CN114023125B - 基于虚拟现实技术的智能维修方法、智能维修培训系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于虚拟现实技术的智能维修方法、智能维修培训系统，其中智能维修方法包括以下步骤：S1.采集技术装备数据并重构三维模型，可视化加工三维数据；S2.维修交互逻辑建模：建立可灵活配置和可重构的维修交互逻辑模型；S3.根据所述维修交互逻辑模型和虚拟现实技术进行沉浸式维修交互，同时对维修保障人员的综合能力进行评估和量化打分，通过加权计算得出评估最终得分和等级，再进行装备维修大数据分析。本发明可用于装备维修保障人员的虚拟现实教学和真实应用环境下的装备快速自动维修指导，进一步提升装备维修保障人员的维修保障技能，提高技术装备的使用效能，同时为技术装备的设计改进、性能提升提供数据支撑。
Description
技术领域
本发明涉及虚拟现实技术领域，尤其涉及一种基于虚拟现实技术的智能维修方法、智能维修培训系统。
背景技术
目前，我国技术装备的快速发展，装备平台涉及到的维修保障越来越规范化、复杂化，装备本身涵盖的子系统呈现出多样化特点。
虚拟维修训练是以人员培训、装备维修为研究对象，以虚拟现实技术为基础，以计算机及其相应的硬件设备为实验手段，为复杂装备建立起一个“实装”、“实地”的维修保障体系。新装备造价昂贵、品种繁多，在实装上开展维修培训变得越来越困难，利用计算机技术、VR等虚拟技术，实现对技术装备的沉浸式维修培训和快速自动的维修指导，可有效地为装备维修人员培训提供先进的实验环境和模拟手段，提高维修保障人才培养质量和现役装备维修保障效率。
现有技术装备存在维修保障人员培训周期长、培训效果差、装备故障定位难度大以及装备维修质量不高等瓶颈。而且，新装备造价昂贵、品种繁多，在实装上开展维修培训变得越来越困难，严重制约了技术设备的维修保障，进而影响技术装备的使用效能。
发明内容
为了解决上述问题，本发明提出一种基于虚拟现实技术的智能维修方法、智能维修培训系统，用于装备维修保障人员的虚拟现实教学和真实应用环境下的装备快速自动维修指导，进一步提升装备维修保障人员的维修保障技能，提高技术装备的使用效能，同时为技术装备的设计改进、性能提升提供数据支撑。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于虚拟现实技术的智能维修方法，包括以下步骤：
S1.采集技术装备数据并重构三维模型，可视化加工三维数据；
S2.维修交互逻辑建模：建立可灵活配置和可重构的维修交互逻辑模型，其中建立可灵活配置的维修交互逻辑模型包括为物体配置构建框架，把技术装备零部件的功能和属性模块化和规律化，设置安装层级关系，编辑动作；建立可重构的维修交互逻辑模型包括将技术装备库设置为可扩充式，操作基于零部件，零部件功能属性模块化，能够自定义零部件动作以及如何组装拆卸新的零部件，根据零部件的功能和属性通过可视化编辑生成故障信息，根据层级关系信息能够对相应零部件进行替换；
S3.根据所述维修交互逻辑模型和虚拟现实技术进行沉浸式维修交互，同时对维修保障人员的综合能力进行评估和量化打分，通过加权计算得出评估最终得分和等级，再进行装备维修大数据分析。
进一步地，建立可灵活配置的维修交互逻辑模型还包括：将零部件间交互进行模块化设置，操作人员能够设置对应操作工具及工具使用方法、参数和顺序。
进一步地，建立可灵活配置的维修交互逻辑模型还包括：在故障处理部分，根据零部件的功能和属性可视化编辑生成对应故障，灵活配置部件故障的频率、哪个部件产生故障、产生何种故障，模拟真实发生的故障。
进一步地，所述装备维修大数据分析包括：实时记录搜集人员的基础数据，并加工筛选，整理分析后呈现出学员个体和学员整体的差异及共性分析。
