个训练场景进行模拟，并采集所述采集装置的输入数据进行连线或者其他训练的实际操作，从而达到训练的目的；另外，所述VR装置还分别与所述通信装置、所述显示装置相互配合，使得所述VR装置中操作的数据能够被所述通信装置所捕获并在所述显示装置中进行显示；所述显示装置与所述VR装置相互配合，使得所述VR装置中的实际的操作能够显示在所述显示装置上，使得在课堂或者其他训练场所能够进行相互学习，并促使各使用者能够依次进行训练，提升整体的训练的水平；另外，所述通信装置在连接所述VR装置和所述采集装置、以及所述VR装置和所述显示装置的过程中，通过5G传输的技术，能够提升数据之间的高效的传导，使得所述使用者的输入操作的数据能够进行稳定且快速的输入；训练系统还包括反馈装置，所述反馈装置用于对所述使用者的模拟的场景进行模拟；同时，还被构造为对动力蓄电池的训练或者连接的操作进行反馈；所述反馈装置包括反馈手套和感应机构，所述感应机构设置在所述反馈手套上并通过产生的反馈信号对触发对所述感应机构的动作；在使用的过程中，把所述反馈手套与所述使用者的手部进行嵌套，使得在操作的过程中能够进行反馈；另外，所述感应机构包括柔性感应板和温度检测件，所述温度检测件设置在所述柔性感应板上，同时，在所述感应板上还配备有振动器，所述振动器基于所述使用者的操作节点进行振动，使得所述使用者在使用的过程中能够获知动作的反馈，从而保证具有最佳的训练体验；所述柔性感应板上并镶嵌在所述反馈手套的针织物内；同时，在使用者佩戴的过程中能够对操作的动作以及连接操作进行反馈；在进行动作的过程中，通过所述反馈装置与所述VR装置的配合，使得在训练的过程中，能够兼顾眼、手、触觉的反馈，保证训练更加的真实、可靠；另外，在所述反馈装置与所述VR装置进行数据传输的过程中，提供两种信息传输的方式，包括有线传输和无线传输；优选的，采用无线传输的方式；

所述教学系统还包括仿真操控平台，所述仿真操控平台与所述VR装置、所述采集装置、所述检测装置、所述通信装置和所述显示装置远程通信连接，并基于所述控制器的控制操控下对所述动力蓄电池进行测试；

所述仿真操控平台包括蓄电池测试模型，所述蓄电池测试模型均在模拟的空间中进行模拟的操作，且所述模拟场景在所述VR装置中进行显示；所述蓄电池测试模型包括监控计算机、目标计算机、电子负载、环境舱、可编程数字电源和信号发生器；监控计算机与目标计算机连接，电子负载、环境舱、可编程数字电源、信号发生器分别连接在目标计算机与动力电池系统之间；监控计算机建立需要模拟的动力蓄电池的数学模型，并设置工况和外部环境参数，并结合数学模型和工况和外部环境参数控制代码转换后，测试模型通过交叉编译生成，供目标计算机实时运行；测试模型作为应用程序通过5G传输网络发送到目标计算机，并通过所述采集装置与所述目标计算机建立控制通路，并基于所述采集装置进行操控；

在工况模拟和测试时，测试模型实时生成动力电池的功率需求信号和边界条件参数；目标计算机根据产生的电力需求信号和动力电池的边界条件参数，通过远程控制的方式分别控制电子负载和环境舱；另外，在进行电力负载和热环境负载模拟，目标计算机根据测试条件控制信号发生器发出接同信号，控制可编程数字电源调节辅助电源的供给；通过使用者通过所述采集装置的控制模拟油门和刹车的操作，发送给车辆模块；整车控制器接收到该信号后，根据动力电池模块发回的当前状态，结合设定的控制策略，生成扭矩需求信息，并将扭矩需求信息发送给车辆模块；所述车辆模块将扭矩需求信息转换为电流需求信息，通过总线将电流需求信息发送给电子负载、加载动力电池模块或者所述整车控制器；所述车辆模块包括整车控制器、车辆和若干个支撑杆，各个所述支撑杆对所述车辆的车轮限位，并跟随所述车轮的转动跟随其转动；所述车辆被构造为与所述整车控制器连接；所述车辆与所述动力电池模块的驱动下进行运行；同时，模块根据动力电池模块加载后的电压变化，计算出实际输出功率；所述蓄电池测试模型还包括测试控制模块，其中，所述测试控制模块接受来自电力模块的电流需求，并转换为现场总线报文，通过一个现场总线接口发送到电子负载，加载被测对象的电功率；同时从另一个现场总线接收动力电池模块的状态信息，为其他动力蓄电池的计算提供输入参数；此外，还将根据测试条件设置测试控制模型，控制信号发生器向动力电池模块发出硬接线信号；实现并监控测试控制模型；计算机通讯功能通过5G传输网络将测试监控所需的信息实时发送到监控计算机；

