一种输电线路高空行走培训系统及其方法技术方案

本发明专利技术公开了一种输电线路高空行走培训系统及其工作方法，涉及电力培训领域；电力培训受气候条件影响，在恶劣天气条件下无法在室外进行输电线路高空作业教学培训，效率低，时间成本高。本发明专利技术包括VR眼镜、手势识别装置、显示屏、音响设备、VR主机、人员定位装置、输电线路高空行走平台；VR眼镜与手势识别装置相连，VR眼镜、音响设备、显示屏通过网络与VR主机连接；人员定位装置安装在输电线路高空行走平台上，通过网络与VR主机连接；手势识别装置通过网络与VR主机连接。本技术方案不受环境因素影响；让培训人员以第一人称的形式在虚拟场景中进行交互、学习、模拟操作，具有很强的沉浸感，效果趋于现实的培训方式；培训效果好，培训效率高。

A High Altitude Walking Training System for Transmission Lines and Its Method

The invention discloses a high-altitude walking training system for transmission lines and its working method, which relates to the field of electric power training; electric power training is affected by climate conditions, and can not carry out high-altitude operation teaching and training for transmission lines outdoors under bad weather conditions, with low efficiency and high time cost. The invention comprises VR glasses, gesture recognition device, display screen, audio equipment, VR host, personnel positioning device and high-altitude walking platform of transmission line; VR glasses are connected with gesture recognition device, VR glasses, audio equipment and display screen are connected with VR host through network; personnel positioning device is installed on the high-altitude walking platform of transmission line, and is connected with VR host through network; The other device is connected to the VR host through the network. The technical scheme is not affected by environmental factors; it allows trainers to interact, learn and simulate in the virtual scene in the form of first person, with a strong sense of immersion, and the effect tends to be realistic training mode; the training effect is good, and the training efficiency is high.

