一种基于VR技术的地铁车钩故障状态模拟系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于VR技术的地铁车钩故障状态模拟系统，包括故障模拟后台、服务器、VR场景实施平台和控制面板；故障模拟后台用于存储基础数据；控制面板用于选择车钩模型和车钩故障形式并生成相应的故障指令；并用于选择由VR场景实施平台提供的虚拟现实场景，生成相应的控制指令；服务器用于根据故障指令获取对应的车钩模型数据和车钩故障数据，根据控制指令获取对应的虚拟现实场景，并根据车钩模型数据、车钩故障数据和虚拟现实场景生成车钩故障处理模拟实施场景；VR场景实施平台用于显示服务器生成的车钩故障处理模拟实施场景；本发明专利技术通过VR技术对不同车钩的各种故障形式的处理过程进行可视化、直观的仿真模拟，提高故障处理的动手能力和学习效率。

【技术实现步骤摘要】
一种基于VR技术的地铁车钩故障状态模拟系统
本专利技术属于虚拟现实
，更具体地，涉及一种基于VR技术的地铁车钩故障状态模拟系统。
技术介绍
VR即虚拟现实技术，是以沉浸性、交互性和构想性为基本技术特征的计算机高级人机界面、并行处理技术、多传感技术、模拟人的视觉、听觉和触觉等感觉器官功能，使得人们沉浸在计算机生成的虚拟环境中并能通过语言、手势等自然方式与之进行互动，创建了一种造人化的多维信息空间，具有广阔的应用前景。车钩是地铁车辆关键部件之一，其状态的可靠性直接影响地铁运营的安全；按照地铁车辆牵引连挂装置的连接方法不同，可分为自动车钩、非自动车钩和半永久性牵引杆。从车钩组成上，可将车钩分为车钩头、解钩气缸、手动解钩装置、空气管路连接、电钩驱动装置、电钩头、垂直支撑、对中装置、钩尾等部分。常见车钩故障有车钩分离、自动连挂失败、手动解挂失败、自动解钩失败、车钩再对中失败、车钩牵引杆松脱、车钩零件带电流、风管接头泄漏等。现有的地铁车钩故障处理方法主要采用理论学习和实际操作相结合的方式，枯燥的理论知识不能为检修人员提供直观可见的故障处理措施；另外，由于地铁车钩结构复杂、故障形式多种多样，故障现场单一的故障表现形式不能为检修人员提供全面的学习素材；总之，现有的车钩故障处理学习模式无法为检修人员提供高效的学习方法，无法为地铁车辆运营安全提供良好的保障。
技术实现思路
针对现有技术的以上缺陷或改进需求，本专利技术提供了一种基于VR技术的地铁车钩故障状态模拟系统，通过VR技术对不同车钩的各种故障形式的处理过程进行可视化、直观的仿真模拟，实际检修人员不仅能够观看并学习场景中的虚拟检修人员的故障处理操作，还可以通过VR手柄操纵场景内的虚拟检修人员进行实际操作，提高故障处理的动手能力和学习效率。为实现上述目的，按照本专利技术的一个方面，提供了一种基于VR技术的地铁车钩故障状态模拟系统，包括故障模拟后台、服务器、VR场景实施平台和控制面板；故障模拟后台、VR场景实施平台和控制面板均与服务器具有通信连接；故障模拟后台用于存储基础数据，包括车钩模型数据、车钩故障数据、车钩故障处理的动作反馈指令，以及车钩故障处理理论数据；控制面板用于选择车钩模型和车钩故障形式并生成相应的故障指令；并用于选择由VR场景实施平台提供的虚拟现实场景，生成相应的控制指令；服务器用于根据故障指令从故障模拟后台中获取对应的车钩模型数据和车钩故障数据，根据控制指令从VR场景实施平台中获取对应的虚拟现实场景，并根据车钩模型数据、车钩故障数据和虚拟现实场景生成相应的车钩故障处理模拟实施场景；VR场景实施平台用于显示服务器生成的车钩故障处理模拟实施场景，以供检修人员在虚拟现实场景中模拟车钩故障处理。优选的，上述地铁车钩故障状态模拟系统，其车钩故障处理模拟实施场景包括地铁车辆、每节车辆间连接的车钩、车钩组成部分、虚拟操作人员和对应车钩检修工具。