基于虚拟现实交互技术的井场事故模拟系统及方法技术方案

本发明专利技术公开了一种基于虚拟现实交互技术的井场事故模拟系统及方法。其中，该系统包括：虚拟现实服务器，被配置为：接收人物空间位姿信息和虚拟现实终端的碰撞交互信息；基于所述人物空间位姿信息和所述碰撞交互信息，计算事件响应逻辑，生成事件交互结果；所述虚拟现实终端，被配置为：基于所述事件交互结果对相应的虚拟场景进行可视化渲染，以模拟所述井场事故。本发明专利技术解决了相关技术中虚拟现实模拟的井场事故沉浸感与真实感不强的技术问题。场事故沉浸感与真实感不强的技术问题。场事故沉浸感与真实感不强的技术问题。

【技术实现步骤摘要】
基于虚拟现实交互技术的井场事故模拟系统及方法


[0001]本专利技术涉及虚拟现实交互
，具体而言，涉及一种基于虚拟现实交互技术的井场事故模拟系统及方法。

技术介绍

[0002]油田生产作业过程中的操作工艺越来越复杂，安全问题日益突出，如何培训和考核具有专业水准的救援人员，保证企业安全生产，降低事故危害，是石油企业面临的比较重要的问题。油田生产作为高危行业，现场救援作业需要足够的理论知识作为后盾，并且需要拥有一定的实践经验。但是传统的课堂培训与视频教学只能单一地讲解演示救援作业过程，现场的模拟救援培训又存在着不确定性危险，而且部分危险工况也无法进行现场复现培训。
[0003]虚拟现实技术作为20世纪以来一项全新的实用技术，在油田行业的应用也越来越广泛。基于虚拟现实技术的井场事故模拟系统是一种用于针对初级井场救援作业人员技能培训的应用平台，通过虚拟现实服务器软件建立虚拟井场的高真实性可视化环境，利用虚拟现实终端进行受训人员的救援设备认知、救援作业流程了解和危险工况抢险救援模拟等方面的培训。能够加快培训人员的理论知识学习和作业经验积累，加强培训人员理论知识和实践经验相结合的能力。相较于传统的井场救援培训方式，该系统在保证低成本与低风险的情况下更加的具有真实体验感。但是，现有的虚拟现实模拟井场事故的技术还是不够真实。
[0004]针对上述的问题，目前尚未提出有效的解决方案。