【技术实现步骤摘要】
一种输电线路高空行走培训系统及其方法
本专利技术涉及电力培训领域，尤其涉及一种输电线路高空行走培训系统及其工作方法。
技术介绍
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，社会对电能输送量以及供电质量要求也进一步提高，全国输电线路网络建设蓬勃开展，对我国电网的安全稳定运行提出了越来越高的要求。因此加大对电力员工的输电线路带电作业培训显得尤为重要，输电线路存在尺寸高大、形式多样等特点，资金投入力度大，在对员工进行教学时，地面学员无法近距离学习感知教学过程；同时，受气候条件影响，在恶劣天气条件下无法在室外进行输电线路高空作业教学培训，效率低，时间成本高。因此需要专利技术一种能有效降低培训资金投入，供电力学员实时感知教学、不受天气变化影响的输电线路高空行走培训装置。
技术实现思路
本专利技术要解决的技术问题和提出的技术任务是对现有技术方案进行完善与改进，提供一种输电线路高空行走培训系统及其工作方法，以达到提高培训效率的目的。为此，本专利技术采取以下技术方案。一种输电线路高空行走培训系统，包括VR眼镜、手势识别装置、显示屏、音响设备、VR主机、人员定位装置、输电线路高空行走平台；所述VR眼镜与手势识别装置相连，所述VR眼镜、音响设备、显示屏通过网络与VR主机连接；所述的人员定位装置安装在输电线路高空行走平台上，通过网络与VR主机连接；所述手势识别装置通过网络与VR主机连接；所述的VR主机设有：模型创建模块：用于根据输电线路的实际场景创建三维虚拟场景；根据输电线路高空行走需使用的实际作业工器具创建虚拟工器具模型；手势库模块：用于设置输电线路高空行走培训过程中受训人员可能使用的手势以及每个手势对应的系统操作；虚拟现实交互模块：识别受训人员的各种手势动作，与手势库中的手势进行匹配关联，从而触发对应的操作内容；人员定位模块：用于根据定位受训人员在输电线路高空行走平台上的具体位置，实时反馈到虚拟环境中，保证受训人员在虚拟环境与真实环境的位置同步。本技术方案可以通过三维建模，搭建与真实场景完全相同，且设备或仪器可操作三维场景，同时在地面搭建输电线路高空部分，采用虚实结合的方式模拟仿真输电线路高空行走的培训方法及装置，结合VR虚拟现实技术及手势识别技术，让受训人员以第一人称的形式在虚拟场景中进行交互、学习、模拟操作，具有很强的沉浸感，效果趋于现实的培训方式。采用三维仿真技术、VR虚拟现实技术及手势识别技术与实物平台结合的方式在输电线路高空作业领域上是一种突破，它不仅可以节省人员培训成本，同时能在受训人员安全的情况下，学习输电线路高空行走方法。作为优选技术手段：所述的VR主机还设有多视角模块，多视角模块用于在三维虚拟场景中，采用对应的虚拟摄像机，同步数据以第三人称视角展示不同于受训人员视角的学习过程，通过多视角模块，将当前受训人员模拟操作以第三人称视角在显示屏上展示给其他培训人员进行观看，对数据进行存储，实现一人操作，其他培训人员同步学习。作为优选技术手段：所述的手势识别装置为穿戴式装置，其与受训人员的手臂相配。使用灵活方便，又不影响操作。作为优选技术手段：所述的输电线路高空行走平台设于室内，其包括两底座、跨设在底座上的行走桥、行走桥的两侧设有围档。设围档，有肋于提高安全性。作为优选技术手段：围档顶部四角设有人员定位装置。有效地对受训人员进行定位，围档的四角设人员定位装置，准确性好，可以准确地获得人员位置。作为优选技术手段：所述的行走桥的前方设有所述的音响设备，行走桥前方的墙上设有所述的显示屏，所述的显示屏为液晶屏。音响设备和显示屏设于正前方，方便观看、指导受训人员。本专利技术的另一个目的是提供一种输电线路高空行走培训方法，其包括以下步骤：1）通过人员定位装置，检测受训人员是否进入输电线路高空行走平台，并穿戴好VR眼镜、手势识别装置；若是则进入下一步2）根据输电线路的实际场景创建三维虚拟场景；根据输电线路高空行走需使用的实际作业工器具创建虚拟工器具模型；3）受训人员当前位置通过人员定位装置将人员的现实环境位置与虚拟环境位置同步，使其虚实环境中都处于同一位置；3）根据手势识别装置识别受训人员的各种手势动作，并与手势库中的手势进行匹配关联，从而触发对应的操作内容，从而进行不同的操作；4）通过人员定位装置，获取定位受训人员在输电线路高空行走平台上的具体位置，并根据定位受训人员在输电线路高空行走平台上的具体位置，实时反馈到虚拟环境中，保证受训人员在虚拟环境与真实环境的位置同步；所述的VR主机通过VR眼镜、音响设备与受训人员进行交互；受训人员按照输电线路高空行走标准方法进行交互仿真操作，学习高空行走过程。作为优选技术手段：VR主机根据三维虚拟场景中对应的虚拟摄像机，同步数据以第三人称视角通过显示屏展示不同于受训人员视角的学习过程。有益效果：1、让培训人员以第一人称的形式在虚拟场景中进行交互、学习、模拟操作，具有很强的沉浸感，效果趋于现实的培训方式；培训效果好，培训效率高。2、对比实训场的真实输电线路高空行走过程，虚拟现实输电线路培训能节省大量成本。3、不受环境因素影响，培训人员可随时进行输电线路高空行走学习。4、培训人员的操作过程以第三人称视角展示在液晶屏上，不仅可以用来对培训人员的操作过程进行评定，还能用于其他学员的观摩学习。5、通过人员定位装置，将受训人员的真实位置与虚拟环境中的位置进行同步，增强受训人员的真实感受。附图说明图1为本专利技术专利装置示意图。图2是本专利技术专利装置连接框图。图3是本专利技术的结构原理图。图中：1、VR眼镜；2、手势识别装置；3、人员定位装置；4、显示屏；5、音响设备；6、VR主机；7、输电线路高空行走平台。具体实施方式以下结合说明书附图对本专利技术的技术方案做进一步的详细说明。如图1、2、3所示，一种输电线路高空行走培训系统，包括VR眼镜1、手势识别装置2、显示屏4、音响设备5、VR主机6、人员定位装置3、输电线路高空行走平台7；VR眼镜1与手势识别装置2相连，VR眼镜1、音响设备5、显示屏4通过网络与VR主机6连接；人员定位装置3安装在输电线路高空行走平台7上，通过网络与VR主机6连接；手势识别装置2通过网络与VR主机6连接；VR主机6设有：模型创建模块：用于根据输电线路的实际场景创建三维虚拟场景；根据输电线路高空行走需使用的实际作业工器具创建虚拟工器具模型；手势库模块：用于设置输电线路高空行走培训过程中受训人员可能使用的手势以及每个手势对应的系统操作；虚拟现实交互模块：识别受训人员的各种手势动作，与手势库中的手势进行匹配关联，从而触发对应的操作内容；人员定位模块：用于根据定位受训人员在输电线路高空行走平台7上的具体位置，实时反馈到虚拟环境中，保证受训人员在虚拟环境与真实环境的位置同步。本技术方案可以通过三维建模，搭建与真实场景完全相同，且设备或仪器可操作三维场景，同时在地面搭建输电线路高空部分，采用虚实结合的方式模拟仿真输电线路高空行走的培训方法及装置，结合VR虚拟现实技术及手势识别技术，让受训人员以第一人称的形式在虚拟场景中进行交互、学习、模拟操作，具有很强的沉浸感，效果趋于现实的培训方式。采用三维仿真技术、VR虚拟现实技术及手势识别技术与实物平台结合的方式在输电线路高空作业领域上本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种输电线路高空行走培训系统，其特征在于：包括VR眼镜（1）、手势识别装置（2）、显示屏（4）、音响设备（5）、VR主机（6）、人员定位装置（3）、输电线路高空行走平台（7）；所述VR眼镜（1）与手势识别装置（2）相连，所述VR眼镜（1）、音响设备（5）、显示屏（4）通过网络与VR主机（6）连接；所述的人员定位装置（3）安装在输电线路高空行走平台（7）上，通过网络与VR主机（6）连接；所述手势识别装置（2）通过网络与VR主机（6）连接；所述的V R主机（6）设有：模型创建模块：用于根据输电线路的实际场景创建三维虚拟场景；根据输电线路高空行走需使用的实际作业工器具创建虚拟工器具模型；手势库模块：用于设置输电线路高空行走培训过程中受训人员可能使用的手势以及每个手势对应的系统操作；虚拟现实交互模块：识别受训人员的各种手势动作，与手势库中的手势进行匹配关联，从而触发对应的操作内容；人员定位模块：用于根据人员定位装置（3）定位受训人员在输电线路高空行走平台（7）上的具体位置，实时反馈到虚拟环境中，保证受训人员在虚拟环境与真实环境的位置同步。

