CN113689755A - 一种基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开一种基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练方法及系统,方法包括建立虚拟现实场景:构建电站的三维模型,同时建立电站人员的人物模型和汽车模型,将电站的三维模型导入到Unity3D游戏引擎中,构建电站的虚拟现实场景;设置安全驾驶模拟训练流程:开发虚拟现实场景中的角色的操作流程和虚拟现实场景中其他模型的动画,结合不同的模拟环节设置电站安全驾驶模拟训练流程;安全驾驶模拟训练:获取驾驶模拟平台硬件驱动的线性输入值,控制汽车模型在场景中行动,并以大屏显示模式和/或VR显示模式予以呈现。本发明通过构建真实电站的虚拟现实场景,使受训人员不受时间、空间的限制进行电站安全驾驶培训,提高安全培训效率。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域,具体为一种基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练方法及系统。
背景技术
现阶段抽水蓄能电站的运维人员技能提升仍然以文本、图纸、照片、视频的授课方式为主,既不直观,也抽象难懂,缺乏现场带入感,电站工作人员的业务技能无法保障。目前,通过三维可视化技术,将抽水蓄能电站内的坝体、管路、设备等按照1:1的真实比例建模,在三维场景中将模型与生产监控数据、视频监控数据、拆装仿真内容等相关联,并打通各个子系统之间的信息孤岛,以直观、动态、智能的方式集中展示厂房内的设备运行情况、坝体安全监控和异常报警信息等,以三维动画、微视频、可交互、可考核的方式集中管理培训教材和虚拟培训工作,可以提高电厂的运营能力和智慧化水平。
如公开号为CN102360535A的中国专利申请于2012年2月22日公开的一种三维可视化仿真培训系统及其方法,该专利申请公开了一种用于发电厂等系统对员工进行专业培训的系统,采用三维可视化的培训方式。但该专利申请只是给出了系统框架和总体思路,并未具体公开如何实现对虚拟现实场景的控制方式,以及对三维模型、动画的有机整合技术,而发电设备中涉及大量零部件,需建立大量模型进行动画设计及虚拟现实场景的控制,使用容易出现卡顿现象,画面不流畅。也没有实现三维模型与电厂各种监测监控实时数据的对接,不能进行互动查询。针对这些问题,公开号CN107368655A的中国专利申请于2017年11月21日公开了一种抽水蓄能电站动态监测监控与仿真培训系统及其实现方法,该专利申请针对抽水蓄能电站机电设备的大量零部件建立三维模型和拆解动画设计,并对需要在三维地理信息插件(CityMaker RenderControl)和模拟仿真(Unity3D)中加载机电设备模型提取其外轮廓并优化处理,控制单个三维模型的面片数,确保集成平台中对复杂设备模型的加载速度和漫游浏览的流畅性,消除了三维场景长时间不使用而出现的卡顿现象。
上述专利申请均是针对电站设备的三维可视化实现及仿真培训,未考虑电站内驾驶安全培训的仿真实现,而在电站驾驶安规培训中,除遵守国家安全交通法规外,还具有其特殊性,如在电站中驾驶机动车,车速不得高于60km/h,特殊路段按照限速指示牌执行;驾驶机动车停车时,必须停在停车位线内,并车头朝外(便于发生事故时驾车逃生)等。
因此,本发明基于虚拟现实技术结合模拟驾驶平台研究了电站安全驾驶实训平台,用于电站安全驾驶培训的仿真实现。
发明内容
为克服上述现有技术的不足,本发明提供一种基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练方法及系统,通过构建真实电站的虚拟现实场景,使受训人员不受时间、空间的限制进行电站安全驾驶培训,提高安全培训效率。
根据本发明说明书的一方面,提供一种基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练方法,包括:
建立虚拟现实场景:收集电站的地面停车场、办公楼和交通洞的空间结构数据,基于获取的空间结构数据,构建电站的三维模型,同时建立电站人员的人物模型、汽车模型和场景建筑物模型;将电站的三维模型导入到Unity3D游戏引擎中,构建电站的虚拟现实场景;
设置安全驾驶模拟训练流程:开发虚拟现实场景中的角色的操作流程和虚拟现实场景中各模型的动画,依据开发出的角色操作流程和各模型的动画,结合不同的模拟环节设置电站安全驾驶模拟训练流程;
安全驾驶模拟训练:获取驾驶模拟平台油门、刹车和方向盘的线性输入值,基于获取的线性输入值调整汽车的姿势,控制汽车模型在场景中行动,并以大屏显示模式和/或VR显示模式予以呈现。
上述技术方案中,通过构建电站的真实虚拟现实场景,在构建好的虚拟现实场景里进行操作流程开发,设置不同的模拟环节,模拟电站内的驾驶流程,在启动安全驾驶训练时,通过获取驾驶模拟平台的油门、刹车和方向盘输入值并进行处理后来调整汽车的姿势,控制汽车模型在虚拟现实场景中行动,同时通过大屏显示或VR显示的方式呈现出来,使受训人员能够完全沉浸式地实现驾驶培训且不受时间和空间的限制,提高安全培训效率。
进一步地,所述驾驶模拟平台为6自由度平台,具有6个电缸,每个电缸有250个电缸行程和10个螺距,通过设置每个电缸的行程来控制驾驶模拟平台的姿势。一个电缸有个250个电缸行程,表示电缸最长可以伸长250mm,10个螺距是指电机转动一圈,电缸伸长10mm。用户通过控制油门、刹车、方向盘给程序输入线性值,程序算法整理线性值并通过电动缸驱动来控制电动缸行程,使汽车以预定的姿态行驶,模拟真实的安全驾驶训练流程。
进一步地,在所述驾驶模拟平台的硬件接口开发中,对每一电缸进行预设次数的细分,当所述驾驶模拟平台启动时,其中一个细分为初始抬高值StandardAxis,其他细分则对应驾驶模拟平台各硬件驱动的线性输入值。细分的次数在程序逻辑上可预先设置,细分越多,越丝滑,计算也越复杂。
优选地,可预先设置对每一电缸进行255次细分,该预设次数既满足运动需求,又无需更复杂的计算。
进一步地,所述驾驶模拟平台包括接口,所述接口用于输出驾驶模拟平台油门、刹车和方向盘的线性输入值并接收基于所述线性输入值进行调整后的驾驶模拟平台各电缸的行程。所述驾驶模拟平台接收到调整后的各电缸的行程后,控制各电缸调整其行程,使调整后状态符合模拟训练预期流程。
进一步地,在大屏显示模式下启动大屏显示UI系统,关闭VR头盔显示;在VR显示模式下,启动VR头盔显示和VR模式下的UI系统,同时开启大屏显示。在VR显示模式下,同时开启大屏显示,是为了便于其他用户观看。
根据本发明说明书的另一方面,提供一种基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练系统,包括驾驶模拟平台、控制主机和显示平台;其中,所述驾驶模拟平台用于提供油门、刹车和方向盘的线性输入值;所述控制主机用于构建虚拟现实场景,设置模拟训练流程,以及在启动训练时从驾驶模拟平台获取油门、刹车和方向盘的线性输入值,依据所述线性输入值控制汽车模型在场景中行动,并以大屏显示模式和/或VR显示模式在显示平台进行呈现。
上述技术方案中,控制主机首先构建电站的虚拟现实场景,开发角色操作流程和模拟流程,在启动安全驾驶模拟训练时,控制主机通过驾驶模拟平台获取汽车模拟油门、刹车和方向盘的输出值,对这些输出值进行处理后,一方面反馈给驾驶模拟平台进行电缸行程的调整,一方面发送给显示平台进行显示。该技术方案引入驾驶模拟平台,模拟真实驾驶的操作,营造真实驾驶体验,同时该技术方案使用虚拟现实技术,构建电站虚拟环境,复现各种危险驾驶场景,加深事故危险的体验感,极大提高电站的安全驾驶培训效果。
进一步地,所述驾驶模拟平台具有6个电缸,对每一电缸进行预设次数的细分,当启动训练时,其中一个细分为初始抬高值StandardAxis,其他细分则分别对应驾驶模拟平台油门、刹车和方向盘的线性输入值;当接收到油门、刹车和方向盘的线性输入值时,通过与线性输入值对应的细分值调整每个电缸的行程,模拟汽车姿势的改变。
