一种面向人本制造的人机安全交互个性化虚拟培训方法技术

本发明专利技术提出了一种面向人本制造的人机安全交互个性化虚拟培训方法

【技术实现步骤摘要】
一种面向人本制造的人机安全交互个性化虚拟培训方法


[0001]本专利技术涉及车间培训的数字化，智能化
，特别是指一种面向人本制造的人机安全交互个性化虚拟培训方法
。

技术介绍

[0002]本专利技术的应用场景是车间新员工培训或者是机械类学生的实习培训场景
。
传统的培训方式存在一些问题，例如在培训人员现场操作设备进行演示时，员工只能通过观看来学习设备的操作，存在安全隐患和浪费生产资料等问题
。
此外，每个人的基础知识
、
学习能力和操作习惯差异较大，统一的培训计划和难易程度可能导致培训效果不佳
。
[0003]随着智能制造的发展，出现了全新的人机交互场景，人与机器的关系也进化到了“融合”的新阶段
。
传统培训作为人机融合的重要手段存在诸多限制
。

技术实现思路

[0004]针对上述
技术介绍
中存在的不足，本专利技术提出了一种面向人本制造的人机安全交互个性化虚拟培训方法，解决了现有工业培训当中存在安全隐患，未考虑不同人的个性化特点的技术问题
。
[0005]本专利技术的技术方案如下：一种面向人本制造的人机安全交互个性化虚拟培训方法，具体步骤如下：
[0006]S1、
构建虚拟培训系统的培训环境；
[0007]S2、
生成个性化的虚拟安全培训计划；
[0008]S3、
记录受训人员的培训数据，并根据困难进行求助；
[0009]S4、r/>对受训人员进行评分，并根据评分生成复训计划
。
[0010]进一步地，步骤
S1
具体为：
[0011]S1.1、
根据训练场景构建三维模型，存入模型库中
。
并通过多模型匹配方法，将三维模型和动画与现实训练场景进行匹配
。
[0012]首先在
Unity3D
和
3DMax
三维建模软件建立训练设备的三维模型，例如机械手臂，夹具，物料，传送带，加工工位和仓库等一系列三维模型
。
然后建立训练设备机械手臂的运动和加工动画，传送带运送物料的动画
。
为了指导学员进行操作，需制作指示器模型，例如箭头等
。
为了避免学员在现实中会出现违规操作，需建立安全提示的动画和模型
。
这些模型和动画存放到模型库中，用于在培训方案生成过程中的模型匹配和培训过程中的动画调用
。
[0013]S1.2、
构建数据库，首先记录学员的身份信息，包括学员的名字，身高，性别，专业等，用于在个性化培训计划生成时分类
。
然后记录相关数据，主要包括设备数据和培训过程数据，设备数据包括设备型号
、
功能
、
性能
、
不安全操作等，以便于能够根据不同的设备场景制定不同的计划；培训过程数据包括培训时间，培训次数，求助专家次数；培训结果数据包括培训成绩
。
以上数据组成数据库用于对学员进行训练评估
。
[0014]S1.3、
构建语音库，语音库存放语音指令和语音指示
。
在
HoloLens2
的“Train your voice for speech recognition”(
训练语音识别
)
选项中进行语音识别训练，并把训练好的语音导入到语音库
。
培训人员可使用语音指令对系统进行操作，同时在培训时系统可以用语音指示对培训人员的操作进行引导
。
[0015]S1.4、
构建培训模板库，培训模板库中储存了培训方案和复训方案模板
。
在本地
MySQL
数据库中创建一个专门存放虚拟培训方案的库，并给它一个清晰的名称
。
可以给予相关的关键词和描述，以便于搜索和识别
。
例如，可以命名为“人机安全交互个性化虚拟培训方案”。
根据需要，可以将方案按照不同的标准进行分类和组织，以方便浏览和检索
。
例如，可以按照应用场景
、
行业领域或技术特点进行分类
。
在方案文件中，添加详细的描述和说明，包括方案的目标
、
原理
、
实施步骤
、
使用要点等
。
这些信息可以帮助其他人理解方案的内容和应用
。
根据受训人员的专业知识与培训场景的相似性，可把培训计划的难度分为低，中，高
。
中难度的计划定位通用培训计划，低难度培训计划设置为语音提示，文字提示和动画提示全部开启，高难度计划只开启部分提示或不开启提示
。
[0016]进一步地，不是
S1.1
中多模型匹配采用了多策略相似度匹配方法，具体步骤如下：
[0017]S1.1.1、
模型对齐
。
首先，采用三点对齐法，将匹配模型与待匹配模型进行初始对齐
。
分别从待匹配模型和匹配模型中选取三对比对点
{P1,P2,P3}
和
{Q1,Q2,Q3}
，根据比对点分别在模型上构建局部坐标系，通过矩阵变换，将模型上的两局部坐标系对齐，首先变换
P1到
Q1，然后，变换矢量到最后变换平面
P1P2P3到平面
Q1Q2Q3。
[0018]S1.1.2、
基于面相似度的初始匹配
。
如图3所示，以源模型
A
和目标模型
B
为例，说明根据组成模型的面的邻接情况和面的边数计算模型间相似度的方法
。
模型
A
为源模型，模型
B
为要匹配的目标模型
。
源模型
A
由七个面组成，其中面
α1与面
α2、
α5、
α7邻接，面
α2与面
α1、
α3、
α6、
α7邻接，面
α3与面
α2、
α4、
α6、
α7邻接；面
α4与面
α3、
α5、
α7邻接，面
α5与面
α1、
α4、
α6、
α7邻接，面
α6和
α7、
α1、
α2、
α3、
α4、
α5邻接；另外，面
α1与四个平面向邻接，所以面
α1有4条边；同理，可以算出源模型
A
其他面的边数
。
采用同样的方法，可得出目标模型
B
的七个面的邻接面与边数，即
β1到
β7的边数分别为
4、4、本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种面向人本制造的人机安全交互个性化虚拟培训方法，其特征在于，具体步骤如下：
S1、
构建虚拟培训系统的培训环境；
S2、
生成个性化的虚拟安全培训计划；
S3、
记录受训人员的培训数据，并根据困难进行求助；
S4、
对受训人员进行评分，并根据评分生成复训计划
。2.
如权利要求1所述的一种面向人本制造的人机安全交互个性化虚拟培训方法，其特征在于，步骤
S1
具体为：
S1.1、
根据训练场景构建三维模型，存入模型库中，并通过多模型匹配方法，将三维模型和动画与现实训练场景进行匹配；
S1.2、
构建数据库；
S1.3、
构建语音库；
S1.4、
构建培训模板库
。3.
如权利要求1所述的一种面向人本制造的人机安全交互个性化虚拟培训方法，其特征在于，步骤
S2
具体为：
S2.1、
受训人员登录系统后，通过
HoloLens2
的深度相机对受训环境进行识别；
S2.2、
根据培训环境的识别结果，从
S1
建立的培训模板库中调出训练设备的通用培训计划模版；
S2.3、
根据
S1
建立的模型库和语音库，通过对应的标签，虚拟模型
、
操作提示
、
语音和符号自动匹配到该步骤对应的位置，组成虚拟培训场景；
S2.4、
根据
...

【专利技术属性】
技术研发人员：王昊琪，杨士钊，黄荣杰，李浩，文笑雨，张玉彦，解伟，何文斌，谢贵重，张丽科，杨文超，
申请(专利权)人：郑州轻工业大学，
类型：发明
国别省市：