进一步地，所述搜集人员的基础数据包括操作及维修训练步骤、用时、判断、结果、操作路径、完成路径和移动距离。
进一步地，步骤S3中，针对技术装备日常维护与保养、故障定位维修与拆装的不同现场环境，为维修保障人员提供日常维护与保养计划、维修故障定位、快速生成维修保障方案。
一种基于虚拟现实技术的智能维修培训系统，包括教学中心服务器、相关数据库服务器、m个教学分中心服务器和m·n个VR培训终端子系统，所述教学中心服务器分别连接所述相关数据库服务器和所述教学分中心服务器，1个所述教学分中心服务器连接n个所述VR培训终端子系统；
所述相关数据库服务器包括：
教学基础数据数据库，用于提供教程、考核、教员与学员的相关基础数据信息的储存与访问；
随机文件数据库，用于提供与技术装备维护维修相关的数据信息的储存与访问；
教学跟踪数据库，用于提供与第一数据信息和第二数据信息的储存与访问，所述第一数据信息包括教学过程、过程回演、考核回演，所述第二数据信息包括教学方案设计、方案优化、教学观念与方法的更新改进。
进一步地，所述VR培训终端子系统包括相互连接的头显设备、手持交互设备以及动捕与定位系统。
本发明的有益效果在于：
本发明的基于虚拟现实技术的智能维修方法，通过故障现象完成装备的故障定位，快速生成维修保障方案，并通过虚拟现实手段完成对故障维修的真实模拟，以技术装备真实的应用要求完成对装备的维修保障，可有效提升装备维修人员的维修保障水平，缩短技术装备的维修保障时间。
本发明的基于虚拟现实技术的智能维修培训系统，能够提高技术装备的维修保障培训水平和装备维修管理效率，提升维修和培训业务能力。全面建立评估要素的结构模型，提出对维修保障人员的综合能力评估，进行量化打分，通过系统加权计算，最终得出评估最终得分和等级。培训系统注重维修保障教学的实用性，突出虚拟现实培训系统的经济性和高效性，提升装备维修保障人员的维修保障能力。
附图说明
图1是本发明实施例1的一种基于虚拟现实技术的智能维修方法流程图。
具体实施方式
为了对本发明的技术特征、目的和效果有更加清楚的理解，现说明本发明的具体实施方式。应当理解，此处所描述的具体实施例仅用以解释本发明，并不用于限定本发明，即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。基于本发明的实施例，本领域技术人员在没有做出创造性劳动的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。
实施例1
如图1所示，本实施例提供了一种基于虚拟现实技术的智能维修方法，包括以下步骤：
S1.采集技术装备数据并重构三维模型，可视化加工三维数据；
S2.维修交互逻辑建模：建立可灵活配置和可重构的维修交互逻辑模型；
S3.根据维修交互逻辑模型和虚拟现实技术进行沉浸式维修交互，同时对维修保障人员的综合能力进行评估和量化打分，通过加权计算得出评估最终得分和等级，再进行装备维修大数据分析。
其中，建立可灵活配置的维修交互逻辑模型包括：为物体配置构建框架，把技术装备零部件的功能和属性模块化和规律化，设置安装层级关系，编辑动作；将零部件间交互进行模块化设置，操作人员能够设置对应操作工具及工具使用方法、参数和顺序。优选地，在故障处理部分，根据零部件的功能和属性可视化编辑生成对应故障，灵活配置部件故障的频率、哪个部件产生故障、产生何种故障，从而可以模拟真实发生的故障。
建立可重构的维修交互逻辑模型包括：将技术装备库设置为可扩充式，操作基于零部件，零部件功能属性模块化，能够自定义零部件动作以及如何组装拆卸新的零部件，根据零部件的功能和属性通过可视化编辑生成故障信息，这样新加入的零部件也具备维修训练的功能。此外，可以根据层级关系信息对相应零部件进行替换。
装备维修大数据分析包括：实时记录搜集人员的基础数据，并加工筛选，整理分析后呈现出学员个体和学员整体的差异及共性分析。优选地，搜集人员的基础数据包括操作及维修训练步骤、用时、判断、结果、操作路径、完成路径和移动距离。
