一种高空作业虚拟仿真实训方法、系统、设备及存储介质与流程

本技术涉及虚拟现实，尤其涉及一种高空作业虚拟仿真实训方法、系统、设备及存储介质。

背景技术：

1、高处作业是指人在一定位置为基准的高处进行的作业，凡在坠落高度基准面2m以上（含2m）有可能坠落的高处进行作业，都称为高处作业。例如，列车进入机务段后会进行检修工作，机务段有检修库，检修库内有一层台/两层台/或者三层（带有楼梯及走廊），工人需要登高然后对列车进行检查，或者在列车轨道上空的电线等出现问题，也是需要登高进行检修的。

2、在进行实际高空作业前，需要对参与人员进行高空作业实训，高空作业实训的目的是提高受训人员的技能水平、应变能力和安全意识。传统的仿真实训通常是通过线下观看高空作业警示教育视频或语音讲解的方式，警示性不强，实训效果较差。

3、因此基于上述问题，现有技术有待改进。

技术实现思路

1、本技术目的是提供一种高空作业虚拟仿真实训方法、系统、设备及存储介质，旨在解决模拟还原高空作业的各种真实情景，可带来视觉上的体验感受，但无法模拟出在高空作业中倾斜、失重等身体触感，体验和实训效果不佳的问题。

2、本技术目的一是提供一种高空作业虚拟仿真实训方法，包括：

3、获取目标用户的体验姿势传感信息；

4、实时将所述体验姿势传感信息和对应时刻预存储的标准姿势传感信息进行对比，以得出对比结果；

5、基于所述对比结果，计算所述目标用户体验姿势的匹配度；

6、基于所述匹配度，将对应的触发信号传输至vr头盔和/或六自由度平台。

7、通过采用上述技术方案，将目标用户在体验中的体验姿势传感信息和对应时刻预存储的标准姿势传感信息进行对比，实时判断目标用户在进行高空作业时的姿势操作是否规范正确，以确保用户的体验姿势与标准姿势的一致性；当目标用户的姿势和操作存在偏差时，根据不同的匹配度，即不同的偏差程度，通过触发信号的传输，使vr头盔和六自由度平台运行反馈模式，为目标用户提供视觉体验和身体触觉体验，为目标用户提供个性化的虚拟训练反馈体验，使得训练更具真实感和紧迫感，提高了高空作业人员的操作技能和应变能力。

8、本技术在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

9、获取vr头盔运行至事故频发危险场景时产生的危险触发信号；

10、基于所述危险触发信号，将所述标准姿势传感信息传输至所述vr头盔内的三维情景中进行显示，并显示相关讲解教育信息。

11、通过采用上述技术方案，通过在危险场景中显示标准姿势和相关虚拟环境，目标用户可以在虚拟环境中体验真实危险场景，从而增加应急处理的经验。讲解教育信息的显示有助于用户理解危险场景的特点和采取正确的操作姿势，提高应对紧急情况的能力。

12、本技术在一种可能的实施方式中，所述实时将所述体验姿势传感信息和对应时刻预存储的标准姿势传感信息进行对比，以得出对比结果之前的步骤包括：

13、获取所述目标用户的生理特征信息及标准姿势传感信息生成模型；

14、将所述生理特征信息输入所述标准姿势传感信息生成模型，输出所述标准姿势传感信息；

15、将所述标准姿势传感信息与对应时刻进行关联存储；

16、基于所述目标用户的体验姿势传感信息和标准姿势传感信息，获取所述目标用户对应的体验姿势图形和标准姿势图形；

17、根据重合点，将所述体验姿势图形和所述标准姿势图形进行重叠对比设置，得出比对结果。

18、通过采用上述技术方案，根据目标用户的生理特征信息和标准姿势传感信息生成模型，进行定制化匹配目标用户的标准姿势传感信息；便于目标用户的体验姿势传感信息和标准姿势传感信息进行精准对比，能够清晰明了将对比结果进行显示，便于计算偏移量。系统可以更全面地考虑用户的生理特征，提高虚拟实训的真实感和效果。

