一种基于虚拟现实的化工培训系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于虚拟现实的化工培训系统，它包括：模型创建模块、虚拟现实模块和人机交互模块，其中，所述虚拟现实模块首先通过显示屏将三维虚拟场景展现出来，再通过VR眼镜从显示屏上看到三维虚拟模块创建的虚拟场景、人物、仪器设备、药品耗材以及开关按钮模块；所述显示屏为触摸式显示屏，亦是人机交互模块的重要组成部分，当人手按压或者贴着所述显示屏滑动时，将触发虚拟常景中人物的出现并转换成所述人物开启/关闭开关按钮或移动仪药品耗材的操作。本发明专利技术首次将VR技术应用于化工培训领域，整体系统简单，可操作性强。

A chemical training system based on virtual reality

The invention discloses a chemical training system based on virtual reality model: it includes creating module, virtual reality module and human-computer interaction module, wherein, the virtual reality module first through the display will show the 3D virtual scene, and then through the VR glasses from the display to see 3D virtual scene, virtual module created people, equipment, supplies and medicines switch module; the display screen is a touch screen, is also an important part of the human-computer interaction module, when the hand press or close the sliding screen, will trigger the emergence of virtual characters often Jin Chung and converted into the characters on / off switch button or mobile device the operation of drug supplies. This invention applies VR technology to the field of chemical training for the first time, the whole system is simple and the operation is strong.