优选地，针对技术装备日常维护与保养、故障定位维修与拆装的不同现场环境，为维修保障人员提供日常维护与保养计划、维修故障定位、快速生成维修保障方案(包括预测故障等级、维修人员规模、维修工具清单以及预计维修时间等)，合理设计交互维修交互逻辑，为维护维修人员提供装备维修保障指导。
优选地，在真实应用环境中技术装备受损的情况下，可提供快速恢复技术装备效能的能力，为提高技术装备的抗毁性能、抗打击能力等提供有效辅助与支撑，进而可以反向促进技术装备改进设计、提升性能和不断完善。
需要说明的是，对于本实施例，为了简便描述，故将其表述为一系列的动作组合，但是本领域技术人员应该知悉，本申请并不受所描述的动作顺序的限制，因为依据本申请，某些步骤可以采用其他顺序或者同时进行。其次，本领域技术人员也应该知悉，说明书中所描述的实施例均属于优选实施例，所涉及的动作和模块并不一定是本申请所必须的。
实施例2
本实施例提供了一种基于虚拟现实技术的智能维修培训系统，包括教学中心服务器、相关数据库服务器、m个教学分中心服务器和m·n个VR培训终端子系统，教学中心服务器分别连接相关数据库服务器和教学分中心服务器，1个教学分中心服务器连接n个VR培训终端子系统。
其中，相关数据库服务器包括：
教学基础数据数据库，用于提供教程、考核、教员与学员的相关基础数据信息的储存与访问；
随机文件数据库，用于提供与技术装备维护维修相关的数据信息的储存与访问；
教学跟踪数据库，用于提供与第一数据信息和第二数据信息的储存与访问，第一数据信息包括教学过程、过程回演、考核回演，第二数据信息包括教学方案设计、方案优化、教学观念与方法的更新改进。
优选地，VR培训终端子系统包括相互连接的头显设备、手持交互设备以及动捕与定位系统，为装备维修保障人员提供逼真以及临场感强的沉浸式操作体验。
本实施例的智能维修培训系统提供的高沉浸感的维修保障教学培训，能给装备维修保障人员从视觉、听觉等各个方面提供真实环境的现场感受，使装备维修保障人员技能熟练度的形成与提高互相促进、互相激励，能够较快提高维修保障人员的训练效率、提升装备维修保障人员的维修保障技能。
Claims (1)
1.一种基于虚拟现实技术的智能维修方法，其特征在于，包括以下步骤：
S1. 采集技术装备数据并重构三维模型，可视化加工三维数据；
S2. 维修交互逻辑建模：建立可灵活配置和可重构的维修交互逻辑模型，其中建立可灵活配置的维修交互逻辑模型包括为物体配置构建框架，把技术装备零部件的功能和属性模块化和规律化，设置安装层级关系，编辑动作；建立可重构的维修交互逻辑模型包括将技术装备库设置为可扩充式，操作基于零部件，零部件功能属性模块化，能够自定义零部件动作以及如何组装拆卸新的零部件，根据零部件的功能和属性通过可视化编辑生成故障信息，根据层级关系信息能够对相应零部件进行替换；
S3. 根据所述维修交互逻辑模型和虚拟现实技术进行沉浸式维修交互，同时对维修保障人员的综合能力进行评估和量化打分，通过加权计算得出评估最终得分和等级，再进行装备维修大数据分析；
其中建立可灵活配置的维修交互逻辑模型还包括：将零部件间交互进行模块化设置，操作人员能够设置对应操作工具及工具使用方法、参数和顺序；在故障处理部分，根据零部件的功能和属性可视化编辑生成对应故障，灵活配置部件故障的频率、哪个部件产生故障、产生何种故障，模拟真实发生的故障；
所述装备维修大数据分析包括：实时记录搜集人员的基础数据，并加工筛选，整理分析后呈现出学员个体和学员整体的差异及共性分析；
所述搜集人员的基础数据包括操作及维修训练步骤、用时、判断、结果、操作路径、完成路径和移动距离；
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