进一步地,所述驾驶模拟平台包括接口,所述接口用于输出驾驶模拟平台油门、刹车和方向盘的线性输入值并接收基于所述线性输入值进行调整后的驾驶模拟平台各电缸的行程。
进一步地,所述控制主机在构建虚拟现实场景时进一步包括:使用三维激光扫描仪扫描在电站现场收集地面停车场、办公楼和交通洞的空间结构数据;使用逆向建模的手段,利用三维激光扫描仪获取的点云数据在RiSCAN Pro和3dsMax中构建电站的三维模型,同时建立电站人员的人物模型和汽车模型;将电站的三维模型导入到Unity3D游戏引擎中构建电站的虚拟现实场景。
进一步地,所述控制主机在设置模拟训练流程时进一步包括:根据电厂的安规手册及前次发生事故的记录文档开发虚拟现实环境中的角色的操作流程和虚拟场景中其他模型的动画;设置不同的模拟环节真实还原电厂安全驾驶模拟流程,所述模拟环节包括避让行人、避让机动车、超速体验和厂内停车。
与现有技术相比,本发明的有益效果在于:
(1)本发明提供一种方法,该方法通过构建电站的真实虚拟现实场景,在构建好的虚拟现实场景里进行操作流程开发,设置不同的模拟环节,模拟电站内的驾驶流程,在启动安全驾驶训练时,通过获取驾驶模拟平台的油门、刹车和方向盘的线性输入值并进行处理后来调整汽车的姿势,控制汽车模型在虚拟现实场景中行动,同时通过大屏显示或VR显示的方式呈现出来,使受训人员能够完全沉浸式地实现驾驶培训且不受时间和空间的限制,提高安全培训效率。
(2)本发明提供一种系统,该系统控制主机首先构建电站的虚拟现实场景,开发角色操作流程和模拟流程,在启动安全驾驶模拟训练时,控制主机通过驾驶模拟平台获取汽车模拟油门、刹车和方向盘的输出值,对这些输出值进行处理后,一方面反馈给驾驶模拟平台进行电缸行程的调整,一方面发送给显示平台进行显示。该技术方案引入驾驶模拟平台,模拟真实驾驶的操作,营造真实驾驶体验,同时该技术方案使用虚拟现实技术,构建电站虚拟环境,复现各种危险驾驶场景,加深事故危险的体验感,极大提高电站的安全驾驶培训效果。
附图说明
图1为根据本发明实施例的基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练方法的流程示意图。
图2为根据本发明实施例的基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练系统的结构示意图。
图3为根据本发明实施例的基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练的硬件部署图。
具体实施方式
以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述,显然,所描述发实施例仅仅是本发明的一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例,都属于本发明所保护的范围。
实施例1
如图1所示,本实施例提供一种基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练方法,包括以下步骤:
步骤1,建立虚拟现实场景。
使用测绘的手段,如三维激光扫描仪扫描,在电站现场收集地面停车场、办公楼和交通洞的空间结构数据。
使用逆向建模的手段,利用三维激光扫描仪获取的点云数据在RiSCAN Pro和3dsMax中构建电站的三维模型,同时对电站人员的人物模型、驾驶车辆模型(内部)、其他车辆模型、路障模型、建筑物模型等进行三维建模。
将电站的三维模型导入到Unity3D游戏引擎中构建电站的虚拟现实场景。
步骤2,编制安全驾驶模拟训练脚本。
根据电厂的安规手册以及前次发生事故的记录文档(处置人员的实际经验)开发虚拟现实环境中的角色的操作流程和虚拟场景中其他模型的动画。设置了避让行人、避让机动车、超速体验以及厂内停车等模拟环节,真实还原电厂安全驾驶模拟流程。