所述监控计算机和目标计算机还被构造为基于所述测试模型的生成相应的VR图像；对于VR图像如何生成是本领域的技术人员所熟知的技术手段，因而在本实施例中不再一一赘述；

另外，所述仿真操控平台上的数据通过所述通信装置把产生的VR图像传输到所述VR装置中；同时，所述仿真操控平台也能根据所述采集装置的操控数据进行模拟各种动力测试；对于所述仿真环境的建立是本领域的技术人员所熟知的技术手段，因而，在本实例中不再一一赘述；

所述采集装置包括采集机构和控制机构，所述采集机构用于对所述使用者的移动数据进行采集；所述控制机构用于触发不同的控制场景，并在所述VR装置触发采集数据的输入；所述采集机构包括采集笔和连接模块，所述连接模块用于对所述VR装置建立数据传输通道；所述采集笔内预制乳多个位移传感器，并采集由所述使用者的移动量ΔS；所述控制机构设置所述采集笔上，并通过控制机构采集所述使用者在所述采集笔上的手部按压数据；

所述控制机构和所述采集机构相互配合，使得所述使用者对远程的硬件进行控制，同时，通过所述采集机构触发的控制操作能够有效提升对各个硬件机构的操作性能；另外，通过远程的操控能够对大电流/高电压的环境进行操作，使得对高危的训练进行演示，降低技术训练的风险；另外，所述控制机构还包括方向控制模块，所述方向控制模块对试验的仿真硬件进行控制；另外，所述采集机构还包括视频采集模块，所述视频采集模块用于对所述操控平台的数据进行采集；并通过现场总线的技术对视频数据进行传输，其中，采用5G的传输技术，使得所述视频数据能够无损的传输到所述VR装置中；同辉，通过所述VR装置与所述采集机构、所述控制机构的配合，使得整个系统在对所述蓄电池动力测试的环境中能够进行精准且高效的测试；

另外，所述控制机构在对所述操控平台的中的场景数据进行控制，且在进行操作的过程中，还通过树所述控制机构在的移动，使得对所述操控平台的模拟测试能够精准的控制；

所述控制机构设置在所述采集笔上，并实时采集所述使用者在所述采集笔上的控制操作；采集所述采集笔上的初始状态S₀(x₀，y₀)的数据，以及移动的所述控制模块的控制指令；在给定的空间中R^h中的n个样品点，x_i,i＝1,…,n；在初始状态点的位置的移动量：

其中，S_h为移动量为h的多维区域，且满足以下关系的y点的集合:

S_h(x)＝{y:(y-x)^T-(y-x)≤h²}

其中，k表示有k个点落入多维区域中；h为以采集笔上的位移传感器采集的移动量的半径；

所述采集机构还包括若干的位移传感器，各个所述位移传感器用于对所述采集笔的位移变化量能够被精准的检测出来；各个所述位移传感器设置在所述采集笔的内部，并对所述位移笔的偏移量进行检测；在进行控制的过程中，需要通过所述控制机构按住特定的按钮或者把所述采集笔设置在该应用场景中，并移动所述采集笔在多维区域中进行移动，从而，所述采集笔的移动量ΔS能够被采集；在本实施例中，ΔS＝h，并通过与所述VR场景中设备进行连接，搭建一个动力蓄电池的操控连接网，使得模拟的连接线路能够被构建，并进行验证，获得最佳的训练的效果；另外，控制机构还包括若干个控制按钮，各个控制按钮用于对所述VR装置中的场景进行模拟；各个所述控制按钮包括但是不局限于以下列举的几种：确认、触发、仿真和开/关等按钮；在对所述刹车或者油门的控制操作中，通过所述控制按钮对所述油门的控制按钮进行触发，并通过所述采集笔在多维空间中的移动量进行油或者刹车的量程的控制；

