CN114299777A - 一种虚拟现实工业仿真训练系统 - Google Patents
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Abstract
本申请提供一种虚拟现实工业仿真训练系统，包括：虚拟现实主机，以及分别与所述虚拟现实主机交互的VR头显、VR选择部件和VR定位部件；其中，所述虚拟现实主机包括：演示模块、训练模块和考评模块。相较于现有技术，本申请提供的虚拟现实工业仿真训练系统，利用虚拟的培训系统进行给操作培训，能够有效克服真实环境训练中存在的问题，并且经济、智能、便捷、无限重复。
Description
技术领域
本申请涉及仿真训练技术领域，具体涉及一种虚拟现实工业仿真训练系统。
背景技术
随着近年来科技水平的不断提升，工业仿真训练领域依托于计算机仿真技术的不断发展变得更加智能化，以后基于纸质文档的学习和实地训练的方法日渐被计算机训练所取代。
当前通过计算机实现的工业仿真训练多数基于PC主机进行训练，通过运行软件，在二维的桌面上进行训练内容的学习，内容通常采用真实场景视频以及三维虚拟场景中部分键鼠交互和练习题相结合进行呈现。其中，真实场景视频需要在操作现场进行录制，而后通过视频剪辑，在关键点对关键帧进行处理，插入一定讲解等；为了模拟更多的情况，现一般在三维虚拟场景进行模拟训练，这种方式通常要用到三维重建技术、模型优化处理、三维渲染等技术，渲染逼真的场景，以增加真实感，强化学员的学习效果。但是目前基于PC的二维训练，交互方式单一，体验不够深刻，难以提供足够的沉浸感，学员的训练和真实的场景存在差距，训练效果一般。
发明内容
本申请的目的是提供一种虚拟现实工业仿真训练系统，能够有效克服真实环境训练中存在的问题，提升训练效果。
本申请提供一种虚拟现实工业仿真训练系统，包括：
虚拟现实主机，以及分别与所述虚拟现实主机交互的VR头显、VR选择部件和VR定位部件；其中，
所述虚拟现实主机包括：演示模块、训练模块和考评模块；
所述演示模块，用于在所述VR头显中通过语音和动画相结合的方式对目标设备的操作步骤进行正确演示，演示完成后显示继续进行演示还是进行训练，用户通过所述VR选择部件进行选择；
所述训练模块，用于在所述VR头显中通过文本和语音展示目标设备的操作信息，以使用户根据所述操作信息完成目标设备的操作训练，训练完成后显示继续进行训练还是进行考评，用户通过所述VR选择部件进行选择，所述操作信息包括操作步骤的名称、操作位置及操作次序；目标设备的操作位置通过所述VR定位部件确定；
所述考评模块，用于在考评过程中检测用户对目标设备的操作过程，以对操作过程进行评分和记录考评用时，根据所述评分和考评用时得到用户对目标设备的操作熟练度。
在一种可能的实现方式中，所述演示模块，具体用于：
利用语音对于当前操作步骤和目标设备的名称和位置进行提示，播报每一操作步骤的序号，同时利用动画来呈现目标设备的操作顺序和预定的设备位置，以及操作的过程；所述语音分为多段存在所述系统中，随动画播放过程完成语音的播放。
在一种可能的实现方式中，所述训练模块，具体用于：
当用户对目标设备的每一步操作完成之后，对下一步需要操作进行提示。
在一种可能的实现方式中，所述考评模块，还用于：
实时检测操作者的操作是否正确，当检测到操作者的操作顺序或者位置发生错误时，提示操作者调整操作过程，直到操作者操作正确后方可进入下一个设备和操作。
在一种可能的实现方式中，所述虚拟现实主机还包括：
安全教育模块，用于在所述VR头显中通过语音和动画相结合的方式对当前易发生危害的场景进行描述，阐述当前场景中需要注意的安全隐患点。
在一种可能的实现方式中，所述虚拟现实主机还包括：
管理模块，用于在所述VR头显中提供系统登录界面、培训数据分析查看界面、设备信息展示界面和系统错误提示界面。
在一种可能的实现方式中，所述虚拟现实主机还包括：
数据库模块，该数据库模块包括用户信息库、工件信息库和安全教育信息库。
在一种可能的实现方式中，所述VR选择部件包括：VR手柄、VR数据手套。
在一种可能的实现方式中，所述VR定位部件包括：VR手柄、追踪器。
