CN215219959U - 一种电缆检测虚拟现实仿真培训系统 - Google Patents

Abstract

本实用新型提供了一种电缆检测虚拟现实仿真培训系统，包括:头戴式VR设备，为用户展示关于电缆检测的虚拟现实交互信息；操作手柄，与头戴式VR设备电性连接，用于对虚拟现实交互信息进行电缆模拟检测操作；定位器，与头戴式VR设备通信连接，用于采集头戴式VR设备及操作手柄的位置信息；串流盒，与头戴式VR设备、系统主机、压力感应垫板电性连接；系统主机，与串流盒的一端电性连接，用于向头戴式VR设备发送虚拟现实交互信息，压力感应垫板，与串流盒电性连接，用于探测用户的所在位置。在实现电缆检测虚拟现实仿真培训的同时，通过设置的可拼接的压力感应垫板，实现了对复杂形状培训场地内用户的位置进行准确探测，降低了对培训场地的要求。

Description

一种电缆检测虚拟现实仿真培训系统

技术领域

本实用新型涉及虚拟现实教学技术领域，特别涉及一种电缆检测虚拟现实仿真培训系统。

背景技术

目前，电缆检测人员的培养仍然依靠着传统的现场作业学习的方式，并且在进行电缆检测学习时，必须需要大量的专业设备、培训环境，更是需要老师在旁边进行提醒和指导，以免学员因自身操作不当导致触电而造成伤亡，由此极大地占用了教师资源和相关设备，同时也限制了电缆检测人员数量的扩充。

另外，一些类似的虚拟现实培训系统中，往往只利用了定位器对培训人员的位置进行探测，对培训场地的选择有着很大的局限性，必须选择较为规则并且开阔的场地。

如何在大量培养电缆检测人员的同时，保证学员的人身安全、降低教师资源及设备资源的投入、降低对培训场地的要求成了一个有待解决的问题。

实用新型内容

本实用新型提供一种电缆检测虚拟现实仿真培训系统，用以在实现电缆检测虚拟现实仿真培训的同时，对复杂形状培训场地内用户的位置进行准确探测，降低了对培训场地的要求。

一种电缆检测虚拟现实仿真培训系统，包括:

头戴式VR设备、操作手柄、定位器、串流盒和系统主机，其特征在于，还包括:压力感应垫板，用于探测用户的所在位置，所述压力感应垫板为多个，边缘有凸起用于拼接，所述压力感应垫板的内部设置有多个压力传感器，所述压力感应垫板通过设置在压力感应垫板边缘的连接口与另外的压力感应垫板或串流盒进行电性连接；其中，

所述头戴式VR设备，供用户穿戴使用，并为用户展示关于电缆检测的虚拟现实交互信息；

所述操作手柄，与所述头戴式VR设备电性连接，用于对所述头戴式VR 设备中展示的所述虚拟现实交互信息进行电缆模拟检测操作；

所述定位器，与所述头戴式VR设备通信连接，用于采集所述头戴式VR 设备及所述操作手柄的位置信息；

所述串流盒，所述串流盒的一端与所述头戴式VR设备和所述压力感应垫板电性连接，另一端电性连接系统主机；

所述系统主机，与所述串流盒的一端电性连接，用于向所述头戴式VR设备发送所述虚拟现实交互信息。

优选的，所述头戴式VR设备还包括：

VR设备本体，所述VR设备本体周围还设置有多个测距传感器，所述测距传感器用于检测用户与周围障碍物的距离；

所述VR设备本体上还设置有语音交互装置，所述语音交互装置包括麦克风和耳机，所述麦克风用于接收用户的语音命令，所述耳机用于向用户发送语音提示；

所述VR设备本体上还设置有第一三轴加速度传感器，用于采集用户头部的运动信息。

优选的，所述操作手柄表面设置有多个交互按钮，用于对所述头戴式VR 设备中展示的所述虚拟现实交互信息进行电缆模拟检测操作；

所述操作手柄上设置有第二三轴加速度传感器，用于对采集所述操作手柄的运动信息；

所述操作手柄上设置有震动件，用于在用户进行错误的电缆模拟检测操作时发出震动提示。

优选的，所述交互按钮为多个，设置在所述操作手柄的表面，用于通过按压、点击以及滑动操作中的至少一项进行触发。

优选的，所述多个交互按钮包括：

位置方向按钮，设置在所述操作手柄正面中央，用于对所述虚拟现实交互信息中场景进行前后左右的位移调整；

上下位移按钮，设置在所述操作手柄右侧上方，用于对所述虚拟现实交互信息中场景进行上下的位移调整；

工具切换按钮，设置在所述操作手柄右侧下方，用于对所述虚拟现实交互信息中测量仪器及工具进行切换；

主菜单按钮，设置在所述位置方向按钮下方，用于快速打开或返回所述电缆检测虚拟现实仿真培训系统的主菜单；

选择确认按钮，设置在所述操作手柄背面中央，用于对所述虚拟现实交互信息中的选项进行确认，所述选择确认按钮在被触发后，在虚拟现实交互信息中的手柄位置发出射线，供用户选择点击UI元素。