优选的，上述地铁车钩故障状态模拟系统，其故障模拟后台包括车钩模型单元、车钩故障单元、数据处理单元、动作反馈单元和基础理论单元；车钩模型单元、车钩故障单元、动作反馈单元和基础理论单元均与数据处理单元具有通信连接，数据处理单元具有与服务器相互通信的接口；车钩模型单元用于存储车钩及车钩组件的三维实体模型，以及各类车钩检修工具的三维实体模型；车钩故障单元用于存储地铁车钩所有可能出现的故障形式及相应的故障指令；动作反馈单元用于存储各类故障的动作反馈指令及标准反馈动作；基础理论单元用于存储车钩故障处理理论数据和考题；数据处理单元用于接收控制面板发送的故障指令，从车钩模型单元中获取车钩模型数据，从车钩故障单元获取车钩故障数据；并用于接收控制面板发送的控制指令，从基础理论单元中获取车钩故障处理理论数据，或从动作反馈单元获取车钩动作反馈指令。优选的，上述地铁车钩故障状态模拟系统，其VR场景实施平台包括场景实施模块和VR设备；场景实施模块和VR设备均与服务器具有通信连接；场景实施模块用于提供虚拟现实场景，虚拟现实场景包括教学场景、训练场景、考核场景中的一种或几种；VR设备用于显示服务器生成的车钩故障处理模拟实施场景，并用于使实际检修人员操纵场景中的虚拟操作人员进行车钩故障处理的实际操作。优选的，上述地铁车钩故障状态模拟系统，其VR设备包括VR眼镜和VR手柄，VR眼镜和VR手柄以无线通信方式与服务器连接；VR眼镜用于显示服务器生成的车钩故障处理模拟实施场景；VR手柄用于供实际检修人员操纵场景中的虚拟操作人员进行车钩故障处理的实际操作；场景实施模块包括教学单元、训练单元和考核单元，教学单元、训练单元和考核单元均与服务器具有通信连接，分别用于提供教学场景、训练场景和考核场景。优选的，上述地铁车钩故障状态模拟系统，其教学单元包括理论教学模块和虚拟操作教学模块；理论教学模块中存储有预先生成的理论教学场景；服务器根据控制面板发出的控制指令从理论教学模块中获取理论教学场景，并从基础理论单元中获取车钩故障处理理论数据，并根据车钩模型数据、车钩故障数据、理论教学场景和车钩故障处理理论数据生成车钩故障处理模拟实施场景；虚拟操作教学模块中存储有预先生成的虚拟操作教学场景；服务器根据控制面板发出的控制指令从虚拟操作教学模块中获取虚拟操作教学场景，并从动作反馈单元中获取车钩故障的动作反馈指令；并根据车钩模型数据、车钩故障数据、虚拟操作教学场景和动作反馈指令生成车钩故障处理模拟实施场景。优选的，上述地铁车钩故障状态模拟系统，其训练单元包括理论训练模块和虚拟操作训练模块；理论训练模块中存储有预先生成的理论训练场景；服务器根据控制面板发出的控制指令从理论训练模块中获取理论训练场景，并根据车钩模型数据、车钩故障数据、车钩故障处理理论数据和理论训练场景生成车钩故障处理模拟实施场景；虚拟操作训练模块中存储有预先生成的虚拟操作训练场景；服务器根据控制面板发出的控制指令从虚拟操作训练模块中获取虚拟操作训练场景，并根据车钩模型数据、车钩故障数据和虚拟操作训练场景生成车钩故障处理模拟实施场景，供佩戴VR眼镜的实际检修人员通过VR手柄操纵场景内的虚拟检修人员进行故障处理。优选的，上述地铁车钩故障状态模拟系统，其考核单元包括理论考核模块和虚拟操作考核模块；理论考核模块中存储有预先生成的理论考核场景；服务器根据控制面板发出的控制指令从理论考核模块中获取理论考核场景，并从基础理论单元中获取考题；并根据车钩模型数据、车钩故障指令、考题和理论考核场景生成车钩故障处理模拟实施场景；虚拟操作考核模块中存储有预先生成的虚拟操作考核场景；服务器根据控制面板发出的控制指令从虚拟操作考核模块中获取虚拟操作考核场景，并根据车钩模型数据、车钩故障数据和虚拟操作考核场景生成车钩故障处理模拟实施场景，供佩戴VR眼镜的实际检修人员通过VR手柄操纵场景内的虚拟检修人员进行故障处理。优选的，上述地铁车钩故障状态模拟系统，其数据处理单元还用于记录实际检修人员在操作过程中的反馈动作数据，并将其与动作反馈单元存储的标准反馈动作进行对比，自动给出考核评分结果，并通过VR眼镜进行显示。优选的，上述地铁车钩故障状态模拟系统，还包括显示屏，显示屏与服务器相互通信，用于与VR眼镜同步显示车钩故障处理模拟实施场景和考核评分结果。