相较于现有技术，本申请提供的虚拟现实工业仿真训练系统，可以让学员在虚实结合的环境中充分地训练，每个学员都可以得到训练的机会，不受设备种类和数量的限制，在虚拟的环境中得到不受限制的场景系统，而且可以选择不同的操作场景，维护成本低，使训练教学得到事半功倍的效果。利用虚拟的培训系统进行给操作培训，能够有效克服真实环境训练中存在的问题，并且经济、智能、便捷、无限重复。
附图说明
通过阅读下文优选实施方式的详细描述，各种其他的优点和益处对于本领域普通技术人员将变得清楚明了。附图仅用于示出优选实施方式的目的，而并不认为是对本申请的限制。而且在整个附图中，用相同的参考符号表示相同的部件。在附图中：
图1示出了本申请所提供的一种虚拟现实工业仿真训练系统的结构示意图；
图2示出了本申请所提供的虚拟现实主机100的结构示意图；
图3示出了本申请所提供的虚拟现实工业仿真训练系统的总体架构示意图。
具体实施方式
下面将参照附图更详细地描述本公开的示例性实施方式。虽然附图中显示了本公开的示例性实施方式，然而应当理解，可以以各种形式实现本公开而不应被这里阐述的实施方式所限制。相反，提供这些实施方式是为了能够更透彻地理解本公开，并且能够将本公开的范围完整的传达给本领域的技术人员。
需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本申请所属领域技术人员所理解的通常意义。
另外，术语“第一”和“第二”等是用于区别不同对象，而不是用于描述特定顺序。此外，术语“包括”和“具有”以及它们任何变形，意图在于覆盖不排他的包含。例如包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备没有限定于已列出的步骤或单元，而是可选地还包括没有列出的步骤或单元，或可选地还包括对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
虚拟现实(Virtual Reality，VR)技术是就是虚拟和现实相互结合。利用现实生活中的数据，通过计算机技术产生的电子信号，将其与各种输出设备结合使其转化为能够让人们感受到的现象，这些现象可以是现实中真真切切的物体，也可以是我们肉眼所看不到的物体，通过三维模型表现出来。因为这些现象不是我们直接所能看到的，而是通过计算机技术模拟出来的现实中的世界，故称为虚拟现实。
沉浸性是虚拟现实技术最主要的特征，就是让用户成为并感受到自己是计算机系统所创造环境中的一部分，虚拟现实技术的沉浸性取决于用户的感知系统，当使用者感知到虚拟世界的刺激时，包括触觉、味觉、嗅觉、运动感知等，便会产生思维共鸣，造成心理沉浸，感觉如同进入真实世界。
在现有的设备培训中，无非是提供给学员真实的设备与场景，对学员进行指导并让其训练，这种培训方式虽然很直观，但是场地有限，需要培训的人次较多，培训效果难以保证，并且有器材损耗的风险，成本高昂。现有的视频培训内容只是平面2D的展示，学员的代入感弱；同时短时间连续接受视频教学，学员难以有切身体会的情况，接受程度因人而异。
对于一些需要操作手感和拟真环境的训练科目，传统的训练方式会存在多种不足：视频类内容培训效果不尽如人意，学员人机交互少，参与感弱；通过平面虚拟场景进行训练，点选选择题的方式，培训方法单一，学员难以掌握动作要领和相关技能知识，无法培养手感；实操培训难以再现危险场景，因此难以通过真实场景进行培训，同时，类似场景视频类内容培训资料较少，学员体验真实感弱，培训效果一般；针对一些成本高的工序，实训操作会存在浪费问题。
有鉴于此，本申请实施例提供一种虚拟现实工业仿真训练系统，下面结合附图进行说明。
请参考图1，其示出了本申请实施例提供的一种虚拟现实工业仿真训练系统的结构图，如图1所示，上述虚拟现实工业仿真训练系统包括：虚拟现实主机100，以及分别与所述虚拟现实主机100交互的VR头显200、VR选择部件300和VR定位部件400。
其中，VR头显200用于显示虚拟现实主机100提供的虚拟现实场景。VR选择部件300可以是VR手柄或者VR数据手套，用于控制VR头显200中显示的内容。VR定位部件400可以是另一VR手柄或者Tracker追踪器，安装于真实设备上，用于在VR头显200中定位真实设备。虚拟现实主机100支持Win 7X64位以上系统的环境，配置OpenGL和MySQL等环境。
VR手柄为6DoF手柄，6DoF是指6degrees of freedom，6自由度，指空间坐标系中，XYZ三轴方向以及绕轴的转动方向。