优选的，所述定位器为多个，部署在培训区域周围，用于采集所述头戴式 VR设备及所述操作手柄的位置信息；其中，

所述多个定位器均部署在预设高度，且面向方向与水平线保存一定的预设角度，使其朝向所述培训区域。

优选的，所述VR设备本体、所述定位器和所述操作手柄采用HTC VIVE 三合一设备。

优选的，所述系统主机使用第七代

酷睿TM i7-7700HQ处理器。

本实用新型通过对电缆运维检修作业场景、检测设备和交互动作全仿真模拟，真实还原各种作业现场。学员可在没有危险、没有设备、没有师资、场地受限制的情况下，进行电缆检测技术的实景实操教学和反复练习。系统具有信息容量大、内容丰富多向演示、模拟生动、身临其境、功能可扩展等特点，极大丰富了现有的实景培训方式，提高培训效率，降低培训成本，开启虚拟现实助推电力专业技能人才的创新教育模式。

本实用新型的其它特征和优点将在随后的说明书中阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本实用新型而了解。本实用新型的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。

下面通过附图和实施例，对本实用新型的技术方案做进一步的详细描述。

附图说明

附图用来提供对本实用新型的进一步理解，并且构成说明书的一部分，与本实用新型的实施例一起用于解释本实用新型，并不构成对本实用新型的限制。在附图中：

图1为本实用新型实施例中一种电缆检测虚拟现实仿真培训系统的结构示意图；

图2为本实用新型实施例中头戴式VR设备的结构示意图；

图3为本实用新型实施例中操作手柄的结构示意图；

图4为本实用新型实施例中压力感应垫板的结构示意图。

图中，1、头戴式VR设备；1-1、测距传感器；1-2、麦克风；1-3、耳机； 1-4第一三轴加速度传感器；1-5、VR设备本体；2、操作手柄；2-1、第二三轴加速度传感器；2-2、震动件；2-3、位置方向按钮；2-4、上下位移按钮；2-5、工具切换按钮；2-6、主菜单按钮；2-7、选择确认按钮；3、定位器；4、串流盒；5、系统主机；6、压力感应垫板；6-1、凸起；6-2、压力传感器；6-3、连接口。

具体实施方式

以下结合附图对本实用新型的优选实施例进行说明，应当理解，此处所描述的优选实施例仅用于说明和解释本实用新型，并不用于限定本实用新型。

本实用新型一种电缆检测虚拟现实仿真培训系统，包括:

头戴式VR设备1、操作手柄2、定位器3、串流盒4和系统主机5，其特征在于，还包括:压力感应垫板6，用于探测用户的所在位置，所述压力感应垫板6为多个，边缘有凸起6-1用于拼接，所述压力感应垫板6的内部设置有多个压力传感器6-2，所述压力感应垫板6通过设置在压力感应垫板6边缘的连接口6-3与另外的压力感应垫板6或串流盒4进行电性连接；其中，

所述头戴式VR设备1，供用户穿戴使用，并为用户展示关于电缆检测的虚拟现实交互信息；

所述操作手柄2，与所述头戴式VR设备1电性连接，用于对所述头戴式VR设备1中展示的所述虚拟现实交互信息进行电缆模拟检测操作；

所述定位器3，与所述头戴式VR设备1通信连接，用于采集所述头戴式VR设备1及所述操作手柄2的位置信息；

所述串流盒4，所述串流盒4的一端与所述头戴式VR设备1和所述压力感应垫板6电性连接，另一端电性连接系统主机5；

所述系统主机5，与所述串流盒4的一端电性连接，用于向所述头戴式 VR设备1发送所述虚拟现实交互信息。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：系统主机5将预先存储的关于电缆检测的虚拟现实交互信息通过串流盒4发送至头戴式VR设备1，展示在用户的眼前，用户根据虚拟现实交互信息通过操作手柄2选择性操作或者下达相关指令，用户所下达的操作或指令通过头戴式VR设备1发送至系统主机5，系统主机根据操作或指令进行对应的反应，并展示新的虚拟现实交互信息给用户实现人机交互。通过上述方法，用户可根据系统主机5提供的菜单选择相应的培训模式，通过文字、语音、动画等形式对电缆故障定位的技术进行学习，同时提供给用户训练模式，用户通过人机交互的方式对电缆故障定位相关的设备进行学习性的训练，从而通过虚拟现实的手段达到培训目的，降低对师资、场地、设备的硬性要求的同时提高学员的学习兴趣和学习效率，通过设置多个可拼接的压力感应垫板6，进一步降低对培训场地的硬性要求，只要地板上铺设了压力感应垫板6，便能够感应用户对底板的压力变化，从而准确判断用户的所在位置，相对于传统的定位器定位方法，对复杂形状的培训场地都能够对用户的位置进行准确定位，并且不容易受遮挡物干扰。