所述通信装置包括数据调制器、可执行代码和微控制器，所述数据调制器被构造为把所述VR装置的数据进行调制，并通过可执行代码进行传输，并在所述显示装置上输出；所述可执行代码根据所述VR装置的操作特性和耦合到所述VR装置的通信信道的特性来调节传输信号以产生调节的频移键控信号；并通过通信信道将调节后的频移键控信号传输到所述VR装置或者显示装置；在本实例中，通过采用5G技术对所述VR装置以及实际的操作过程中进行与所述仿真操控平台间进行连接，构建一个实际操作环境，并采集在所述环境之下的操作；

所述检测装置设置在所述VR装置与所述使用者的佩戴数据进行检测，使得所述使用者的状态能够被实时的检测；另外，当所述检测装置在所述VR装置上，并对所述使用者的使用状态进行采集；所述检测装置包括温度传感器组等用于对所述使用者的生理数据进行感测的元器件；

所述VR装置包括VR眼镜、感应机构，所述感应集购物用于对所述使用者的头部数据进行采集；所述VR眼镜用于对模拟的测试场景进行模拟；所述VR眼镜基于场景数据对动力蓄电池进行显示；所述感应机构包括感应接触头和存储器，所述感应接触头采集所述使用者的头部感应数据，并存储在所述存储器中；所述仿真操控平台的数据通过5G网络的传输到所述VR眼镜中，使得所述使用者在使用的过程中能够对模拟测试的场景进行测试；另外，所述感应机构设置在所述VR眼镜上，并通过所述感应机构对所述使用者的转动信号进行采集；同时，基于所述转动信号对则触发所述VR眼镜中的视觉的移动；所述VR眼镜中的视觉移动的速率能够根据所述使用者的移动或者转动的数据进行适应性的调整，同时，所述VR装置中的VR图像也根据所述使用的头部的转动方向进行相应方向的视觉的移动；

所述显示装置包括若干个显示屏，各个所述显示屏首尾相接围成的弧形显示结构；所述显示结构用于对所述使用者得训练操作进行展示，并对显示结构的实时操作步骤进行训练讲解；各个所述显示屏用于对所述VR装置中的视觉进行显示，使得所述使用者的操作能够在所述显示屏上显示出来；另外，所述显示装置与所述VR装置相互配合，使得所述VR装置中的数据能够被所述显示装置所捕获，并显示在所述显示屏上；

所述通信信道通过衰减所述通信将可执行代码引入所述控制信号与所述VR装置之间的通信，并且其中根据通信信道的特性调节所述频移键控信号减少引入所述通信的错误；其中，所述可执行代码还被配置通过通信信道从所述VR装置接收响应消息，其中，响应消息是曼彻斯特编码消息，且所述曼彻斯特编码消息通过预加重使其减少由于通信信道衰减通信而引入到控制链路和所述VR装置之间的通信中的错误；所述可执行代码进一步将所述微控制器配置为：从控制链路接收控制信号；验证控制信号；其中从控制链路接收控制信号作为频移键控编码信号，并且所述VR装置解码频移键控编码信号以获得代表控制信号的二进制数据位；所述通信装置在对所述VR装置与所述采集装置之间的数据传输进行保护，最大限度的保证所述VR装置与所述采集装置、所述仿真核验平台之间的通信；另外，在对所述通信信道进行防护的过程中，利用所述曼彻斯特编码的特性，并通过预加重使其减少由于通信信道衰减引起的错误造成信号的衰减，保证所述通信链路的无损传输；

另外，本发明还提供一种电子设备，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行教学系统的任务执行方法的步骤。