具体的，如图2所示，所述虚拟现实主机100包括：演示模块110、训练模块120和考评模块130；
所述演示模块110，用于在所述VR头显200中通过语音和动画相结合的方式对目标设备的操作步骤进行正确演示，演示完成后显示继续进行演示还是进行训练，用户通过所述VR选择部件进行选择；
其中，目标设备是指待训练操作的设备。训练时，用户佩戴VR头显200。
具体的，所述演示模块110具体用于：利用语音对于当前操作步骤和目标设备的名称和位置进行提示，播报每一操作步骤的序号，同时利用动画来呈现目标设备的操作顺序和预定的设备位置，以及操作的过程；所述语音分为多段存在所述系统中，随动画播放过程完成语音的播放。
所述训练模块120，用于在所述VR头显200中通过文本和语音展示目标设备的操作信息，以使用户根据所述操作信息完成目标设备的操作训练，训练完成后显示继续进行训练还是进行考评，用户通过所述VR选择部件进行选择，所述操作信息包括操作步骤的名称、操作位置及操作次序；目标设备的操作位置通过所述VR定位部件确定；
具体的，所述训练模块，具体用于：当用户对目标设备的每一步操作完成之后，对下一步需要操作进行提示。
所述考评模块130，用于在考评过程中检测用户对目标设备的操作过程，以对操作过程进行评分和记录考评用时，根据所述评分和考评用时得到用户对目标设备的操作熟练度。该操作熟练度可以根据预先确定的规则计算得到。
具体的，所述考评模块130，还用于：实时检测操作者的操作是否正确，当检测到操作者的操作顺序或者位置发生错误时，提示操作者调整操作过程，直到操作者操作正确后方可进入下一个设备和操作。
具体的，如图2所示，所述虚拟现实主机100还包括：
安全教育模块140，用于在所述VR头显中通过语音和动画相结合的方式对当前易发生危害的场景进行描述，阐述当前场景中需要注意的安全隐患点。
具体的，所述虚拟现实主机100还可以包括：
管理模块，用于在所述VR头显中提供系统登录界面、培训数据分析查看界面、设备信息展示界面和系统错误提示界面。
具体的，所述虚拟现实主机100还可以包括：
数据库模块，该数据库模块包括用户信息库、工件信息库和安全教育信息库。
为了便于理解，下面结合图2对本申请的上述虚拟现实工业仿真训练系统做进一步介绍。
本部分将阐述整个系统中重点完成的演示模块、训练模块、考评模块及安全教育模块的详细设计。如图2所示，以制造风力发电机叶片中擀平蒙皮和灌注固化操作训练为例：
①演示模块
(1)语音操作讲解
通过语音指导训练学员灌注固化中需要的正确的操作步骤。利用语音对于当前操作步骤和设备的名称和位置进行提示，播报每一操作步骤的序号。
录制的格式为mp3，利用到了音频类，语音分为多段存在系统中，随动画播放过程完成语音的播放。
(2)动画+标注演示
利用动画来呈现设备的操作顺序和预定的设备位置，以及操作的过程。
提前按正确的操作顺序和位置对设备进行操作，同时将操作过程录制下来，以动画的形式播放。
要求必须在观看完成之后方可进入训练模块，本部分学习时长应培训要求而定。
以抽气阀门处于关闭状态为例，演示流程如下：
1)场景为厂房实景，学员主视角位于阀门前；
2)此时学员无需操作，场景开始演示，阀门处于关闭状态；
3)在语音提示后，由假手将阀门旋转至开启状态；
4)弹出选择框，由学员进行知识点的复习选择；
5)答错将重新选择，直至答对为止，进入下一步骤演示。
②训练模块
具体模块可根据需要使用不同的操作环境，对于肌肉记忆需求迫切的和便于布置实际场景和设备(无需真实的电路环境，只需要部件即可)采用VR头显+VR手柄定位工具的方式，更加便于经验的积累，大大缩短培训时间，降低培训成本。
训练模块包括信息展示和训练引导两个部分，
(1)操作信息展示
当用户使用手柄点击任一设备时，会弹出该设备的信息，信息包括：设备名称、所属操作步骤序列、操作位置及次序等信息。
(2)训练操作引导
每一步完成之后，对下一步需要操作进行提示，引导用户完成按次序操作。操作步骤如下：
1)待操作的第一个设备会改变自身的颜色属性，高亮显示，提示学员操作当前设备，其中正确的操作后才会有反馈，错误的操作无法产生反馈；
2)当该设备(如开关)移动到正确位置会触发自身的次序判定和角度判定，对当前操作是否完成进行判断；
3)当前操作成功后，在待操作列表中查找下一个设备，重复上述过程；直到当前设备和操作是最后一个需要操作的步骤。