技术实现思路

[0005]本专利技术实施例提供了一种基于虚拟现实交互技术的井场事故模拟系统及方法，以至少解决相关技术中虚拟现实模拟的井场事故沉浸感与真实感不强的技术问题。
[0006]根据本专利技术实施例的一个方面，提供了一种基于虚拟现实交互技术的井场事故模拟系统，包括：虚拟现实服务器，被配置为：接收人物空间位姿信息和虚拟现实终端的碰撞交互信息；基于所述人物空间位姿信息和所述碰撞交互信息，计算事件响应逻辑，生成事件交互结果；所述虚拟现实终端，被配置为：基于所述事件交互结果对相应的虚拟场景进行可视化渲染，以模拟所述井场事故。
[0007]根据本专利技术实施例的另一方面，还提供了一种基于虚拟现实交互技术的井场事故模拟方法，包括：接收人物空间位姿信息和虚拟现实终端的碰撞交互信息；基于所述人物空间位姿信息和所述碰撞交互信息，计算事件响应逻辑，生成事件交互结果；基于所述事件交互结果对相应的虚拟场景进行可视化渲染，以模拟所述井场事故。
[0008]在本专利技术实施例中，接收人物空间位姿信息和虚拟现实终端的碰撞交互信息；基于所述人物空间位姿信息和所述碰撞交互信息，计算事件响应逻辑，生成事件交互结果；基于所述事件交互结果对相应的虚拟场景进行可视化渲染，以模拟所述井场事故。通过上述
方案，解决了相关技术中虚拟现实模拟的井场事故沉浸感与真实感不强的技术问题。
附图说明
[0009]此处所说明的附图用来提供对本专利技术的进一步理解，构成本申请的一部分，本专利技术的示意性实施例及其说明用于解释本专利技术，并不构成对本专利技术的不当限定。在附图中：
[0010]图1是根据本专利技术实施例的一种基于虚拟现实交互技术的井场事故模拟系统的结构示意图；
[0011]图2是根据本专利技术实施例的另一种基于虚拟现实交互技术的井场事故模拟系统的结构示意图；
[0012]图3是根据本专利技术实施例的多点源火焰热辐射模型示意图；
[0013]图4是根据本专利技术实施例的单个三角面切割关系示意图，其中，(a)为三角面在切割平面一侧、(b)为三角面某一顶点在切割平面上、(c)为三角面与切割平面相交；
[0014]图5是根据本专利技术实施例的一种基于虚拟现实交互技术的井场事故模拟方法的流程图；
[0015]图6是根据本专利技术实施例的又一种基于虚拟现实技术的井场事故模拟的方法的流程图；
[0016]图7是根据本专利技术实施例的钻柱三轴振动方向示意图；
[0017]图8是根据本专利技术实施例的地下钻井场景模拟示意图。
[0018]附图中，10、虚拟现实终端；20、虚拟现实服务器；30、环境模拟装置；202、事故模拟模块；204、评分报告模块；2022、井场着火模拟模块；2024、井喷模拟模块。
具体实施方式
[0019]为了使本
的人员更好地理解本专利技术方案，下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分的实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都应当属于本专利技术保护的范围。
[0020]需要说明的是，本专利技术的说明书和权利要求书及上述附图中的术语“第一”、“第二”等是用于区别类似的对象，而不必用于描述特定的顺序或先后次序。应该理解这样使用的数据在适当情况下可以互换，以便这里描述的本专利技术的实施例能够以除了在这里图示或描述的那些以外的顺序实施。此外，术语“包括”和“具有”以及他们的任何变形，意图在于覆盖不排他的包含，例如，包含了一系列步骤或单元的过程、方法、系统、产品或设备不必限于清楚地列出的那些步骤或单元，而是可包括没有清楚地列出的或对于这些过程、方法、产品或设备固有的其它步骤或单元。
[0021]概述
[0022]本申请提供了一种基于虚拟现实交互技术的井场事故模拟系统，属于虚拟现实模拟救援培训领域。
[0023]该井场事故模拟系统包括硬件连接模块和软件设计模块。虚拟现实服务器处理虚拟现实手柄控制器和虚拟现实跟踪定位器的数据，将可视化信息输出给虚拟现实头盔显示
器。
[0024]受训人员根据当前所处的事件模块，通过虚拟现实手柄控制器在虚拟井场中进行模拟交互，虚拟现实服务器接收人物空间位姿信息和虚拟现实手柄控制器的碰撞交互信息，计算事件响应逻辑，输出事件交互结果，虚拟现实头盔显示器对相应的虚拟场景进行可视化渲染。
[0025]本申请通过一种基于虚拟现实技术的井场事故模拟系统，解决了传统的事故救援培训方式中视频和书籍教学沉浸感与真实感不强、一些井场事故难以进行现场复现培训的缺点，实现了让培训人员快速积累井场救援经验的效果。
[0026]实施例1
[0027]根据本专利技术实施例，提供了一种基于虚拟现实交互技术的井场事故模拟系统，如图1所示，包括硬件连接模块和软件设计模块。
[0028]硬件连接模块包括虚拟现实终端10、虚拟现实服务器20和环境模拟装置30，其中，虚拟现实终端10包括虚拟现实手柄控制器、虚拟现实头盔显示器、虚拟现实跟踪定位器。
[0029]虚拟现实手柄控制器、虚拟现实跟踪定位器与虚拟现实服务器20无线连接，虚拟现实头盔显示器与虚拟现实服务器20有线连接。虚拟现实跟踪定位器通过激光脉冲确定当前手柄控制器和头盔显示器的空间位姿，并向虚拟现实服务器20传输信息。虚拟现实服务器20处理位姿信息并加载到虚拟现实头盔显示器中进行渲染显示。其中，虚拟现实手柄控制器和头盔显示器均由受训人员拿持佩戴，所述虚拟现本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟现实交互技术的井场事故模拟系统，其特征在于，包括：虚拟现实服务器，被配置为：接收人物空间位姿信息和虚拟现实终端的碰撞交互信息；基于所述人物空间位姿信息和所述碰撞交互信息，计算事件响应逻辑，生成事件交互结果；所述虚拟现实终端，被配置为：基于所述事件交互结果对相应的虚拟场景进行可视化渲染，以模拟所述井场事故。2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述虚拟现实终端包括：虚拟现实手柄控制器，被配置为：感知受训人员的操作，生成所述碰撞交互信息；虚拟现实头盔显示器，被配置为：基于所述事件交互结果对相应的虚拟场景进行可视化渲染；虚拟现实跟踪定位器，被配置为通过激光脉冲确定所述虚拟现实手柄控制器和所述虚拟现实头盔显示器的空间位姿，生成所述人物空间位姿信息。3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述虚拟现实服务器还包括多个事故模拟模块，被配置为基于受训人员的培训项目，提供不同的井场事故场景，其中，多个所述井场事故模块包括：井场着火模拟模块，用于模拟井场火灾模拟场景；井喷模拟模块，用于模拟井喷模拟场景。4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述井喷模拟模块被配置为以下至少之一：确定石油粒子的渲染模型，对所述石油粒子的初始属性、运动状态和消逝状态进行限定，并将渲染效果传输到所述虚拟现实头盔显示器上，以模拟无着火井喷；确定火焰粒子的渲染模型，对所述火焰粒子的初始属性、运动状态和消逝状态进行限定，对所述火焰的伤害范围，采用基于权重系数的多点源火焰热辐射数值模型模拟，并且结合空间网格法，对安全救援距离进行判定分析，并将渲染效果传输到所述虚拟现实头盔显示器，以模拟失控着火井喷。5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述井喷模拟模块被配置为：基于虚拟现实的深度贴图采样、法线移动、菲涅尔反射，来实现所述井场火灾模拟场景和/或所述井喷模拟场景中的火焰粒子、石油粒子、水粒子；使用推测性CCD算法实现所述火焰粒子、所述石油粒子、所述水粒子之间的碰...

【专利技术属性】
技术研发人员：张涛，白俊华，李玉梅，王凯凯，
申请(专利权)人：沧州格锐特钻头有限公司，
类型：发明
国别省市：