场景内会设置各种声音来提高沉浸式体验,包括语音提示、背景音乐、选择声、走路声、火花声、触电声、提示音等。
场景中危险事故触发后显示一些特殊效果:如火花、电弧、爆炸等。
步骤3,安全驾驶模拟训练。
用户进入驾驶模拟平台,佩戴好相关设备后,启动demo程序,选择酒驾/超速/不系安全带等场景后,开始进行驾驶体验。
获取驾驶模拟平台油门、刹车和方向盘的线性输入值,基于获取的线性输入值调整汽车的姿势,控制汽车模型在场景中行动,并以大屏显示模式和/或VR显示模式予以呈现。
所述驾驶模拟平台为6自由度平台,具有6个电缸,每个电缸有250个电缸行程和10个螺距,通过设置每个电缸的行程来控制驾驶模拟平台的姿势。一个电缸有个250个电缸行程,表示电缸最长可以伸长250mm,10个螺距是指电机转动一圈,电缸伸长10mm。用户通过控制油门、刹车、方向盘给程序输入线性值,程序算法整理线性值并通过电动缸驱动来控制电动缸行程,使汽车以预定的姿态行驶,模拟真实的安全驾驶训练流程。
在所述驾驶模拟平台的硬件接口开发中,对每一电缸进行255次细分,当所述驾驶模拟平台启动时,其中一个细分为初始抬高值StandardAxis,其他细分则对应驾驶模拟平台油门、刹车和方向盘的线性输入值。
在操作中,油门、刹车和方向盘是线性的,油门踩的越深,给的动力越足,平台后面的两个电动缸抬的越高,将油门踩的深度划分为0到1,油门对程序的输入就是0到1的线性值,踩到一半的时候,油门对程序的输入就是0.5。255次细分有个初始细分值StandarAxis,假设为50,意思就是程序启动的时候,平台每个电缸都抬高了50个细分,换算成毫米就是50/255*250,50是细分,255是总的细分,250是电动缸行程250mm。
上面总共用到了StandardAxis的细分,剩下的细分有255-StandardAxit个,这些剩下的细分用来表现油门、刹车、方向盘输入时驾驶平台姿势的变化,给油门的时候,平台会往前倾,那么平台后面的电缸会抬高,其他的电缸也会有相应的配合,左转弯的时候车也是往前行的,那么平台会前倾的同时还有左倾,后面两个电动缸和右侧的电动缸会抬高,其他的电动缸配合高度。
所述驾驶模拟平台包括接口,所述接口用于输出驾驶模拟平台硬件驱动的线性输入值并接收基于所述线性输入值进行调整后的驾驶模拟平台各电缸的行程。所述驾驶模拟平台接收到调整后的各电缸的行程后,控制各电缸调整其行程,使调整后状态符合模拟训练预期流程。所述驾驶模拟平台还包括换挡杆、换挡拨片和若干控制按钮。
在大屏显示模式下启动大屏显示UI系统,关闭VR头盔显示;在VR显示模式下,启动VR头盔显示和VR模式下的UI系统,同时开启大屏显示。在VR显示模式下,同时开启大屏显示,是为了便于其他用户观看。
作为一种实施方式,基于本实施例进行酒驾体验时,如表1所示,
当用户选择酒驾体验后,启动车辆,行驶过程中,会体验到5次撞击事件,每次撞击事件触发后,都会弹出UI提示及语音提示,强调酒驾的风险。
车辆发生撞击事故后会有相应的撞击音效、车辆破损、引擎盖冒烟等后果。第五次撞击事故结束后,挡风玻璃破碎,屏幕变红出现流血特效,提示死亡,体验结束。
体验结束后回到初始场景,弹出UI和语音。
点击确认退出程序。
作为一种实施方式,基于本实施例进行超速体验时,如表2所示,
当用户选择超速体验后,启动车辆,行驶过程中,会体验到5次撞击事件,每次撞击事件触发后,都会弹出UI提示及语音提示,强调超速驾驶的风险。
车辆发生撞击事故后会有相应的撞击音效、车辆破损、引擎盖冒烟等后果。第五次撞击事故结束后,挡风玻璃破碎,屏幕变红出现流血特效,提示死亡,体验结束。
体验结束后回到初始场景,弹出UI和语音。
点击确认退出程序。
作为一种实施方式,基于本实施例进行不系安全带体验时,如表3所示,
序号 | 风险名称 | 表现形式 | 用户体验 | 后果 |