以抽气阀门处于关闭状态为例，训练模块流程如下：
①场景为VR场景，学员主视角位于虚拟阀门前，此时学员可看到和真实阀门位置相同的虚拟阀门；
②场景开始，阀门处于关闭状态；
③阀门处出现语音提示和图标提示，要求学员进行操作；
④学员可看到自己虚拟的手，用手触摸虚实结合的阀门，旋转后手拿开，系统进行判断；
⑤未将开关旋转至开启状态，将进行错误提示，指示学员将旋转动作完成，直至完成为止，出现正确提示，进入下一步骤操作。
(3)考评模块
参与培训人员进入考评模块，系统会对人员的每一个操作进行评分，当培训人员的操作错误时，系统会提示操作错误。
系统会实时检测操作者的操作是否正确，当系统检测到操作者的操作顺序或者位置发生错误时，会提示操作者错误。系统还会对操作者的操作过程进行评分，记录操作者的错误信息，以便操作者对自己操作的准确率和熟练度进行分析总结。
错误提示:
系统会实时检测操作者的操作是否正确，当系统检测到操作者的操作顺序或者位置发生错误时，会提示操作者调整操作过程，直到操作者操作正确后方可进入下一个设备和操作。
评分:
系统会对操作者的操作过程进行评分，记录操作者的错误信息，以便操作者对自己操作的准确率和熟练度进行分析总结。
通过选择由UI界面中的考评模块进入，每个设备都有自己的操作的次序和位置信息，在操作时，系统通过手势或手柄获取用户选择的设备开关/按钮等，并将相应信息传递给触发事类，该事件根据条件判断这一步操作是错误还是正确，如果是正确的就继续操作，分数不变，错误则将扣除分数，设备或材料会发生变色，进行错误提示。
操作完成后通过系统将时间和分数信息序列化成可传递的数据，而后经过传递到数据库中，将数据重新转换为对象，数据库记录数据并根据公式计算熟练度，再传递将熟练度信息和排名信息送回学员界面端，最终显示出熟练度及排名。
以抽气阀门处于关闭状态为例，考评模块流程如下：
1)场景为VR场景，学员主视角位于虚拟阀门前，此时学员可看到真实场景和虚实结合的阀门；
2)场景开始，阀门处于关闭状态；
3)阀门处无提示提示，要求学员进行自由操作；
4)学员可看到自己真实的手，用手触摸虚实结合的阀门，旋转后手拿开，系统将后台进行判断，但并不反馈操作正确与否；
5)未将开关旋转至开启状态或操作顺序错误，系统将后台进行扣分，操作正确且步骤正确不扣分。
(4)安全教育模块
本模块使用纯VR来进行展现。
1)语音讲解
通过语音对当前易发生危害的场景进行描述，阐述当前场景中需要注意的安全隐患点。
录制的格式为mp3，利用到了音频类，语音分为多段存在系统中，随动画播放过程完成语音的播放。
2)动画+标注演示
利用动画来呈现未按规程操作造成的危害，并再次对注意事项利用高亮该物体进行警示。
该部分的流程为动画播放同时伴随语音提示和标注提示，按车辆伤害、起重伤害、高处坠落和触电的顺序依次进行演示，每次演示结束时弹出警示教育要求，同时要求学员点击所有需要注意的隐患点后方可进入下一环节的教育，体验时长约5-10分钟。
以车辆伤害为例，流程如下所示：
1)在体验中，场景中排布有叉车和提胶桶员工，背景为厂房实景建模，学员的主视角位于叉车一侧安全范围内；
2)体验开始运行，叉车向前违规行驶；
3)提胶桶员工开始违规前行；
4)员工被撞到，同时伴有警示音效；
5)此时出现安全提示，在地面标识警戒注意的高亮虚线，同时对于叉车和提桶员工进行标注，出现提示3D界面，文字提示和音频同时播报；
6)学员点击所有注意点，观看完毕，体验结束，开始下一体验。
本系统可采用视频合成硬件进行处理，可以在教师端输出所有学员端视频信息，同时学员的数据保存在本地数据库和教师端数据库。
教师端(服务端，服务器主机)与学生端(客户端，VR头显)之间通过UDP广播的形式进行通信，教师端对学生没有控制功能，只需要发布训练信息和接收学生端考评的分数。
服务端主要负责输出客户端所需的训练科目，客户端自行选择后进行相应训练和考评，客户端在考评结束后会将相关数据储存到本地，并发送到服务端。
系统总体架构设计如下：
本系统主要分为展示层、业务层、数据层和硬件物理层。系统架构如图3所示。
本系统的展示层就是学员端头显显示页面和教师端显示界面。本系统的学员端层有系统登录界面，培训数据分析查看界面，设备信息展示界面和系统错误提示界面。系统登录界面，用户需要登陆后方可进入系统；用户能够通过培训数据分析查看界面查看自己的训练评分、操作错误分析；用户能通过设备信息展示界面查看设备名称、设备基本信息、设备的操作顺序和所处位置；系统通过错误提示界面提示用户操作错误。
