CN116820252B - 一种基于vr的多人虚拟现场巡检培训系统及培训方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及虚拟现实技术领域，具体涉及基于VR的多人虚拟现场巡检培训系统及培训方法，培训系统包括：虚拟现实头显设备；虚拟现实手柄；后台管理装置，所述后台管理装置包括采集模块、处理模块、通信模块、随机模块，所述随机模块用于将三维虚拟教学场景划分多个巡检区，其中每一巡检区内巡检模型的位置随机化生成。本发明通过后台管理装置的处理模块可构建模拟电力巡检教学场景、石化勘探巡检教学场景、设备制造巡检教学场景；并通过多个虚拟现实头显设备与多个虚拟现实手柄，可实现多人同时参与巡检培训，多人协同控制，增强用户之间的交流和协作，从而提高人员的巡检专业技能、应急处理能力和安全意识，降低培训成本和风险。

Description

一种基于VR的多人虚拟现场巡检培训系统及培训方法

技术领域

本发明涉及虚拟现实技术领域，具体涉及一种基于VR的多人虚拟现场巡检培训系统及培训方法。

背景技术

随着工业领域的发展和竞争，工业的运转系统更加复杂，这就代表着工业发展和进步需要基于实战经验的积累，并且对人员的专业技能和安全意识提出了更高的要求，这个过程往往是漫长和复杂的。

现有的仿真三维现场巡检培训可使专业人员在工业实操前提升专业以及应急技能，有效避免各类工业安全事故。但该方式存在诸多不足，例如培训成本高、培训效率低、风险大、效果差。真实体验感差，单人操作，互动性不强。此外，仿真三维现场巡检每次进行培训时，培训内容都是固定的，培训次数多容易枯燥。

VR技术在各种工业场景的应用潜力与价值巨大。理论上利用建设的虚拟场景可使人员更真实地进行培训及巡检。中国专利CN114092618A公开了一种电力虚拟现实巡检系统，至少包括供使用者佩戴的虚拟现实头盔和虚拟现实手柄，所述虚拟现实头盔、虚拟现实手柄与一虚拟现实处理装置相通信，所述虚拟现实处理装置包括获取模块、构建模块以及传输模块；所述获取模块用于获取并记录使用者的相关信息；所述构建模块用于调用或构建三维虚拟教学场景；所述传输模块用于实现所述虚拟现实处理装置与虚拟现实头盔、虚拟现实手柄之间的数据传输，将三维虚拟教学场景数据传输给所述虚拟现实头盔、所述虚拟现实手柄；并收集来自所述虚拟现实头盔、所述虚拟现实手柄的数据。通过虚拟现实技术实现电力巡检的三维虚拟教学场景，使巡检人员可以快速达到巡检、体验、学习的最佳效果。然而，该巡检系统仅仅利用虚拟现实技术实现电力巡检的三维虚拟教学场景，其仍然无法解决虚拟场景内的培训内容固定的问题，巡检人员每一次进入培训，培训前期都在处理相同的项目内容，从而产生枯燥等抵触情绪，导致培训质量差。

发明内容

本发明的目的是提出一种基于VR的多人虚拟现场巡检培训系统及培训方法，旨在解决现有的VR技术无法解决培训内容固定的问题，巡检人员在多次培训后容易产生枯燥等抗拒情绪，导致培训质量差的技术问题。

为实现上述目的，本发明提出一种基于VR的多人虚拟现场巡检培训系统，包括：

虚拟现实头显设备；

虚拟现实手柄；

后台管理装置，所述虚拟现实头显设备、所述虚拟现实手柄均通过电脑终端与所述后台管理装置通信连接；

其中，所述后台管理装置包括采集模块、处理模块、通信模块、随机模块；

所述采集模块用于接收用户在使用所述虚拟现实头显设备、所述虚拟现实手柄时触发的操作指令，并且将所述操作指令转换成操作数据；

所述处理模块用于构建三维虚拟教学场景以及构建生成于所述三维虚拟教学场景内的巡检模型；

所述通信模块用于将所述三维虚拟教学场景以及巡检模型的数据通过电脑终端传输至所述虚拟现实头显设备；所述通信模块还用于实时获取所述采集模块的操作数据且将所述操作数据传输至所述处理模块，以使所述三维虚拟教学场景以及所述巡检模型变化；