1 | 撞车 | 利用物理引擎模拟 | 与挡风玻璃发生二次碰撞 | 受伤 |
2 | 翻车 | 利用物理引擎模拟 | 被抛出车外 | 死亡 |
当用户选择不系安全带体验后,启动车辆,行驶过程中,会体验到1次撞击1次翻车事件,本体验中主要是利用物理引擎来实现驾驶体验,撞击事件触发后,人物会根据惯性,向前碰撞,并弹出UI提示及语音提示,强调不系安全带的风险。车辆发生撞击事故后会有相应的撞击音效、挡风玻璃破碎、车辆破损、引擎盖冒烟等后果。第二次撞击事故车辆翻到,屏幕变红出现流血特效,提示死亡,体验结束。
体验结束后回到初始场景,弹出UI和语音。
本实施例通过构建电站的真实虚拟现实场景,在构建好的虚拟现实场景里进行操作流程开发,设置不同的模拟环节,模拟电站内的驾驶流程,在启动安全驾驶训练时,通过获取驾驶模拟平台的硬件驱动输入值并进行处理后来调整汽车的姿势,控制汽车模型在虚拟现实场景中行动,同时通过大屏显示或VR显示的方式呈现出来,使受训人员能够完全沉浸式地实现驾驶培训且不受时间和空间的限制,提高安全培训效率。
实施例2
如图2所示,本实施例提供一种基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练系统,包括驾驶模拟平台、控制主机和显示平台;其中,所述驾驶模拟平台用于提供油门、刹车和方向盘的线性输入值;所述控制主机用于构建虚拟现实场景,设置模拟训练流程,以及在启动训练时从驾驶模拟平台获取油门、刹车和方向盘的线性输入值,依据所述线性输入值控制汽车模型在场景中行动,并以大屏显示模式和/或VR显示模式在显示平台进行呈现。
如图3所示,所示驾驶模拟平台设置于安全驾驶平台。所示控制主机为工业级控制机且内置蓄能电站安全驾驶实训平台。所示显示平台包括显示屏幕和HTC Vive Pro。
所述驾驶模拟平台有方向盘、油门、刹车、换挡杆、换挡拨片和若干控制按钮。所述驾驶模拟平台为6自由度平台,由6个电缸控制驾驶平台姿势,模拟真实驾驶中汽车运动的姿态变化。
所述HTC Vive Pro有头戴式显示器、控制手柄和串流盒。
所述驾驶模拟平台通过USB和网线与控制主机相连,所述HTC Vive Pro通过串流盒与控制主机相连。
其中,所述驾驶模拟平台的硬件接口开发包括:
驾驶平台油门、刹车和方向盘支持线性输入,使用厂家提供的驱动在unity中获取油门、刹车和方向盘的线性输入值,值的范围在-1至1之间。
根据厂家提供的硬件参数,驾驶平台有6个电缸,每个电缸有250个电缸行程,10个螺距。通过设置每个电缸行程来控制平台的姿势,提供驾驶时颠簸的体感。
在接口开发中对电缸进行255次细分,驾驶平台启动时,有一个初始抬高值StandardAxis的细分,在255次细分中除去StandardAxis次的细分,其他细分对应油门、刹车和方向盘的线性输入值。每次接收到油门、刹车和方向盘的输入时,通过细分值调整每个电缸的行程,模拟汽车姿势的改变。定义接口为CarPosture(double horizontal,doublevertical)。接口中主要接收外部值的变化,通过udp协议传输给硬件驱动。
除油门、刹车和方向盘这些主要的输入设备以外还需要按钮等输入设备丰富交互,根据厂家提供的硬件驱动在unity中获取每个按钮的输入信号。
所述驾驶模拟平台包括接口,所述接口用于输出驾驶模拟平台硬件驱动的线性输入值并接收基于所述线性输入值进行调整后的驾驶模拟平台各电缸的行程。
所述控制主机在构建虚拟现实场景时进一步包括:使用三维激光扫描仪扫描在电站现场收集地面停车场、办公楼和交通洞的空间结构数据;使用逆向建模的手段,利用三维激光扫描仪获取的点云数据在RiSCAN Pro和3dsMax中构建电站的三维模型,同时建立电站人员的人物模型和汽车模型;将电站的三维模型导入到Unity3D游戏引擎中构建电站的虚拟现实场景。
所述控制主机在设置模拟训练流程时进一步包括:根据电厂的安规手册及前次发生事故的记录文档开发虚拟现实环境中的角色的操作流程和虚拟场景中其他模型的动画;设置不同的模拟环节真实还原电厂安全驾驶模拟流程,所述模拟环节包括避让行人、避让机动车、超速体验和厂内停车。