优选的，上述地铁车本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于VR技术的地铁车钩故障状态模拟系统，其特征在于，包括故障模拟后台、服务器、VR场景实施平台和控制面板；所述故障模拟后台、VR场景实施平台和控制面板均与服务器具有通信连接；所述故障模拟后台用于存储基础数据，包括车钩模型数据、车钩故障数据、车钩故障处理的动作反馈指令，以及车钩故障处理理论数据；所述控制面板用于选择车钩模型和车钩故障形式并生成相应的故障指令；并用于选择由VR场景实施平台提供的虚拟现实场景，生成相应的控制指令；所述服务器用于根据所述故障指令从故障模拟后台中获取对应的车钩模型数据和车钩故障数据，根据所述控制指令从VR场景实施平台中获取对应的虚拟现实场景，并根据所述车钩模型数据、车钩故障数据和虚拟现实场景生成相应的车钩故障处理模拟实施场景；所述VR场景实施平台用于显示服务器生成的车钩故障处理模拟实施场景，以供检修人员在虚拟现实场景中模拟车钩故障处理。

【技术特征摘要】
1.一种基于VR技术的地铁车钩故障状态模拟系统，其特征在于，包括故障模拟后台、服务器、VR场景实施平台和控制面板；所述故障模拟后台、VR场景实施平台和控制面板均与服务器具有通信连接；所述故障模拟后台用于存储基础数据，包括车钩模型数据、车钩故障数据、车钩故障处理的动作反馈指令，以及车钩故障处理理论数据；所述控制面板用于选择车钩模型和车钩故障形式并生成相应的故障指令；并用于选择由VR场景实施平台提供的虚拟现实场景，生成相应的控制指令；所述服务器用于根据所述故障指令从故障模拟后台中获取对应的车钩模型数据和车钩故障数据，根据所述控制指令从VR场景实施平台中获取对应的虚拟现实场景，并根据所述车钩模型数据、车钩故障数据和虚拟现实场景生成相应的车钩故障处理模拟实施场景；所述VR场景实施平台用于显示服务器生成的车钩故障处理模拟实施场景，以供检修人员在虚拟现实场景中模拟车钩故障处理。2.如权利要求1所述的地铁车钩故障状态模拟系统，其特征在于，所述车钩故障处理模拟实施场景包括地铁车辆、每节车辆间连接的车钩、车钩组成部分、虚拟操作人员和对应车钩检修工具。3.如权利要求1或2所述的地铁车钩故障状态模拟系统，其特征在于，所述故障模拟后台包括车钩模型单元、车钩故障单元、数据处理单元、动作反馈单元和基础理论单元；所述车钩模型单元、车钩故障单元、动作反馈单元和基础理论单元均与数据处理单元具有通信连接，数据处理单元具有与服务器相互通信的接口；所述车钩模型单元用于存储车钩及车钩组件的三维实体模型，以及各类车钩检修工具的三维实体模型；所述车钩故障单元用于存储地铁车钩所有可能出现的故障形式及相应的故障指令；所述动作反馈单元用于存储各类车钩故障处理的动作反馈指令及标准反馈动作；所述基础理论单元用于存储车钩故障处理理论数据和相关考题；所述数据处理单元用于接收控制面板发送的故障指令，从车钩模型单元中获取车钩模型数据，从车钩故障单元获取车钩故障数据；并用于接收控制面板发送的控制指令，从基础理论单元中获取车钩故障处理理论数据，或从动作反馈单元获取车钩故障的动作反馈指令。4.如权利要求3所述的地铁车钩故障状态模拟系统，其特征在于，所述VR场景实施平台包括场景实施模块和VR设备；所述场景实施模块和VR设备均与服务器具有通信连接；所述场景实施模块用于提供虚拟现实场景，所述虚拟现实场景包括教学场景、训练场景、考核场景中的一种或几种；所述VR设备用于显示服务器生成的车钩故障处理模拟实施场景，并用于供实际检修人员操纵场景中的虚拟操作人员进行车钩故障处理的实际操作。5.如权利要求4所述的地铁车钩故障状态模拟系统，其特征在于，所述VR设备包括VR眼镜和VR手柄，所述VR眼镜和VR手柄以无线通信方式与服务器连接；所述VR眼镜用于显示服务器生成的车钩故障处理模拟实施场景；所述VR手柄用于供实际检修人员操纵场景中的虚拟操作人员进行车钩故障处理的实际操作；所...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘奥，缪东，谢钦，史明红，周小斌，肖俊，姚应峰，廖永亮，舒冬，代刚，王俊，李威，
申请(专利权)人：中铁第四勘察设计院集团有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42