所述随机模块用于根据用户进入的三维虚拟教学场景以及所选择的巡检任务，将三维虚拟教学场景划分多个巡检区，其中每一巡检区内巡检模型的种类、巡检模型的数量、巡检模型的位置随机化生成，用户按照所述巡检区与自身的距离，由近到远依次进行巡检检查。

作为本发明的进一步改进：所述随机模块还用于当用户非首次进入所述三维虚拟教学场景时，根据用户进入三维虚拟教学场景的次数以及根据用户历史完成巡检模型的评分，将评分较低的巡检模型设置于靠近用户初始位置的巡检区内，将评分较高的巡检模型设置于远离用户初始位置的巡检区内，且每一所述巡检区内巡检模型的位置随机化生成。

作为本发明的进一步改进：所述随机模块还用于建立第一巡检区、第二巡检区、...、第N巡检区，并且将各所述巡检区以距离用户初始位置从近到远依次排序；

赋予所述第一巡检区、所述第二巡检区、...、所述第N巡检区不同的区间分值，且所述第一巡检区的区间分值、所述第二巡检区的区间分值、所述第N巡检区的区间分值依次升高；

根据用户最近一次完成巡检模型的评分，将该巡检模型分配至相应的区间分值的巡检区，并且当用户每次进入三维虚拟教学场景时，随机更新每一所述巡检区的巡检模型的数量以及位置。

作为本发明的进一步改进：所述三维虚拟教学场景包括电力巡检教学场景、石化勘探巡检教学场景、设备制造巡检教学场景、建筑巡检教学场景。

作为本发明的进一步改进：所述巡检培训系统还包括多个虚拟现实头显设备与多个虚拟现实手柄，每一所述虚拟现实头显设备与每一所述虚拟现实手柄均可通过电脑终端与所述后台管理装置通信连接；

所述巡检培训系统还包括监控终端、管理终端，所述监控终端用于获取参与培训的用户历史培训数据以及监控正在参与培训的用户的活动，所述管理终端用于管理用户数据。

作为本发明的进一步改进：所述虚拟现实头显设备、所述虚拟现实手柄内部均设置有位置测距装置，所述位置测距装置通过所述通信模块与所述处理模块连接，所述位置测距装置用于检测所述虚拟现实头显设备以及所述虚拟现实手柄距离电脑终端的距离；

所述处理模块还用于在构建三维虚拟教学场景时，实时获取所述位置测距装置在物理空间中的空间位置及方向，利用位置逆映射算法实时计算用户在虚拟空间中相应的空间位置及方向，并进行画面调整。

作为本发明的进一步改进：所述虚拟现实头显设备、所述虚拟现实手柄还设置有检测装置，所述检测装置通过所述通信模块与处理模块连接，所述检测装置用于对室内环形进行拍摄以及扫描，并将拍摄或扫描获得的数据传输给所述处理模块；所述处理模块还用于结合所述拍摄以及扫描获得的数据建立三维模型，并抽取其二维平面图，并为该二维平面图建立Voronoi图，根据建立的Voronoi图，结合三维虚拟教学场景建立骨架路径，获取实时追踪的用户沿实际行走路径行走过程中的在物理空间中的空间位置及方向，利用位置逆映射算法实时计算用户在虚拟空间中相应的空间位置及方向进行画面调整。

本发明提出一种基于VR的多人虚拟现场巡检培训方法，包括如下步骤：

用户佩戴虚拟现实头显设备、虚拟现实手柄；

后台管理装置根据用户进入三维虚拟教学场景的次数以及根据用户历史完成巡检模型的评分，加载相应的三维虚拟教学场景以及巡检模型，通过通信模块将所述三维虚拟教学场景以及巡检模型的数据传输至所述虚拟现实头显设备；

当用户进入三维虚拟教学场景，根据用户进入的三维虚拟教学场景以及所选择的巡检任务，将三维虚拟教学场景划分多个巡检区，其中每一巡检区内巡检模型的种类、巡检模型的数量、巡检模型的位置随机化生成；