业务层，既为展示层提供支持，又与数据层相互交互，业务层支持了系统中所有需要实现的功能，主要是实现学员在学员端和虚拟场景交互展示及其对应手势相应操作的完成。包含了：用户信息的绑定、管理、日志信息的管理、提示信息的管理、操作顺序信息管理、虚实配准、手势识别、碰撞检测、引导操作、指标评测和结果反馈、VR安全教育内容观看等。
数据层是整个系统信息的最底层，本系统中各个数据库的访问接口由数据层提供，可以方便的访问或操作数据，数据层包括以下三部分数据库：用户信息库、工件信息库和安全教育信息库。
硬件物理层为整个系统用户与系统的硬件接口，包含网络环境、VR设备和集合显示端。
基于上述虚拟现实工业仿真训练系统，本申请还提出了一种虚拟现实工业仿真训练方法，可以包括如下步骤：
步骤a：启动演示模块，然后通过是否学习一定时长判断能够进入步骤b，否则退出；
步骤b：启动安全教育模块，然后通过是否学习一定时长判断能够进入步骤c，否则退出；
步骤c：启动训练模块，选择相应的工种后，通过虚拟环境检测，判断蒙皮是否擀平，灌注步骤和时长是否合规等，否则，反复进行步骤c，完成后可进入步骤d；
步骤d：学员启动考评模块，选择相应的工种后，通过虚拟环境检测，判断蒙皮是否擀平，灌注步骤和时长是否合规等，得到相应分数，将数据发送到教师端，训练结束。
本系统可以让学员在虚实结合的环境中充分地训练，每个学员都可以得到训练的机会，不受设备种类和数量的限制，在虚拟的环境中得到不受限制的场景系统，而且可以选择不同的操作场景，维护成本低，使训练教学得到事半功倍的效果。利用虚拟的培训系统进行给操作培训，能够有效克服真实环境训练中存在的问题，并且经济、智能、便捷、无限重复。
虚拟现实具备3I特性，即沉浸感(Immersion)、交互性(Interaction)和想象性(Imagination)，让学员在学习相应内容时能够身临其境观察到错误操作产生的危害，更加沉浸式的体验会带来更大的震撼，从而让学员印象更加深刻，起到警示教育的作用。
为了方便对于学员培训效果进行考核和管理，设计实现严格符合操作规程的评价系统，对于学院的操作进行记录和评分，能够产生培训考核结果报告，方便学员进行针对性的训练，快速提升训练效果。同时量化的评价系统，方便部门进行考核管理，组织不同分数段学员进行不同的培训，大大提高培训效率。
需要说明的是，所述计算机可读存储介质的例子还可以包括，但不限于相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他光学、磁性存储介质，在此不再一一赘述。
本申请的上述实施例提供的计算机可读存储介质与本申请实施例提供的虚拟现实设备的交互控制方法出于相同的发明构思，具有与其存储的应用程序所采用、运行或实现的方法相同的有益效果。
最后应说明的是：附图中的流程图和框图显示了根据本申请的多个实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段或代码的一部分，所述模块、程序段或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个连续的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或动作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
所属领域的技术人员可以清楚地了解到，为描述的方便和简洁，上述描述的系统、装置和单元的具体工作过程，可以参考前述方法实施例中的对应过程，在此不再赘述。
在本申请所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的装置和方法，可以通过其它的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其它的形式。
以上各实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各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申请各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本申请的权利要求和说明书的范围当中。