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟现实的化工培训系统
本专利技术属于虚拟现实的
，尤其涉及一种基于虚拟模拟现实的化工培训系统。
技术介绍
化工生产过程具备高温、高压、易燃、易爆、易中毒等特点，使得化工行业不同于其他行业，具备较高的危险性和危害性。从事化工生产的技术人员必须经过相应的培训，保证化工操作过程的准确无误，才可有效避免事故的发生。为了让培训者掌握化工操作的技术，很多厂家引进了DCS仿真系统供操作人员培训，通过DCS对一些意外情况进行模拟处理，有效保障了学员的安全性。然而，DCS仿真模拟系统仅通过鼠标和键盘进行输入，然后将相应的处理结果用文字或图片的形式呈现在培训者面前，受训者无法通过肢体操作来模拟真实的操作过程，也无法直观地看到或感受到操作失误导致的危险性和危害性。虚拟现实(virtualreality,VR)技术是近年出现的新型科研热点，通过VR技术，人们可以看到三维立体的虚拟画面，从而使观众体验到身临其境的感觉。由于VR具备真实感强、零危险系数等优点，被广泛应用于工业或医学等具备危险性的行业的培训。然而，将VR技术具体应用于化工领域的培训，尚未有人研究。
技术实现思路
本专利技术旨在提供一种基于虚拟现实的化工培训系统，用于让学员们身临其境地学习化工领域的各项技能，深切感知操作失误导致的事故后果。为了达到上述目的，本专利技术采用了如下技术方案：一种基于虚拟现实的化工培训系统，包括：模型创建模块，所述模型创建模块用于根据不同的化工生产环境创建三维虚拟场景，根据化工生产操作需要创建虚拟的仪器设备、药品耗材、开关按钮；虚拟现实模块，所述虚拟现实模块首先通过显示屏将三维虚拟场景展现出来，再通过VR眼镜从显示屏上看到三维虚拟模块创建的虚拟场景、人物、仪器设备、药品耗材以及开关按钮模块；人机交互模块，所述人机交互模块主要由上述显示屏组成，所述显示屏为触摸式显示屏，当人手按压或者贴着所述显示屏滑动时，将触发虚拟常景中人物的出现并转换成所述人物开启/关闭开关按钮或移动仪药品耗材的操作。作为本专利技术改进的技术方案，所述VR眼镜为3D眼镜，在3D眼镜上设置有位移传感模块，所述位移传感模块用于感应培训人员头部的移动方向，从而切换显示屏展示的三维虚拟现实场景。进一步地，所述3D眼镜包括眼镜本体和头带，所述眼镜本体包括遮光眼罩和与遮光眼罩连接的红篮3D镜片，所述位移传感器位于头带上。优选地，当佩戴好3D眼镜后，所述位移传感器位于培训者头顶或头后。作为本专利技术改进的技术方案，所述人机交互模块还包括全方位VR跑步机，所述全方位VR跑步机将人体的移动状态转换成虚拟场景中人物的移动。优选地，所述人体的移动状态包括行走、爬高、跳跃和跑动。作为本专利技术改进的技术方案，还包括学习提示模块，所述学习提示模块用于展示化工生产的具体操作流程以供培训人员学习。作为本专利技术改进的技术方案，还包括技能鉴定模块，进入技能鉴定模块，学员开始模拟化工生产操作，操作结束后技能鉴定模块根据学员的操作进行评分。有益效果：本专利技术填补了VR技术在化工培训领域的空白。本专利技术通过VR眼镜看到虚拟的立体化工生产环境，然后通过与显示屏接触，来触发对应的仪器设备开闭或者移动药品耗材，不需要佩戴额外的传感器装备即可实现人机交互，灵敏度高，使用成本低。本专利技术的VR眼镜优选为带位移传感器的3D眼镜，它通过光学原理从显示屏中看到三维立体化工生产环境，不需要额外的电子辅助元件在VR眼镜中成像，从而极大地缩小了VR眼镜的大小、体积和重量，使培训者佩戴起来更舒适。位移传感器通过无限蓝牙与计算机相连，用于感测人体头部转动的方向，并结合全方位VR跑步机，来切换显示屏中虚拟立体化工生产环境的图像，故人体的活动不会受到数据连线的限制。此外，位移传感器优选位于头顶或头后，这样亦会使培训者使用起来更舒适，不会压迫眼眼睛。附图说明图1为本专利技术的基于虚拟现实的化工培训系统模块示意图；图2为本专利技术中的VR眼镜结构示意图。具体实施方式为了使本领域的技术人员更清楚明了地理解本专利技术，现结合说明书符合和具体实施方式，对本专利技术进行详细说明。如图1所示，本专利技术的基于虚拟现实的化工培训系统，主要由模型构建模块、虚拟现实模块以及人机交互模块组成。所述模型创建模块位于计算机中，用于根据不同的化工生产环境创建三维虚拟场景，根据化工生产操作需要创建虚拟的仪器设备、药品耗材、开关按钮；所述虚拟现实模块主要由VR眼镜和显示屏组成，它首先通过显示屏将三维虚拟场景展现出来，再通过VR眼镜从显示屏上看到三维虚拟模块创建的虚拟场景、人物、仪器设备、药品耗材以及开关按钮模块；所述人机交互模块主要由显示屏组成，所述显示屏为触摸式显示屏，当人手按压或者贴着所述显示屏滑动时，将触发虚拟常景中人物的出现并转换成所述人物开启/关闭开关按钮或移动仪药品耗材的操作。其中，VR眼镜为3D眼镜，在3D眼镜上设置有位移传感模块，所述位移传感模块用于感应培训人员头部的移动方向，从而切换显示屏展示的三维虚拟现实场景。具体地，本专利技术中的3D眼镜包括眼镜本体和头带1，所述眼镜本体包括遮光眼罩2以及与遮光眼罩连接的红3D镜片3和篮3D镜片4，所述位移传感器5位于头带2上，如图2所示。为了使3D眼镜不压迫培训者的眼睛，当佩戴好3D眼镜后，所述位移传感器5优选安放在培训者的头顶或头后。为了使本专利技术的系统更接近实际生产过程，所述人机交互模块还包括全方位VR跑步机，用于将人体的移动状态转换成虚拟场景中人物的移动。所述人体的移动状态包括行走、爬高、跳跃和跑动。全方位VR跑步机与位移传感模块相互结合，可以切换显示屏中虚拟立体化工生产环境的图像。例如，当位移传感模块感受到人体头部向上抬时，即将显示屏的画面切换成高处场景的画面；如果全方位跑步机感测到人体向前移动，就将显示屏的画面切换成人物所在位置前方场景的画面；当人体手部接触显示屏，而全方位VR跑步机感测到人体的脚部交互向前抬起，即判定为人体在跑高，显示屏的画面将切换成上前方场景的画面；当人体手部接触显示屏，而全方位VR跑步机感测到人体的脚部交互向后抬起、位移传感器感测到人体低着头，即判定为人体在向下攀爬，显示屏的画面切换成下前方场景的画面。为了使本系统更好地服务培训者，在计算机中还安装有学习提示模块和技能鉴定模块。所述学习提示模块用于展示化工生产的具体操作流程以供培训人员学习。进入技能鉴定模块，学员开始模拟化工生产操作，操作结束后技能鉴定模块根据学员的操作进行评分，从而为培训效果提供依据。根据上述说明书的揭示和教导，本专利技术所属领域的技术人员还可以对上述实施方式进行适当的变更和修改。因此，本专利技术并不局限于上面揭示和描述的具体实施方式，对本专利技术的一些修改和变更也应当落入本专利技术的权利要求的保护范围内。此外，尽管本说明书中使用了一些特定的术语，但这些术语只是为了方便说明，并不对本专利技术构成任何限制。本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于虚拟现实的化工培训系统，包括：模型创建模块，所述模型创建模块用于根据不同的化工生产环境创建三维虚拟场景，根据化工生产操作需要创建虚拟的仪器设备、药品耗材、开关按钮；虚拟现实模块，所述虚拟现实模块首先通过显示屏将三维虚拟场景展现出来，再通过VR眼镜从显示屏上看到三维虚拟模块创建的虚拟场景、人物、仪器设备、药品耗材以及开关按钮模块；人机交互模块，所述人机交互模块主要由上述显示屏组成，所述显示屏为触摸式显示屏，当人手按压或者贴着所述显示屏滑动时，将触发虚拟常景中人物的出现并转换成所述人物开启/关闭开关按钮或移动仪药品耗材的操作。

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟现实的化工培训系统，包括：模型创建模块，所述模型创建模块用于根据不同的化工生产环境创建三维虚拟场景，根据化工生产操作需要创建虚拟的仪器设备、药品耗材、开关按钮；虚拟现实模块，所述虚拟现实模块首先通过显示屏将三维虚拟场景展现出来，再通过VR眼镜从显示屏上看到三维虚拟模块创建的虚拟场景、人物、仪器设备、药品耗材以及开关按钮模块；人机交互模块，所述人机交互模块主要由上述显示屏组成，所述显示屏为触摸式显示屏，当人手按压或者贴着所述显示屏滑动时，将触发虚拟常景中人物的出现并转换成所述人物开启/关闭开关按钮或移动仪药品耗材的操作。2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实的化工培训系统，其特征在于：所述VR眼镜为3D眼镜，在3D眼镜上设置有位移传感模块，所述位移传感模块用于感应培训人员头部的移动方向，从而切换显示屏展示的三维虚拟现实场景。3.根据权利要求2所述的基于虚拟现实的化工培训系统，其特征在于：所述3D眼镜...

【专利技术属性】
技术研发人员：王勇，王瑛，
申请(专利权)人：东莞华南设计创新院，
类型：发明
国别省市：广东,44