通过虚拟现实头显设备观察三维虚拟教学场景，并通过虚拟现实手柄对所述巡检模型进行培训操作；

根据用户的培训操作，实时更新巡检模型的状态、巡检模型的数据显示，并且通过网络发送给其它多位同步联机且同时培训的用户；

将用户完成巡检模型的事件生成用户历史培训数据，通过网络将所述用户历史培训数据存储于服务器内。

作为本发明的进一步改进：还包括如下步骤：

还包括如下步骤：

当用户非首次进入所述三维虚拟教学场景时，根据用户进入三维虚拟教学场景的次数以及根据用户历史完成巡检模型的评分，将评分较低的巡检模型设置于靠近用户初始位置的巡检区内，将评分较高的巡检模型设置于远离用户初始位置的巡检区内，且每一所述巡检区内巡检模型的位置随机化生成。

作为本发明的进一步改进：还包括如下步骤：

建立第一巡检区、第二巡检区、...、第N巡检区，并且将各所述巡检区以距离用户初始位置从近到远依次排序；

赋予所述第一巡检区、所述第二巡检区、...、所述第N巡检区区间分值，且所述第一巡检区的区间分值、所述第二巡检区的区间分值、所述第N巡检区的区间分值依次升高；

当用户下一次进入三维虚拟教学场景时，根据用户最近一次完成巡检模型的评分，将该巡检模型分配至相应的区间分值的巡检区，并且随机更新每一所述巡检区的巡检模型的数量以及位置；

用户完成所述巡检模型后，记录并更新所述巡检模型的评分。

相对于现有技术，本发明具有以下有益效果：

本发明通过后台管理装置的处理模块可构建模拟电力巡检教学场景、石化勘探巡检教学场景、设备制造巡检教学场景、建筑巡检教学场景；并通过多个虚拟现实头显设备与多个虚拟现实手柄，可实现多人同时参与巡检培训，多人协同控制，增强用户之间的交流和协作，从而提高人员的巡检专业技能、应急处理能力和安全意识，降低培训成本和风险；

此外，在三维虚拟教学场景内，通过随机模块根据用户进入的三维虚拟教学场景以及所选择的巡检任务，将三维虚拟教学场景划分多个巡检区，其中每一巡检区内巡检模型的种类、巡检模型的数量、巡检模型的位置随机化生成，用户按照所述巡检区与自身的距离，由近到远依次进行巡检检查，巡检内容多变性，可避免用户每一次登录需处理相同的巡检模型继而产生消极情绪。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图示出的结构获得其他的附图。

图1为本发明基于VR的多人虚拟现场巡检培训方法一实施例的步骤流程示意图；

图2为本发明基于VR的多人虚拟现场巡检培训系统一实施例的结构示意图；

图3为本发明后台管理装置一实施例的结构及连接示意图；

图4为本发明三维虚拟教学场景一实施例的使用示意图。

本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的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。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动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。

需要说明，若本发明实施例中有涉及方向性指示（诸如上、下、左、右、前、后……），则该方向性指示仅用于解释在某一特定姿态下各部件之间的相对位置关系、运动情况等，如果该特定姿态发生改变时，则该方向性指示也相应地随之改变。

另外，若本发明实施例中有涉及“第一”、“第二”等的描述，则该“第一”、“第二”等的描述仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示其相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括至少一个该特征。另外，若全文中出现的“和/或”或者“及/或”，其含义包括三个并列的方案，以“A和/或B”为例，包括A方案、或B方案、或A和B同时满足的方案。另外，各个实施例之间的技术方案可以相互结合，但是必须是以本领域普通技术人员能够实现为基础，当技术方案的结合出现相互矛盾或无法实现时应当认为这种技术方案的结合不存在，也不在本发明要求的保护范围之内。

请参阅图1-4，本技术方案提供一种基于VR的多人虚拟现场巡检培训系统，在某一实施例中，培训系统包括：

虚拟现实头显设备；

虚拟现实手柄；

后台管理装置，所述虚拟现实头显设备、所述虚拟现实手柄均通过电脑终端与所述后台管理装置通信连接；

其中，所述后台管理装置包括采集模块、处理模块、通信模块、随机模块；

所述采集模块用于接收用户在使用所述虚拟现实头显设备、所述虚拟现实手柄时触发的操作指令，并且将所述操作指令转换成操作数据；

所述处理模块用于构建三维虚拟教学场景以及构建生成于所述三维虚拟教学场景内的巡检模型；

所述通信模块用于将所述三维虚拟教学场景以及巡检模型的数据通过电脑终端传输至所述虚拟现实头显设备，以使所述虚拟现实头显设备生成交互式的三维虚拟教学场景以及巡检模型；所述通信模块还用于实时获取所述采集模块的操作数据且将所述操作数据传输至所述处理模块，以使所述三维虚拟教学场景以及所述巡检模型变化；