Claims (9)
1.一种虚拟现实工业仿真训练系统，其特征在于，包括：
虚拟现实主机，以及分别与所述虚拟现实主机交互的VR头显、VR选择部件和VR定位部件；其中，
所述虚拟现实主机包括：演示模块、训练模块和考评模块；
所述演示模块，用于在所述VR头显中通过语音和动画相结合的方式对目标设备的操作步骤进行正确演示，演示完成后显示继续进行演示还是进行训练，用户通过所述VR选择部件进行选择；
所述训练模块，用于在所述VR头显中通过文本和语音展示目标设备的操作信息，以使用户根据所述操作信息完成目标设备的操作训练，训练完成后显示继续进行训练还是进行考评，用户通过所述VR选择部件进行选择，所述操作信息包括操作步骤的名称、操作位置及操作次序；目标设备的操作位置通过所述VR定位部件确定；
所述考评模块，用于在考评过程中检测用户对目标设备的操作过程，以对操作过程进行评分和记录考评用时，根据所述评分和考评用时得到用户对目标设备的操作熟练度。
2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述演示模块，具体用于：
利用语音对于当前操作步骤和目标设备的名称和位置进行提示，播报每一操作步骤的序号，同时利用动画来呈现目标设备的操作顺序和预定的设备位置，以及操作的过程；所述语音分为多段存在所述系统中，随动画播放过程完成语音的播放。
3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述训练模块，具体用于：
当用户对目标设备的每一步操作完成之后，对下一步需要操作进行提示。
4.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述考评模块，还用于：
实时检测操作者的操作是否正确，当检测到操作者的操作顺序或者位置发生错误时，提示操作者调整操作过程，直到操作者操作正确后方可进入下一个设备和操作。
5.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述虚拟现实主机还包括：
安全教育模块，用于在所述VR头显中通过语音和动画相结合的方式对当前易发生危害的场景进行描述，阐述当前场景中需要注意的安全隐患点。
6.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述虚拟现实主机还包括：
管理模块，用于在所述VR头显中提供系统登录界面、培训数据分析查看界面、设备信息展示界面和系统错误提示界面。
7.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述虚拟现实主机还包括：
数据库模块，该数据库模块包括用户信息库、工件信息库和安全教育信息库。
8.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述VR选择部件包括：VR手柄、VR数据手套。
9.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述VR定位部件包括：VR手柄、追踪器。
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|---|---|---|---|
| CN202111643095.5A CN114299777A (zh) | 2021-12-29 | 2021-12-29 | 一种虚拟现实工业仿真训练系统 |
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| CN114299777A true CN114299777A (zh) | 2022-04-08 |
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Cited By (2)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116469289A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-07-21 | 自考人网络科技(深圳)有限公司 | 基于虚拟现实的ots培训系统 |
