基于三维立体成像技术的4d虚拟互动仿真培训系统的制作方法
【技术领域】
[0001]本实用新型涉及电力作业中的体感仿真培训系统，具体地指一种基于三维立体成像技术的4D虚拟互动仿真培训系统。
【背景技术】
[0002]随着我国经济社会的快速发展，各大行业对电力能源需求日益呈现出高标准、严要求的趋势，在保证高质量电能的基础上，要求持续性供电，以确保工农业生产的安全稳定运行，因此，安全成为电力企业永恒的主题，而安全培训是防患于未然、预防各类安全事故的有效手段。因此，积极开展各类电力安全培训，不断提高电力职工队伍素质，己成为我国电力企业面临的迫切任务，广泛和深入地开展电力职工安全培训是增强电力企业活力和后劲的重要战略任务。
[0003]随着电力体制改革的逐步深入开展，我国各电力企业对于安全培训工作的认识逐步到位，投入逐年增加，慢慢探索出了一套行之有效的培训体系与方法，主要包含理论授课、技术讲座、经验交流、技术问答、事故预想、技术示范、技术比赛、反事故演习等，对于提升电力企业员工的综合素质发挥了一定的作用。
[0004]但是，随着电网结构的复杂化、智能化，对员工安全能力、安全技能要求日益提高。传统培训手段存在一定不足，例如传统的电力安全培训主要通过理论讲解，重点关注安全知识灌输，职工无法直观、真切地体会到安全违章的重大危害，无法体验事故的危险性及严重后果，听、看、做等培训过程无法有机结合，缺乏真实感、事故预期感和安全体验感。
【发明内容】
[0005]本实用新型目的在于克服上述现有技术的不足而提供一种基于三维立体成像技术的4D虚拟互动仿真培训系统，该系统通过对典型项目及相关的事故案例以三维立体动画的方式进行还原，模拟电力行业真实生产环境和事故发生、发展过程，使受训学员对安全事故的危险性和引发的后果有更深入的了解。
[0006]实现本实用新型目的采用的技术方案是一种基于三维立体成像技术的4D虚拟互动仿真培训系统，该系统包括:
[0007]体感系统主机，所述体感系统主机连接有多台工程投影机和第一通讯模块；
[0008]动感座椅，其内装有与所述第一通讯模块连接的第二通讯模块;所述第二通讯模块连接有驱动t吴块和I/ot吴块；
[0009]接近开关，与所述I/O模块连接，用于检测接地线及验电笔状态并将检测信号传给I/O模块；
[0010]射频开关，与所述I/O模块连接，用于检测绝缘手套及验电笔的完好性；
[0011]位置距离传感器，与所述I/O模块连接，用于检测操作工位信息；
[0012]开关辅助触点，与所述I/O模块连接，用于检测开关柜内部真空断路器、隔离开关、接地刀开关的分、合状态并将检测信号传给I/o模块；
[0013]所述驱动模块连接有烟雾模拟器、光电模拟器、触电模拟器、声效模拟器和雨水模拟器。
[0014]在上述技术方案中，所述驱动模块通过485总线与烟雾模拟器、光电模拟器、触电模拟器、声效模拟器和雨水模拟器连接。
[0015]本实用新型能够通过体感系统主机控制多台工程投影机对典型项目及相关的事故案例以三维立体动画的方式进行还原，模拟电力行业真实生产环境和事故发生、发展过程。同时，借助动感座椅等虚拟外设，体验与影片同步的触电、坠落等效果;通过鼓风机、喷雾器、洒水器、频闪灯等效果模拟设备模拟恶劣天气、电弧冲击等特效，造成强有力的感官刺激，使受训学员对安全事故的危险性和引发的后果有更深入的了解，从感性上加深对安全重要性的认识，并提高安全技能，从而减少生产现场的安全事故。
【附图说明】
[0016]图1为本实用新型基于三维立体成像技术的4D虚拟互动仿真培训系统的结构框图。
【具体实施方式】
[0017]下面结合附图和具体实施例对本实用新型作进一步的详细说明。
[0018]本实用新型基于三维立体成像技术的4D虚拟互动仿真培训系统，该系统包括:
[0019]体感系统主机，所述体感系统主机连接有第一通讯模块；
[0020]动感座椅，其内装有与所述第一通讯模块连接的第二通讯模块;所述第二通讯模块连接有驱动模块和I /0模块;驱动模块通过485总线与烟雾模拟器、光电模拟器、触电模拟器、声效模拟器和雨水模拟器连接。
[0021]接近开关，与所述I/O模块连接，用于检测接地线及验电笔状态并将检测信号传给I/o模块；
[0022]射频开关，与所述I/O模块连接，用于检测绝缘手套及验电笔的完好性；
[0023]位置距离传感器，与所述I/O模块连接，用于检测操作工位信息；
[0024]开关辅助触点，与所述I/O模块连接，用于检测开关柜内部真空断路器、隔离开关、接地刀开关等器件的分、合状态并将信号传给I/O模块；
[0025]本实用新型基于三维立体成像技术的4D虚拟互动仿真培训系统通过体感系统主机连接多台高端工程投影机，采用画面叠加计算以及事先对灾难影片进行三维处理等方式，实现重叠画面，另外加上偏正片眼镜，可实现高度逼真、沉浸感强烈的3D视觉效果以及逼真的4D体验效果。体感系统主机(4D系统主机)采用工控机构成，可以实时进行系统的四遥功能；第一、第二通讯模块采用Socke t通讯技术，通过短距离双向通讯模式实现上、下位机之间的数据传输，同时通讯模块接收I/O模块的数据及发送数据给驱动模块；I/O模块实现开关量及模拟量的数据采集工作，并将采集的数据转换成信号，通过总线形式传递给通讯模块;驱动模块接收通讯模块发送过来的数据，驱动相应的模拟器动作;接近开关用以检测接地线及验电笔状态并将信号传给I/O模块;烟雾模拟器接收驱动模块的数据，产生烟雾模拟效果;光电模拟器接收驱动模块的数据，产生闪光及电弧模拟效果;触电模拟器接收驱动模块的数据，产生触电模拟效果;声效模拟器接收驱动模块的数据，产生声效及语音提示模拟效果。