所述随机模块用于根据用户进入的三维虚拟教学场景以及所选择的巡检任务，将三维虚拟教学场景划分多个巡检区，其中每一巡检区内巡检模型的种类、巡检模型的数量、巡检模型的位置随机化生成，用户按照所述巡检区与自身的距离，由近到远依次进行巡检检查。

本发明通过后台管理装置的处理模块可构建模拟电力巡检教学场景、石化勘探巡检教学场景、设备制造巡检教学场景、建筑巡检教学场景；并通过多个虚拟现实头显设备与多个虚拟现实手柄，可实现多人同时参与巡检培训，多人协同控制，增强用户之间的交流和协作，从而提高人员的巡检专业技能、应急处理能力和安全意识，降低培训成本和风险；

此外，在三维虚拟教学场景内，通过随机模块根据用户进入的三维虚拟教学场景以及所选择的巡检任务，将三维虚拟教学场景划分多个巡检区，其中每一巡检区内巡检模型的种类、巡检模型的数量、巡检模型的位置随机化生成，用户按照所述巡检区与自身的距离，由近到远依次进行巡检检查，巡检内容多变性，可避免用户每一次登录需处理相同的巡检模型继而产生消极情绪。

所述随机模块还用于当用户非首次进入所述三维虚拟教学场景时，根据用户进入三维虚拟教学场景的次数以及根据用户历史完成巡检模型的评分，将评分较低的巡检模型设置于靠近用户初始位置的巡检区内，将评分较高的巡检模型设置于远离用户初始位置的巡检区内，且每一所述巡检区内巡检模型的位置随机化生成。

进一步地，所述随机模块还用于建立第一巡检区、第二巡检区、...、第N巡检区，并且将各所述巡检区以距离用户初始位置从近到远依次排序；

赋予所述第一巡检区、所述第二巡检区、...、所述第N巡检区不同的区间分值，且所述第一巡检区的区间分值、所述第二巡检区的区间分值、所述第N巡检区的区间分值依次升高；

根据用户最近一次完成巡检模型的评分，将该巡检模型分配至相应的区间分值的巡检区，并随机更新每一所述巡检区的巡检模型的数量以及位置。

具体而言，用户第一次进入三维虚拟教学场景时，全部巡检模型均随机化设置。用户在第一次完成巡检模型的操作培训后，系统对其操作正确性打分，并且记录该分数，继而获得巡检模型的评分。

当用户第二次或第N次进入三维虚拟教学场景，随机模块不仅重构三维虚拟教学场景，还根据用户进入三维虚拟教学场景的次数以及根据用户历史完成巡检模型的评分，将评分较低的巡检模型设置于靠近用户初始位置的巡检区内，将评分较高的巡检模型设置于远离用户初始位置的巡检区内。为了使用户在同一位置地点可接触不同的巡检模型，随机模块将每一巡检区内巡检模型的位置及数量随机化生成。在某一实施例中，如图4所示，当用户第二次或第N次进入三维虚拟教学场景时，随机模块建立第一巡检区、第二巡检区、...、第N巡检区，并且将各所述巡检区以距离用户初始位置从近到远依次排序；随后，随机模块赋予所述第一巡检区、所述第二巡检区、...、所述第N巡检区不同的区间分值，且所述第一巡检区的区间分值、所述第二巡检区的区间分值、所述第N巡检区的区间分值依次升高；随后，随机模块根据用户最近一次完成巡检模型的评分，将该巡检模型分配至相应的区间分值的巡检区，并随机更新每一所述巡检区的巡检模型的数量以及位置。

进一步地，在某一实施例中，培训系统的三维虚拟教学场景包括电力巡检教学场景、石化勘探巡检教学场景、设备制造巡检教学场景、建筑巡检教学场景。基于VR的多人虚拟现场巡检培训系统还包括多个虚拟现实头显设备与多个虚拟现实手柄，每一所述虚拟现实头显设备与每一虚拟现实手柄均可通过脑终端与所述后台管理装置通信连接。培训系统还包括监控终端、管理终端，所述监控终端用于获取参与培训的用户历史培训数据以及监控正在参与培训的用户的活动，所述管理终端用于管理用户数据。