优选的，所述头戴式VR设备1还包括：

VR设备本体1-5，所述VR设备本体1-5周围还设置有多个测距传感器1-1，所述测距传感器1-1用于检测用户与周围障碍物的距离；

所述VR设备本体1-5上还设置有语音交互装置，所述语音交互装置包括麦克风1-2和耳机1-3，所述麦克风1-2用于接收用户的语音命令，所述耳机 1-3用于向用户发送语音提示；

所述VR设备本体1-5上还设置有第一三轴加速度传感器1-4，用于采集用户头部的运动信息。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过在VR设备本体1-5周围还设置多个测距传感器1-1实现对周围障碍物的检测，当发现用户周围存在障碍物时能够及时提醒用户，防止用户与其发生碰撞而受伤。通过麦克风1-2接收用户的语音命令，通过耳机1-3向用户发送语音提示，从而实现声控和声音提示的人机交互方式。通过设置第一三轴加速度传感器1-4实现对用户头部的运动信息的检测，从而根据用户头部的运动轨迹对用户的面向方向、运动轨迹的监控，并提供更准确的虚拟现实交互信息。

优选的，所述操作手柄2表面设置有多个交互按钮，用于对所述头戴式 VR设备1中展示的所述虚拟现实交互信息进行电缆模拟检测操作；

所述操作手柄2上设置有第二三轴加速度传感器2-1，用于对采集所述操作手柄的运动信息；

所述操作手柄2上设置有震动件2-2，用于在用户进行错误的电缆模拟检测操作时发出震动提示。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过操作手柄2上设置的多个交互按钮与系统主机5进行人机交互，通过操作手柄2上设置的第二三轴加速度传感器2-1对手柄的运动轨迹、面向方向进行追踪，从而准确判断用户使用操作手柄2时的具体操作行为，使系统主机5的判断与选择更加准确。通过在操作手柄2上设置震动件2-2在用户进行错误的电缆模拟检测操作时发出震动提示，提高用户的实际操作体验。

优选的，所述交互按钮为多个，设置在所述操作手柄2的表面，用于通过按压、点击以及滑动操作中的至少一项进行触发。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：交互按钮提供按压、点击以及滑动等多种触发方式，能够适应多种操作需要。

优选的，所述多个交互按钮包括：

位置方向按钮2-3，设置在所述操作手柄2正面中央，用于对所述虚拟现实交互信息中场景进行前后左右的位移调整；

上下位移按钮2-4，设置在所述操作手柄2右侧上方，用于对所述虚拟现实交互信息中场景进行上下的位移调整；

工具切换按钮2-5，设置在所述操作手柄2右侧下方，用于对所述虚拟现实交互信息中测量仪器及工具进行切换；

主菜单按钮2-6，设置在所述位置方向按钮2-3下方，用于快速打开或返回所述电缆检测虚拟现实仿真培训系统的主菜单；

选择确认按钮2-7，设置在所述操作手柄2背面中央，用于对所述虚拟现实交互信息中的选项进行确认，所述选择确认按钮2-7在被触发后，在虚拟现实交互信息中的手柄位置发出射线，供用户选择点击UI元素。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过位置方向按钮2-3和上下位移按钮2-4实现虚拟现实中环境的位置移动切换，从而有效避免了传统VR设备活动范围的局限性，提供了更宽阔的实践教学环境。通过工具切换按钮2-5 实现对电缆故障测量仪器及工具进行快速的切换。确认按钮2-7在被触发后，在虚拟现实交互信息中的手柄位置发出射线，供用户选择点击UI元素，降低用户在界面选择的难度。

优选的，所述定位器3为多个，部署在培训区域周围，用于采集所述头戴式VR设备1及所述操作手柄2的位置信息；其中，

所述多个定位器3均部署在预设高度，且面向方向与水平线保存一定的预设角度，使其朝向所述培训区域。

上述技术方案的工作原理和有益效果为：通过设置多个定位器3，采集头戴式VR设备1及操作手柄2的位置信息，对虚拟现实环境中用户的位置及手部位置进行精准的相对定位。

优选的，所述VR设备本体1-5、所述定位器3和所述操作手柄2采用HTC VIVE三合一设备。

优选的，所述系统主机5使用第七代

酷睿TM i7-7700HQ处理器，在保证培训工作流畅运行的同时，降低成本投入。

显然，本领域的技术人员可以对本实用新型进行各种改动和变型而不脱离本实用新型的精神和范围。这样，倘若本实用新型的这些修改和变型属于本实用新型权利要求及其等同技术的范围之内，则本实用新型也意图包含这些改动和变型在内。