【技术特征摘要】
1.一种输电线路高空行走培训系统，其特征在于：包括VR眼镜（1）、手势识别装置（2）、显示屏（4）、音响设备（5）、VR主机（6）、人员定位装置（3）、输电线路高空行走平台（7）；所述VR眼镜（1）与手势识别装置（2）相连，所述VR眼镜（1）、音响设备（5）、显示屏（4）通过网络与VR主机（6）连接；所述的人员定位装置（3）安装在输电线路高空行走平台（7）上，通过网络与VR主机（6）连接；所述手势识别装置（2）通过网络与VR主机（6）连接；所述的VR主机（6）设有：模型创建模块：用于根据输电线路的实际场景创建三维虚拟场景；根据输电线路高空行走需使用的实际作业工器具创建虚拟工器具模型；手势库模块：用于设置输电线路高空行走培训过程中受训人员可能使用的手势以及每个手势对应的系统操作；虚拟现实交互模块：识别受训人员的各种手势动作，与手势库中的手势进行匹配关联，从而触发对应的操作内容；人员定位模块：用于根据人员定位装置（3）定位受训人员在输电线路高空行走平台（7）上的具体位置，实时反馈到虚拟环境中，保证受训人员在虚拟环境与真实环境的位置同步。2.根据权利要求1所述的一种输电线路高空行走培训系统，其特征在于：所述的VR主机（6）还设有多视角模块，多视角模块用于在三维虚拟场景中，采用对应的虚拟摄像机，同步数据以第三人称视角展示不同于受训人员视角的学习过程，通过多视角模块，将当前受训人员模拟操作以第三人称视角在显示屏（4）上展示给其他培训人员进行观看，对数据进行存储，实现一人操作，其他培训人员同步学习。3.根据权利要求2所述的一种输电线路高空行走培训系统，其特征在于：所述的手势识别装置（2）为穿戴式装置，其与受训人员的手臂相配。4.根据权利要求3所述的一种输电线路高空行走培训系统，其特征在于：所述的...

【专利技术属性】
技术研发人员：任志强，姜文东，潘王新，邓益民，李健，方宇华，方玉群，胡建勋，张秋实，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司，国网浙江省电力有限公司培训中心，武汉科迪奥电力科技有限公司，
类型：发明
国别省市：浙江,33