实施例三：本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进；提供一种基于VR及5D的动力蓄电池测试教学系统，其包括检测装置、采集装置、VR装置、通信装置、显示装置和控制器，所述检测装置用于对使用者的状态进行检测；所述采集装置用于对所述使用者的动作进行采样；所述VR装置用于对模拟的场景进行模拟；所述通信装置用于所述采样装置和所述VR装置中的场景数据进行通信传输；所述显示装置用于对所述VR装置的视觉场景进行显示；所述控制器分别与所述检测装置、所述采集装置、所述VR装置、所述通信装置和所述显示装置控制连接，并基于所述控制器对各个装置的控制，使得对动力蓄电池的操作训练能够被精准进行；通过VR装置对动力蓄电池的训练，既能达到了掌握基本的知识，还能够对使用者的实际操作的能力进行提升，同时，还有效规避了因为高电压/高电流对所述使用者操作训练引起的危险；所述检测装置、所述采集装置、所述VR装置相互配合，使得所述使用者的状态能够被检测，同时，基于所述VR装置对各个训练场景进行模拟，并采集所述采集装置的输入数据进行连线或者其他训练的实际操作，从而达到训练的目的；另外，所述VR装置还分别与所述通信装置、所述显示装置相互配合，使得所述VR装置中操作的数据能够被所述通信装置所捕获并在所述显示装置中进行显示；所述显示装置与所述VR装置相互配合，使得所述VR装置中的实际的操作能够显示在所述显示装置上，使得在课堂或者其他训练场所能够进行相互学习，并促使各使用者能够依次进行训练，提升整体的训练的水平；另外，所述通信装置在连接所述VR装置和所述采集装置、以及所述VR装置和所述显示装置的过程中，通过5G传输的技术，能够提升数据之间的高效的传导，使得所述使用者的输入操作的数据能够进行稳定且快速的输入；训练系统还包括反馈装置，所述反馈装置用于对所述使用者的模拟的场景进行模拟；同时，还被构造为对动力蓄电池的训练或者连接的操作进行反馈；所述反馈装置包括反馈手套和感应机构，所述感应机构设置在所述反馈手套上并通过产生的反馈信号对触发对所述感应机构的动作；在使用的过程中，把所述反馈手套与所述使用者的手部进行嵌套，使得在操作的过程中能够进行反馈；另外，所述感应机构包括柔性感应板和温度检测件，所述温度检测件设置在所述柔性感应板上，同时，在所述感应板上还配备有振动器，所述振动器基于所述使用者的操作节点进行振动，使得所述使用者在使用的过程中能够获知动作的反馈，从而保证具有最佳的训练体验；所述柔性感应板上并镶嵌在所述反馈手套的针织物内；同时，在使用者佩戴的过程中能够对操作的动作以及连接操作进行反馈；在进行动作的过程中，通过所述反馈装置与所述VR装置的配合，使得在训练的过程中，能够兼顾眼、手、触觉的反馈，保证训练更加的真实、可靠；另外，在所述反馈装置与所述VR装置进行数据传输的过程中，提供两种信息传输的方式，包括有线传输和无线传输；优选的，采用无线传输的方式；

所述VR装置包括VR眼镜、感应机构，所述感应集购物用于对所述使用者的头部数据进行采集；所述VR眼镜用于对模拟的测试场景进行模拟；所述VR眼镜基于场景数据对动力蓄电池进行显示；所述感应机构包括感应接触头和存储器，所述感应接触头采集所述使用者的头部感应数据，并存储在所述存储器中；所述仿真操控平台的数据通过5G网络的传输到所述VR眼镜中，使得所述使用者在使用的过程中能够对模拟测试的场景进行测试；另外，所述感应机构设置在所述VR眼镜上，并通过所述感应机构对所述使用者的转动信号进行采集；同时，基于所述转动信号对则触发所述VR眼镜中的视觉的移动；所述VR眼镜中的视觉移动的速率能够根据所述使用者的移动或者转动的数据进行适应性的调整，同时，所述VR装置中的VR图像也根据所述使用的头部的转动方向进行相应方向的视觉的移动；

对于所述VR图像中的数据，对图像进行灰度化，所述蓄电池模型在所述VR装置显示的模型图像在很短的间隔时间内保持不变，给定邻域内的图像速度变化是缓慢；假定时刻t处于图像坐标(x,y)位置的点由于物体的运动在(t+dt)时刻出现在图像坐标(x+dx,y+dy)处，在t时刻该点像素的灰度为I(x,y,t)，在(t+dt)时刻的灰度为I(x+dx,y+dy,t+dt)，dt很小，即：

I(x+dt，y+dt，t+dt)＝I(x，y，t)

上式等号左侧用泰勒公式展开，经过简化去掉二次项，得到：

记：

为(x，y)处图像在t时刻沿着转向方向的移动速度V转；同时，令

则得到：

(R_x，R_y)(W，V)+R_t＝0

若考虑在转动过程中转动的灵敏度Δk，则存在：

(R_x，R_y)(W，V)*Δk+R_t*Δk＝0

其中，Δk为取值为实际转动量与所述VR装置观察之比产生的范围决定，在此不再一一赘述；通过所述VR眼镜中的视觉移动的速率与所述使用者的移动的量进行调整，促使所述使用者在训练的过程中具有最佳的训练体验。