| CN117437095A (zh) * | 2023-10-08 | 2024-01-23 | 厦门农芯数字科技有限公司 | 基于虚拟养猪的技能考核方法、系统、设备及存储介质 |
Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108694872A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-10-23 | 厦门风云科技股份有限公司 | 一种基于虚拟现实的一体化安全实训系统 |
| CN108806380A (zh) * | 2018-06-12 | 2018-11-13 | 南京大学 | 一种基于虚拟现实技术的微电网模拟仿真训练系统 |
| CN110021200A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-07-16 | 广东芬莱信息科技有限公司 | 教学练考一体化的虚拟现实培训方法、装置及存储介质 |
| CN110688965A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-14 | 北京航空航天大学青岛研究院 | 基于双目视觉的ipt模拟训练手势识别方法 |
| CN112527111A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-03-19 | 青岛农业大学 | 犬虚拟解剖实训方法、系统、介质、计算机设备、终端 |
-
2021
- 2021-12-29 CN CN202111643095.5A patent/CN114299777A/zh active Pending
Patent Citations (5)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN108806380A (zh) * | 2018-06-12 | 2018-11-13 | 南京大学 | 一种基于虚拟现实技术的微电网模拟仿真训练系统 |
| CN108694872A (zh) * | 2018-07-09 | 2018-10-23 | 厦门风云科技股份有限公司 | 一种基于虚拟现实的一体化安全实训系统 |
| CN110021200A (zh) * | 2019-04-01 | 2019-07-16 | 广东芬莱信息科技有限公司 | 教学练考一体化的虚拟现实培训方法、装置及存储介质 |
| CN110688965A (zh) * | 2019-09-30 | 2020-01-14 | 北京航空航天大学青岛研究院 | 基于双目视觉的ipt模拟训练手势识别方法 |
| CN112527111A (zh) * | 2020-12-07 | 2021-03-19 | 青岛农业大学 | 犬虚拟解剖实训方法、系统、介质、计算机设备、终端 |
Cited By (4)
| Publication number | Priority date | Publication date | Assignee | Title |
|---|---|---|---|---|
| CN116469289A (zh) * | 2023-04-25 | 2023-07-21 | 自考人网络科技(深圳)有限公司 | 基于虚拟现实的ots培训系统 |
| CN116469289B (zh) * | 2023-04-25 | 2024-02-09 | 自考人(广东)教育发展集团有限公司 | 基于虚拟现实的ots培训系统 |
| CN117437095A (zh) * | 2023-10-08 | 2024-01-23 | 厦门农芯数字科技有限公司 | 基于虚拟养猪的技能考核方法、系统、设备及存储介质 |
| CN117437095B (zh) * | 2023-10-08 | 2024-06-04 | 厦门农芯数字科技有限公司 | 基于虚拟养猪的技能考核方法、系统、设备及存储介质 |
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