进一步地，在某一实施例中，培训系统的虚拟现实头显设备、所述虚拟现实手柄内部均设置有位置测距装置，所述位置测距装置通过所述通信模块与所述处理模块连接，所述位置测距装置用于检测所述虚拟现实头显设备以及所述虚拟现实手柄距离电脑终端的距离。

培训系统的处理模块还用于在构建三维虚拟教学场景时，实时获取所述位置测距装置在物理空间中的空间位置及方向，利用位置逆映射算法实时计算用户在虚拟空间中相应的空间位置及方向，并进行画面调整。具体而言，调整画面可以选择多种样式，在多人同时使用装置时，可在画面中显示出其他设备所处的位置，防止使用者相撞发生危险。

培训系统的虚拟现实头显设备、所述虚拟现实手柄还设置有检测装置，所述检测装置通过所述通信模块与处理模块连接，所述检测装置用于对室内环形进行拍摄以及扫描，并将拍摄或扫描获得的数据传输给所述处理模块；所述处理模块还用于结合所述拍摄以及扫描获得的数据建立三维模型，并抽取其二维平面图，并为该二维平面图建立Voronoi图，根据建立的Voronoi图，结合三维虚拟教学场景建立骨架路径，获取实时追踪的用户沿实际行走路径行走过程中的在物理空间中的空间位置及方向，利用位置逆映射算法实时计算用户在虚拟空间中相应的空间位置及方向进行画面调整。具体而言，利用位置逆映射算法实时计算用户在虚拟空间中相应的空间位置及方向进行画面渲染，从而可在任何场景使用本装置，避免了使用者与障碍物相撞而产生危险。其中，Voronoi图称为泰森多边形或Dirichlet图，它是由一组由连接两邻点直线的垂直平分线组成的连续多边形组成；N个在平面上有区别的点，按照最邻近原则划分平面；每个点与它的最近邻区域相关联。

本技术方案在基于VR的多人虚拟现场巡检培训系统使用时，还提供一种基于VR的多人虚拟现场巡检培训方法，包括如下步骤：

S1：用户佩戴虚拟现实头显设备、虚拟现实手柄；

S2：后台管理装置根据用户进入三维虚拟教学场景的次数以及根据用户历史完成巡检模型的评分，加载相应的三维虚拟教学场景以及巡检模型，通过通信模块将所述三维虚拟教学场景以及巡检模型的数据传输至所述虚拟现实头显设备；

S3：当用户进入三维虚拟教学场景，根据用户进入的三维虚拟教学场景以及所选择的巡检任务，将三维虚拟教学场景划分多个巡检区，其中每一巡检区内巡检模型的种类、巡检模型的数量、巡检模型的位置随机化生成；

S4：通过虚拟现实头显设备观察三维虚拟教学场景，并通过虚拟现实手柄对所述巡检模型进行培训操作；

S5：根据用户的培训操作，实时更新巡检模型的状态、巡检模型的数据显示，并且通过网络发送给其它多位同步联机且同时培训的用户；

S6：将用户完成巡检模型的事件生成用户历史培训数据，通过网络将所述用户历史培训数据存储于服务器内。

进一步地，基于VR的多人虚拟现场巡检培训方法还包括如下步骤：

S11：当用户非首次进入所述三维虚拟教学场景时，根据用户进入三维虚拟教学场景的次数以及根据用户历史完成巡检模型的评分，将评分较低的巡检模型设置于靠近用户初始位置的巡检区内，将评分较高的巡检模型设置于远离用户初始位置的巡检区内，且每一所述巡检区内巡检模型的位置随机化生成。

进一步地，基于VR的多人虚拟现场巡检培训方法还包括如下步骤：

S21：建立第一巡检区、第二巡检区、...、第N巡检区，并且将各所述巡检区以距离用户初始位置从近到远依次排序；

S22：赋予所述第一巡检区、所述第二巡检区、...、所述第N巡检区区间分值，且所述第一巡检区的区间分值、所述第二巡检区的区间分值、所述第N巡检区的区间分值依次升高；

S23：根据用户最近一次完成巡检模型的评分，将该巡检模型分配至相应的区间分值的巡检区，并随机更新每一所述巡检区的巡检模型的数量以及位置；

S24：用户完成所述巡检模型后，记录并更新所述巡检模型的评分。

具体而言，用户第一次进入三维虚拟教学场景时，全部巡检模型均随机化设置。用户在第一次完成巡检模型的操作培训后，系统对其操作正确性打分，并且记录该分数，继而获得巡检模型的评分。