所示控制主机还包括蓄能电站安全驾驶实训平台开发,具体为:
a)显示模式设计
整个系统分为大屏显示模式和VR显示模式。在大屏显示模式下启动大屏显示UI系统,并关闭VR头盔显示;在VR显示模式下,启动VR头盔显示和VR模式下的UI系统,同时大屏显示也需要开启,便于其他用户观看。
b)UI系统交互设计
由于设备的特殊性,没有类似PC端的鼠标和键盘的指向性输入,在平台启动时,使用UI特效框选UI按钮,通过方向盘的左打和右打控制UI按钮间的跳转,使用踩油门确定UI按钮的选定然后触发响应事件。
在系统平台中,分为VR模式和大屏显示模式。大屏显示模式的UI为传统的平面UI;在VR模式下,UI为3D UI。大屏显示模式的UI以屏幕作为参考系,VR模式下的UI以虚拟场景中的车辆为参考系,便于用户观察世界空间中放置的UI。
c)接口定义
接口分为内部接口和外部接口。
外部接口是驾驶模拟平台硬件驱动的接口,通过外部接口获取油门、刹车、方向盘、按键的输入值,在系统平台中对这些值进行处理,调用硬件驱动接口反馈到驾驶平台上。
内部接口主要是系统内部各子系统之间互相调用的接口。UI系统定义了大屏显示模式和VR模式的UI初始化接口UIBase.Init(),UI按钮选定接口UIBase.ChooseUIItem()等。显示模式定义了SwitchDisplayController.SwitchDisplay()等接口。
d)接入驾驶模拟平台
根据脚本场景,分为避让行人考核、超速体验考核和回车场停车考核。
在避让行人考核阶段,用户操作驾驶平台经过考核区,需要减速避让行人,此时平台获取油门、刹车、方向盘的输入并在大屏或者VR头盔中输出画面显示,同时控制驾驶平台的姿势。
超速体验考核和回车场停车考核类似。
本实施例中,控制主机首先构建电站的虚拟现实场景,开发角色操作流程和模拟流程,在启动安全驾驶模拟训练时,控制主机通过驾驶模拟平台获取汽车模拟硬件驱动的输出值,对这些输出值进行处理后,一方面反馈给驾驶模拟平台进行电缸行程的调整,一方面发送给显示平台进行显示。该技术方案引入驾驶模拟平台,模拟真实驾驶的操作,营造真实驾驶体验,同时该技术方案使用虚拟现实技术,构建电站虚拟环境,复现各种危险驾驶场景,加深事故危险的体验感,极大提高电站的安全驾驶培训效果。
最后应说明的是:以上实施例仅用以说明本发明的技术方案,而非对其限制;尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明,本领域的普通技术人员应当理解:其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改,或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换;而这些修改或者替换,并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。
Claims (10)
1.一种基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练方法,其特征在于,包括:
建立虚拟现实场景:收集电站的地面停车场、办公楼和交通洞的空间结构数据,基于获取的空间结构数据,构建电站的三维模型,同时建立电站人员的人物模型、汽车模型和场景建筑物模型;将电站的三维模型导入到Unity3D游戏引擎中,构建电站的虚拟现实场景;
设置安全驾驶模拟训练流程:开发虚拟现实场景中的角色的操作流程和虚拟现实场景中各模型的动画,依据开发出的角色操作流程和各模型的动画,结合不同的模拟环节设置电站安全驾驶模拟训练流程;
安全驾驶模拟训练:获取驾驶模拟平台油门、刹车和方向盘的线性输入值,基于获取的线性输入值调整汽车的姿势,控制汽车模型在场景中行动,并以大屏显示模式和/或VR显示模式予以呈现。