19、本技术在一种可能的实施方式中，所述基于所述对比结果，计算所述目标用户体验姿势的匹配度的步骤包括：

20、基于所述对比结果，获取所述目标用户不同部位的体验姿势与标准姿势传感信息对应的标准姿势的偏差量；

21、根据运行场景对所述目标用户的不同部位姿势进行动态权重分配；

22、基于所述动态权重和所述偏差量，计算所述目标用户体验姿势的匹配度。

23、通过采用上述技术方案，系统可以更加灵活地适应不同的高空作业场景，提高匹配度计算的准确性和实用性。

24、本技术在一种可能的实施方式中，所述基于所述匹配度，将对应的触发信号传输至vr头盔和/或六自由度平台的步骤包括：

25、若所述匹配度在70%~80%时，将提示触发信号发送至所述vr头盔内，使所述vr头盔显示提示信息；

26、若所述匹配度在60%~70%时，将摇晃触发信号发送至所述六自由度平台，使所述六自由度平台开启摇晃模式；

27、若所述匹配度在0~60%时，将坠落模拟触发信号发送至所述六自由度平台，使所述六自由度平台开启坠落模拟模式。

28、通过采用上述技术方案，系统可以根据匹配度的不同水平提供不同程度的实时反馈，帮助用户改善姿势，减少安全风险。

29、本技术在一种可能的实施方式中，所述若所述匹配度在0~60%时，将坠落模拟触发信号发送至所述六自由度平台，使所述六自由度平台开启坠落模拟模式之后的步骤包括：

30、获取六自由度平台坠落模拟模式开启信号；

31、基于所述坠落模拟模式开启信号，开启针对对应场景的重复训练模式；

32、获取所述目标用户通过所述重复训练模式的合格通过信息；

33、若所述合格通过信息达到预设次数时，则结束所述重复训练模式；

34、将在所述对应场景中预存储的警示教育视屏和/或警示语音进行播放。

35、通过采用上述技术方案，在对应场景中预存储的警示教育视屏和/或语音播放，提醒用户高空作业中的坠落风险。通过重复训练模式的方式，系统可以通过坠落模拟和重复训练帮助用户提高对高空作业风险的认知和应对能力。

36、本技术在一种可能的实施方式中，所述方法还包括：

37、实时获取目标用户的心率信息；

38、若所述心率信息不在预设范围内时，则将所述vr头盔内运行的三维情景所述目标用户的体验姿势传感信息进行记录；

39、生成实训报告，并将所述实训报告通过所述vr头盔进行显示。

40、通过采用上述技术方案，系统能够监测用户的生理状态，及时记录异常情况，并生成个性化的实训报告，为用户提供更全面的实训反馈。

41、本技术目的二是提供一种高空作业虚拟仿真实训系统，该系统包括：

42、体验姿势传感信息获取模块：用于获取目标用户的体验姿势传感信息；

43、对比模块：用于实时将所述体验姿势传感信息和对应时刻预存储的标准姿势传感信息进行对比，以得出对比结果；

44、匹配度计算模块：用于基于所述对比结果，计算所述目标用户体验姿势的匹配度；

45、触发信号传输模块：用于基于所述匹配度，将对应的触发信号传输至vr头盔和/或六自由度平台。

46、通过采用上述技术方案，将目标用户在体验中的体验姿势传感信息和对应时刻预存储的标准姿势传感信息进行对比，实时判断目标用户在进行高空作业时的姿势操作是否规范正确，以确保用户的体验姿势与标准姿势的一致性；当目标用户的姿势和操作存在偏差时，根据不同的匹配度，即不同的偏差程度，通过触发信号的传输，使vr头盔和六自由度平台运行反馈模式，为目标用户提供视觉体验和身体触觉体验，为目标用户提供个性化的虚拟训练反馈体验，使得训练更具真实感和紧迫感，提高了高空作业人员的操作技能和应变能力。

47、本技术目的三是提供一种高空作业虚拟仿真实训设备，该设备包括：

48、存储器和处理器，所述存储器上存储有能够被处理器加载并执行上述一种高空作业虚拟仿真实训方法的计算机程序。

49、本技术目的四是提供一种存储介质。

50、本技术的上述申请目的四是通过以下技术方案得以实现的：

51、一种存储介质，其中，存储有能够被处理器加载并执行上述一种高空作业虚拟仿真实训方法的计算机程序。

52、综上所述，本技术包括以下至少一种有益技术效果：

53、1. 将目标用户在体验中的体验姿势传感信息和对应时刻预存储的标准姿势传感信息进行对比，实时判断目标用户在进行高空作业时的姿势操作是否规范正确，以确保用户的体验姿势与标准姿势的一致性；当目标用户的姿势和操作存在偏差时，根据不同的匹配度，即不同的偏差程度，通过触发信号的传输，使vr头盔和六自由度平台运行反馈模式，为目标用户提供视觉体验和身体触觉体验，为目标用户提供个性化的虚拟训练反馈体验，使得训练更具真实感和紧迫感，提高了高空作业人员的操作技能和应变能力。

54、2. 根据目标用户的生理特征信息和标准姿势传感信息生成模型，进行定制化匹配目标用户的标准姿势传感信息；便于目标用户的体验姿势传感信息和标准姿势传感信息进行精准对比，能够清晰明了将对比结果进行显示，便于计算偏移量。系统可以更全面地考虑用户的生理特征，提高虚拟实训的真实感和效果。

55、3.系统可以根据匹配度的不同水平提供不同程度的实时反馈，帮助用户改善姿势，减少安全风险。