当用户第二次或第N次进入三维虚拟教学场景，随机模块不仅重构三维虚拟教学场景，还根据用户进入三维虚拟教学场景的次数以及根据用户历史完成巡检模型的评分，将评分较低的巡检模型设置于靠近用户初始位置的巡检区内，将评分较高的巡检模型设置于远离用户初始位置的巡检区内。为了使用户在同一位置地点可接触不同的巡检模型，随机模块将每一巡检区内巡检模型的位置及数量随机化生成。在某一实施例中，如图4所示，当用户第二次或第N次进入三维虚拟教学场景时，随机模块建立第一巡检区、第二巡检区、...、第N巡检区，并且将各所述巡检区以距离用户初始位置从近到远依次排序；随后，随机模块赋予所述第一巡检区的区间分值为61-70分；赋予所述第二巡检区的区间分值为71-80分；赋予所述第三巡检区的区间分值为81-90分；随后，随机模块根据用户最近一次完成巡检模型的评分，将该巡检模型分配至相应的区间分值的巡检区（例如将67分的巡检模型、63分的巡检模型、65分的巡检模型、61分的巡检模型设置于第一巡检区内），并且在该第一巡检区内的巡检模型的位置随机化生成。同理，第二巡检区内随机分布分值在71-80分的巡检模型，第三巡检区内随机分布分值在81-90分的巡检模型。值得注意的是，在其他实施例中，每一巡检区内的巡检模型的数量不固定，在随机模块更新每一巡检区的巡检模型时，巡检模型的数量将发生变化。

以上所述仅为本发明的可选实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是在本发明的发明构思下，利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构变换，或直接/间接运用在其他相关的技术领域均包括在本发明的专利保护范围内。

Claims (8)

1.一种基于VR的多人虚拟现场巡检培训系统，其特征在于，包括：

虚拟现实头显设备；

虚拟现实手柄；

后台管理装置，所述虚拟现实头显设备、所述虚拟现实手柄均通过电脑终端与所述后台管理装置通信连接；

其中，所述后台管理装置包括采集模块、处理模块、通信模块、随机模块；

所述采集模块用于接收用户在使用所述虚拟现实头显设备、所述虚拟现实手柄时触发的操作指令，并且将所述操作指令转换成操作数据；

所述处理模块用于构建三维虚拟教学场景以及构建生成于所述三维虚拟教学场景内的巡检模型；

所述通信模块用于将所述三维虚拟教学场景以及巡检模型的数据通过电脑终端传输至所述虚拟现实头显设备；所述通信模块还用于实时获取所述采集模块的操作数据且将所述操作数据传输至所述处理模块，以使所述三维虚拟教学场景以及所述巡检模型变化；

所述随机模块用于根据用户进入的三维虚拟教学场景以及所选择的巡检任务，将三维虚拟教学场景划分多个巡检区，其中每一巡检区内巡检模型的种类、巡检模型的数量、巡检模型的位置随机化生成，用户按照所述巡检区与自身的距离，由近到远依次进行巡检检查；

所述随机模块还用于当用户非首次进入所述三维虚拟教学场景时，根据用户进入三维虚拟教学场景的次数以及根据用户历史完成巡检模型的评分，将评分较低的巡检模型设置于靠近用户初始位置的巡检区内，将评分较高的巡检模型设置于远离用户初始位置的巡检区内，且每一所述巡检区内巡检模型的位置随机化生成。

2.根据权利要求1所述的基于VR的多人虚拟现场巡检培训系统，其特征在于，所述随机模块还用于建立第一巡检区、第二巡检区、...、第N巡检区，并且将各所述巡检区以距离用户初始位置从近到远依次排序；

赋予所述第一巡检区、所述第二巡检区、...、所述第N巡检区不同的区间分值，且所述第一巡检区的区间分值、所述第二巡检区的区间分值、所述第N巡检区的区间分值依次升高；

根据用户最近一次完成巡检模型的评分，将该巡检模型分配至相应的区间分值的巡检区，并随机更新每一所述巡检区的巡检模型的数量以及位置。

3.根据权利要求1所述的基于VR的多人虚拟现场巡检培训系统，其特征在于，所述三维虚拟教学场景包括电力巡检教学场景、石化勘探巡检教学场景、设备制造巡检教学场景、建筑巡检教学场景。