Claims (8)

1.一种电缆检测虚拟现实仿真培训系统，包括：头戴式VR设备(1)、操作手柄(2)、定位器(3)、串流盒(4)和系统主机(5)，其特征在于，还包括:压力感应垫板(6)，用于探测用户的所在位置，所述压力感应垫板(6)为多个，边缘有凸起(6-1)用于拼接，所述压力感应垫板(6)的内部设置有多个压力传感器(6-2)，所述压力感应垫板(6)通过设置在压力感应垫板(6)边缘的连接口(6-3)与另外的压力感应垫板(6)或串流盒(4)进行电性连接；其中，

所述头戴式VR设备(1)，供用户穿戴使用，并为用户展示关于电缆检测的虚拟现实交互信息；

所述操作手柄(2)，与所述头戴式VR设备(1)电性连接，用于对所述头戴式VR设备(1)中展示的所述虚拟现实交互信息进行电缆模拟检测操作；

所述定位器(3)，与所述头戴式VR设备(1)通信连接，用于采集所述头戴式VR设备(1)及所述操作手柄(2)的位置信息；

所述串流盒(4)，所述串流盒(4)的一端与所述头戴式VR设备(1)和所述压力感应垫板(6)电性连接，另一端电性连接系统主机(5)；

所述系统主机(5)，与所述串流盒(4)的一端电性连接，用于向所述头戴式VR设备(1)发送所述虚拟现实交互信息。

2.根据权利要求1所述的一种电缆检测虚拟现实仿真培训系统，其特征在于，所述头戴式VR设备(1)还包括：

VR设备本体(1-5)，所述VR设备本体(1-5)周围还设置有多个测距传感器(1-1)，所述测距传感器(1-1)用于检测用户与周围障碍物的距离；

所述VR设备本体(1-5)上还设置有语音交互装置，所述语音交互装置包括麦克风(1-2)和耳机(1-3)，所述麦克风(1-2)用于接收用户的语音命令，所述耳机(1-3)用于向用户发送语音提示；

所述VR设备本体(1-5)上还设置有第一三轴加速度传感器(1-4)，用于采集用户头部的运动信息。

3.根据权利要求1所述的一种电缆检测虚拟现实仿真培训系统，其特征在于，所述操作手柄(2)表面设置有多个交互按钮，用于对所述头戴式VR设备(1)中展示的所述虚拟现实交互信息进行电缆模拟检测操作；

所述操作手柄(2)上设置有第二三轴加速度传感器(2-1)，用于对采集所述操作手柄的运动信息；

所述操作手柄(2)上设置有震动件(2-2)，用于在用户进行错误的电缆模拟检测操作时发出震动提示。

4.根据权利要求3所述的一种电缆检测虚拟现实仿真培训系统，其特征在于，所述交互按钮为多个，设置在所述操作手柄(2)的表面，用于通过按压、点击以及滑动操作中的至少一项进行触发。

5.根据权利要求4所述的一种电缆检测虚拟现实仿真培训系统，其特征在于，所述多个交互按钮包括：

位置方向按钮(2-3)，设置在所述操作手柄(2)正面中央，用于对所述虚拟现实交互信息中场景进行前后左右的位移调整；

上下位移按钮(2-4)，设置在所述操作手柄(2)右侧上方，用于对所述虚拟现实交互信息中场景进行上下的位移调整；

工具切换按钮(2-5)，设置在所述操作手柄(2)右侧下方，用于对所述虚拟现实交互信息中测量仪器及工具进行切换；

主菜单按钮(2-6)，设置在所述位置方向按钮(2-3)下方，用于快速打开或返回所述电缆检测虚拟现实仿真培训系统的主菜单；

选择确认按钮(2-7)，设置在所述操作手柄(2)背面中央，用于对所述虚拟现实交互信息中的选项进行确认，所述选择确认按钮(2-7)在被触发后，在虚拟现实交互信息中的手柄位置发出射线，供用户选择点击UI元素。

6.根据权利要求1所述的一种电缆检测虚拟现实仿真培训系统，其特征在于，所述定位器(3)为多个，部署在培训区域周围，用于采集所述头戴式VR设备(1)及所述操作手柄(2)的位置信息；其中，

所述多个定位器(3)均部署在预设高度，且面向方向与水平线保存一定的预设角度，使其朝向所述培训区域。

7.根据权利要求2所述的一种电缆检测虚拟现实仿真培训系统，其特征在于，所述VR设备本体(1-5)、所述定位器(3)和所述操作手柄(2)采用HTC VIVE三合一设备。

8.根据权利要求1所述的一种电缆检测虚拟现实仿真培训系统，其特征在于，所述系统主机(5)使用第七代

酷睿TM i7-7700HQ处理器。

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