在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。

虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。

在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路，过程，算法，结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。

综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (7)

1.一种基于VR及5D的动力蓄电池测试教学系统，其特征在于，其包括检测装置、采集装置、VR装置、通信装置、显示装置和控制器，所述检测装置用于对使用者的状态进行检测；所述采集装置用于对所述使用者的动作进行采样；所述VR装置用于对模拟的场景进行模拟；所述通信装置用于所述采样装置和所述VR装置中的场景数据进行通信传输；所述显示装置用于对所述VR装置的视觉场景进行显示；所述采集装置包括采集机构和控制机构，所述采集机构用于对所述使用者的移动数据进行采集；所述控制机构用于触发不同的控制场景，并在所述VR装置触发采集数据的输入；所述采集机构包括采集笔和连接模块，所述连接模块用于对所述VR装置建立数据传输通道；所述采集笔内预制乳多个位移传感器，并采集由所述使用者的移动量ΔS；所述控制机构设置所述采集笔上，并通过控制机构采集所述使用者在所述采集笔上的手部按压数据；所述控制机构设置在所述采集笔上，并实时采集所述使用者在所述采集笔上的控制操作；采集所述采集笔上的初始状态S₀(x₀，y₀)的数据，以及移动的所述控制模块的控制指令；在给定的空间中R^h中的n个样品点，x_i,i＝1,…,n；在初始状态点的位置的移动量：

其中，S_h为移动量为h的多维区域，且满足以下关系的y点的集合:

S_h(x)＝{y:(y-x)^T-(y-x)≤h²}

其中，k表示有k个点落入多维区域中；h为以采集笔上的位移传感器采集的移动量的半径。

2.根据权利要求1所述的一种基于VR及5D的动力蓄电池测试教学系统，其特征在于，所述通信装置包括数据调制器、可执行代码和微控制器，所述数据调制器被构造为把所述VR装置的数据进行调制，并通过可执行代码进行传输，并在所述显示装置上输出；所述可执行代码根据所述VR装置的操作特性和耦合到所述VR装置的通信信道的特性来调节传输信号以产生调节的频移键控信号；并通过通信信道将调节后的频移键控信号传输到所述VR装置或者显示装置。

3.根据权利要求1所述的一种基于VR及5D的动力蓄电池测试教学系统，其特征在于，所述VR装置包括VR眼镜、感应机构，所述感应集购物用于对所述使用者的头部数据进行采集；所述VR眼镜用于对模拟的测试场景进行模拟；所述VR眼镜基于场景数据对动力蓄电池进行显示；所述感应机构包括感应接触头和存储器，所述感应接触头采集所述使用者的头部感应数据，并存储在所述存储器中。

4.根据权利要求1所述的一种基于VR及5D的动力蓄电池测试教学系统，其特征在于，所述显示机构包括若干个显示屏，各个所述显示屏首尾相接围成的弧形显示结构；所述显示结构用于对所述使用者得训练操作进行展示，并对显示结构的实时操作步骤进行训练讲解。

5.根据权利要求2所述的一种基于VR及5D的动力蓄电池测试教学系统，其特征在于，所述通信信道通过衰减所述通信将可执行代码引入所述控制信号与所述VR装置之间的通信，并且其中根据通信信道的特性调节所述频移键控信号减少引入所述通信的错误；其中，所述可执行代码还被配置通过通信信道从所述VR装置接收响应消息，其中，响应消息是曼彻斯特编码消息，且所述曼彻斯特编码消息通过预加重使其减少由于通信信道衰减通信而引入到控制链路和所述VR装置之间的通信中的错误。

6.根据权利要求2或4任一项所述的一种基于VR及5D的动力蓄电池测试教学系统，其特征在于，所述可执行代码进一步将所述微控制器配置为：从控制链路接收控制信号；验证控制信号；其中从控制链路接收控制信号作为频移键控编码信号，并且所述VR装置解码频移键控编码信号以获得代表控制信号的二进制数据位。

7.一种电子设备，其特征在于，包括：处理器、存储器和总线，所述存储器存储有所述处理器可执行的机器可读指令，当电子设备运行时，所述处理器与所述存储器之间通过总线通信，所述机器可读指令被所述处理器执行时执行如权利要求1至3任一所述的一种基于VR及5D的动力蓄电池测试教学系统的任务执行方法的步骤。

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