4.根据权利要求1所述的基于VR的多人虚拟现场巡检培训系统，其特征在于，所述巡检培训系统还包括多个虚拟现实头显设备与多个虚拟现实手柄，每一所述虚拟现实头显设备与每一所述虚拟现实手柄均可通过电脑终端与所述后台管理装置通信连接；

所述巡检培训系统还包括监控终端、管理终端，所述监控终端用于获取参与培训的用户历史培训数据以及监控正在参与培训的用户的活动，所述管理终端用于管理用户数据。

5.根据权利要求1所述的基于VR的多人虚拟现场巡检培训系统，其特征在于，所述虚拟现实头显设备、所述虚拟现实手柄内部均设置有位置测距装置，所述位置测距装置通过所述通信模块与所述处理模块连接，所述位置测距装置用于检测所述虚拟现实头显设备以及所述虚拟现实手柄距离电脑终端的距离；

所述处理模块还用于在构建三维虚拟教学场景时，实时获取所述位置测距装置在物理空间中的空间位置及方向，利用位置逆映射算法实时计算用户在虚拟空间中相应的空间位置及方向，并进行画面调整。

6.根据权利要求5所述的基于VR的多人虚拟现场巡检培训系统，其特征在于，所述虚拟现实头显设备、所述虚拟现实手柄还设置有检测装置，所述检测装置通过所述通信模块与处理模块连接，所述检测装置用于对室内环形进行拍摄以及扫描，并将拍摄或扫描获得的数据传输给所述处理模块；所述处理模块还用于结合所述拍摄以及扫描获得的数据建立三维模型，并抽取其二维平面图，并为该二维平面图建立Voronoi图，根据建立的Voronoi图，结合三维虚拟教学场景建立骨架路径，获取实时追踪的用户沿实际行走路径行走过程中的在物理空间中的空间位置及方向，利用位置逆映射算法实时计算用户在虚拟空间中相应的空间位置及方向进行画面调整。

7.一种基于VR的多人虚拟现场巡检培训方法，其特征在于，包括如下步骤：

用户佩戴虚拟现实头显设备、虚拟现实手柄；

后台管理装置根据用户进入三维虚拟教学场景的次数以及根据用户历史完成巡检模型的评分，加载相应的三维虚拟教学场景以及巡检模型，通过通信模块将所述三维虚拟教学场景以及巡检模型的数据传输至所述虚拟现实头显设备；

当用户进入三维虚拟教学场景，根据用户进入的三维虚拟教学场景以及所选择的巡检任务，将三维虚拟教学场景划分多个巡检区，其中每一巡检区内巡检模型的种类、巡检模型的数量、巡检模型的位置随机化生成；

通过虚拟现实头显设备观察三维虚拟教学场景，并通过虚拟现实手柄对所述巡检模型进行培训操作；

根据用户的培训操作，实时更新巡检模型的状态、巡检模型的数据显示，并且通过网络发送给其它多位同步联机且同时培训的用户；

将用户完成巡检模型的事件生成用户历史培训数据，通过网络将所述用户历史培训数据存储于服务器内；

当用户非首次进入所述三维虚拟教学场景时，根据用户进入三维虚拟教学场景的次数以及根据用户历史完成巡检模型的评分，将评分较低的巡检模型设置于靠近用户初始位置的巡检区内，将评分较高的巡检模型设置于远离用户初始位置的巡检区内，且每一所述巡检区内巡检模型的位置随机化生成。

8.根据权利要求7所述的基于VR的多人虚拟现场巡检培训方法，其特征在于，还包括如下步骤：

建立第一巡检区、第二巡检区、...、第N巡检区，并且将各所述巡检区以距离用户初始位置从近到远依次排序；

赋予所述第一巡检区、所述第二巡检区、...、所述第N巡检区区间分值，且所述第一巡检区的区间分值、所述第二巡检区的区间分值、所述第N巡检区的区间分值依次升高；

当用户下一次进入三维虚拟教学场景时，根据用户最近一次完成巡检模型的评分，将该巡检模型分配至相应的区间分值的巡检区，并且随机更新每一所述巡检区的巡检模型的数量以及位置；

用户完成所述巡检模型后，记录并更新所述巡检模型的评分。