[0026]本实施例体感系统主机还可以带网线接口和扩展通讯用板卡，实现灾难软件模拟、项目控制及灾难视频模拟和人机互动等功能，通过虚拟互动仿真体感实训可以实时进行体感系统的4D体验功能。
[0027]本实施例所用通讯模块包含第一通讯模块和第二通讯模块两部分，第一通讯模块通过工业总线与体感系统主机进行连接，用以收发第二通讯模块通讯的数据，第二通讯模块安装在动感座椅内与I/o模块及驱动模块连接，用以收发上位机传送的数据。
[0028]本实施例所用I/O模块采集动感座椅内部各种传感器的开关量、模拟量及开关位置状态，并将采集的数据转换成信号，通过总线形式传递给机柜内通讯模块，通过Socket通讯的方式传递给上位机进行逻辑运算。
[0029]本实施例所用驱动模块通过工业总线与机柜内通讯模块连接，接收通讯模块发送过来的数据，根据体感系统主机逻辑判断的结果驱动相应的模拟器动作。
[0030]本实施例所用烟雾模拟器、光电模拟器、触电模拟器、声效模拟器通过485总线形式与驱动模块连接，驱动模块通过工业总线接收上位机传输过来的数据，驱动相应的模拟器动作，包括产生烟雾效果、闪光及电弧效果、触电效果、声效、语音提示、雨水等效果。
[0031 ]本实用新型的使用过程如下:
[0032]进行4D虚拟互动时，启动系统及开关柜内部控制电源，坐上动感座椅，戴上立体眼镜，然后运行体验程序，即可开始4D虚拟互动体验。
[0033]操作人员开启系统主机，调出4D虚拟互动体验项目选择界面，观察与系统主机相连接的通讯模块是否已经配对成功，并测试立体眼镜与立体投影仪是否配对成功。
[0034]在4D虚拟互动体验项目选择界面中选择运行检修中的项目，同时体验人员戴上眼镜，操作人员操作相应的项目，由于接近开关、射频开关、位置距离传感器、开关辅助触点都通过485总线与I/O模块连接，当操作错误时，相应检测信号通过I/O模块传送给通讯模块并通过Socket通讯传送给系统主机。
[0035]体感系统主机接收到I/O模块的数据，并经过判断比较，最后由第二通讯模块通过无线通讯形式激活驱动模块，由于烟雾模拟器、光电模拟器、触电模拟器、声效模拟器与驱动模块通过总线连接，所以操作就触发相应的声、光、电、雨水等模拟器动作。
[0036]操作人员进行相关检修操作正确时，体感系统主机自动判断并进入到下一个4D虚拟互动体验项目子项目中。
[0037]本实用新型能最大程度的通过体感系统主机控制工程投影机模拟检修中的事故现象，而学员通过立体眼镜切身体会规范操作及自我安全防护的重要性，极大地提高了体验的直观性及培训的便利性。本系统具有效果直观，设备简单，教学培训效果良好的优点。
【主权项】
1.一种基于三维立体成像技术的4D虚拟互动仿真培训系统，其特征在于，包括: 体感系统主机，所述体感系统主机连接有多台工程投影机和第一通讯模块； 动感座椅，其内装有与所述第一通讯模块连接的第二通讯模块;所述第二通讯模块连接有驱动t吴块和I/ot吴块； 接近开关，与所述I/o模块连接，用于检测接地线及验电笔状态并将检测信号传给I/O模块； 射频开关，与所述I/O模块连接，用于检测绝缘手套及验电笔的完好性； 位置距离传感器，与所述I/O模块连接，用于检测操作工位信息； 开关辅助触点，与所述I/o模块连接，用于检测开关柜内部真空断路器、隔离开关、接地刀开关的分、合状态并将检测信号传给I/o模块； 所述驱动模块连接有烟雾模拟器、光电模拟器、触电模拟器、声效模拟器和雨水模拟器。2.根据权利要求1所述基于三维立体成像技术的4D虚拟互动仿真培训系统，其特征在于:所述驱动模块通过485总线与烟雾模拟器、光电模拟器、触电模拟器、声效模拟器和雨水模拟器连接。
【专利摘要】本实用新型涉及一种基于三维立体成像技术的4D虚拟互动仿真培训系统，该系统包括：体感系统主机，所述体感系统主机连接有多台工程投影机和第一通讯模块；动感座椅，其内装有与所述第一通讯模块连接的第二通讯模块；所述第二通讯模块连接有驱动模块和I/O模块；所述驱动模块连接有烟雾模拟器、光电模拟器、触电模拟器、声效模拟器和雨水模拟器；所述I/O模块连接有接近开关、射频开关、位置距离传感器和开关辅助触点。本系统通过对典型项目及相关的事故案例以四维立体动画的方式进行还原，模拟电力行业真实生产环境和事故发生、发展过程，使受训学员对安全事故的危险性和引发的后果有更深入的了解。
【IPC分类】G09B9/00
【公开号】CN205177201
【申请号】CN201520904794
【发明人】王德贺, 何湘宁, 毛波静, 何光健, 黄桂云, 夏义军, 胡建勋, 叶征, 张月金
【申请人】贵州电网公司培训与评价中心, 武汉科迪奥电力科技有限公司
【公开日】2016年4月20日
【申请日】2015年11月13日