2.根据权利要求1所述一种基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练方法,其特征在于,所述驾驶模拟平台为6自由度平台,具有6个电缸,每个电缸有250个电缸行程和10个螺距,通过设置每个电缸的行程来控制驾驶模拟平台的姿势。
3.根据权利要求2所述一种基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练方法,其特征在于,在所述驾驶模拟平台的硬件接口开发中,对每一电缸进行预设次数的细分,当所述驾驶模拟平台启动时,其中一个细分为初始抬高值StandardAxis,其他细分则对应驾驶模拟平台中油门、刹车和方向盘的线性输入值。
4.根据权利要求3所述一种基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练方法,其特征在于,所述驾驶模拟平台包括接口,所述接口用于输出驾驶模拟平台油门、刹车和方向盘的线性输入值并接收基于所述线性输入值进行调整后的驾驶模拟平台各电缸的行程。
5.根据权利要求1所述一种基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练方法,其特征在于,在大屏显示模式下启动大屏显示UI系统,关闭VR头盔显示;在VR显示模式下,启动VR头盔显示和VR模式下的UI系统,同时开启大屏显示。
6.一种基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练系统,其特征在于,包括驾驶模拟平台、控制主机和显示平台;其中,所述驾驶模拟平台用于提供油门、刹车和方向盘的线性输入值;所述控制主机用于构建虚拟现实场景,设置模拟训练流程,以及在启动训练时从驾驶模拟平台获取硬件驱动的线性输入值,依据所述线性输入值控制汽车模型在场景中行动,并以大屏显示模式和/或VR显示模式在显示平台进行呈现。
7.根据权利要求6所述一种基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练系统,其特征在于,所述驾驶模拟平台具有6个电缸,对每一电缸进行预设次数的细分,当启动训练时,其中一个细分为初始抬高值StandardAxis,其他细分则分别对应驾驶模拟平台油门、刹车和方向盘的线性输入值;当接收到油门、刹车和方向盘的线性输入值时,通过与线性输入值对应的细分值调整每个电缸的行程,模拟汽车姿势的改变。
8.根据权利要求7所述一种基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练系统,其特征在于,所述驾驶模拟平台包括接口,所述接口用于输出驾驶模拟平台油门、刹车和方向盘的线性输入值并接收基于所述线性输入值进行调整后的驾驶模拟平台各电缸的行程。
9.根据权利要求7所述一种基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练系统,其特征在于,所述控制主机在构建虚拟现实场景时进一步包括:使用三维激光扫描仪扫描在电站现场收集地面停车场、办公楼和交通洞的空间结构数据;使用逆向建模的手段,利用三维激光扫描仪获取的点云数据在RiSCAN Pro和3dsMax中构建电站的三维模型,同时建立电站人员的人物模型和汽车模型;将电站的三维模型导入到Unity3D游戏引擎中构建电站的虚拟现实场景。
10.根据权利要求7所述一种基于虚拟现实的电站安全驾驶模拟训练系统,其特征在于,所述控制主机在设置模拟训练流程时进一步包括:根据电厂的安规手册及前次发生事故的记录文档开发虚拟现实环境中的角色的操作流程和虚拟场景中其他模型的动画;设置不同的模拟环节真实还原电厂安全驾驶模拟流程,所述模拟环节包括避让行人、避让机动车、超速体验和厂内停车。
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