【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于工厂培训，具体涉及一种基于vr的连铸数字工厂培训方法及其系统。
技术介绍
1、连铸行业的主要任务是生产优质钢材和铸造出满足用户需求的产品。连铸生产工艺相对复杂，过程控制要求严格，对人才技术培养和培训能力要求较高。传统的以文字、图片、视频为主的方式，无法满足对连铸生产工人的培训需求，因为连铸过程中有较大波动性，生产过程中设备的故障时有发生，传统培训方式不能及时地模拟出突发故障情况下设备运行状态及人员操作情况，不能有效指导连铸生产工人正确处理设备故障和事故。此外，员工在生产现场培训的话也会存在培训成本高、安全风险等诸多问题。
2、为了解决传统培训所面临的问题，通常是将传统培训方式与虚拟现实vr、移动终端等技术相结合，进行操作实践、学习知识，以达到熟练掌握工作技能，从而更好地提升人才培养质量和效果。具体来说，一般采用了可视化、可交互的虚拟现实技术，结合三维模型和实时渲染等技术，为连铸工人提供身临其境的培训环境。将连铸生产过程抽象成三维立体模型，用计算机生成一个真实的虚拟环境，让工人在其中自由移动来完成各种操作。
3、现有技术的缺陷：
4、现有技术建立的基于vr的连铸培训系统虽然具有交互性、实时性和高逼真度等特点，对不同类型的连铸生产作业人员提供多维度、多层次的培训。但是此方法的建立为了保证高逼真度等，通常的做法是必须使用高性能的gpu硬件资源并且在本地pc端部署安装包，由于高性能的gpu硬件资源的价格较高，导致硬件成本投入大，因此，企业在部署培训系统时，为了节约成本通常在有限的1或几台
技术实现思路
1、为了解决现有技术存在的硬件成本投入大、灵活性和实用性较低，以及培训周期增加的问题，本专利技术目的在于提供一种基于vr的连铸数字工厂培训方法及其系统。
2、本专利技术所采用的技术方案为：
3、一种基于vr的连铸数字工厂培训方法，包括如下步骤：
4、构建连铸数字工厂三维动态模型，并存储连铸数字工厂三维动态模型的模型元数据；
5、构建web网页，并设置web网页与模型元数据存储地址的链接；
6、使用vr设备登陆web网页，并通过链接提取模型元数据；
7、使用web网页对模型元数据进行渲染，得到渲染后连铸数字工厂三维动态模型，并在web网页展示渲染后连铸数字工厂三维动态模型；
8、使用vr设备采集交互数据，并根据交互数据，使用渲染后连铸数字工厂三维动态模型进行交互培训。
9、进一步地，构建连铸数字工厂三维动态模型，并存储连铸数字工厂三维动态模型的模型元数据，包括如下步骤：
10、根据连铸现实工厂的建筑图纸和现场三维扫描视频，构建连铸数字工厂三维静态模型；
11、根据现场设备的设计图纸和现场三维扫描视频，构建现场设备三维静态模型，并将现场设备三维静态模型添加至连铸数字工厂三维静态模型；
12、根据现场设备的运行三维扫描视频，将现场设备的运行动作及指定数据添加至现场设备三维静态模型，得到连铸数字工厂三维动态模型；
13、存储连铸数字工厂三维动态模型的模型元数据。
14、进一步地，现场设备的指定数据包括现场设备的设备信息、现场设备的操作指南、运行动作的触发部件、各工作情况下的设备运行数据以及现场设备在各工作情况下的设备运行视频；
15、工作情况包括正常情况、异常情况以及故障情况；
16、现场设备的指定数据使用外部的专家系统进行有限性验证。
17、进一步地，使用web网页对模型元数据进行渲染，得到渲染后连铸数字工厂三维动态模型，并在web网页展示渲染后连铸数字工厂三维动态模型，包括如下步骤：
18、在web网页中建立三维空间地图；
19、对模型元数据进行渲染，得到渲染后连铸数字工厂三维动态模型；
20、将三维空间地图的空间坐标和渲染后连铸数字工厂三维动态模型的空间坐标进行对齐，以便在web网页展示渲染后连铸数字工厂三维动态模型。
21、进一步地，在web网页展示渲染后连铸数字工厂三维动态模型之后，还包括如下步骤：
22、对连铸现实工厂的现场三维扫描视频进行帧截取，得到连续帧的三维扫描图像；
23、根据任意且不连续的若干帧的三维扫描图像的视角坐标，获取渲染后连铸数字工厂三维动态模型的模型中心的视角坐标；
24、采集vr设备的视角坐标，并根据vr设备的视角坐标对模型中心的视角坐标进行修正，得到最终的视角坐标；
25、将最终的视角坐标和渲染后连铸数字工厂三维动态模型的空间坐标进行对齐。
26、进一步地，交互数据包括用户的关注点坐标和触发信号，使用vr设备采集交互数据，并根据交互数据，使用渲染后连铸数字工厂三维动态模型进行交互培训，包括如下步骤：
27、根据交互数据，选择渲染后连铸数字工厂三维模型的现场设备，向vr设备展示对应的设备信息和操作指南；
28、根据交互数据，选择现场设备的触发部件，向vr设备展示该触发部件对应的各工作情况下的设备运行数据；
29、根据交互数据，向vr设备展示现场设备的在各工作情况下的设备运行视频。
30、一种基于vr的连铸数字工厂培训系统，应用于连铸数字工厂培训方法，包括数据服务器、web服务器以及若干vr设备，数据服务器与web服务器通信连接，web服务器分别与若干vr设备通信连接；
31、数据服务器，用于存储现场设备的运行三维扫描视频和指定数据、连铸现实工厂的建筑图纸和现场三维扫描视频，以及现场设备的设计图纸和现场三维扫描视频，构建连铸数字工厂三维动态模型，并存储连铸数字工厂三维动态模型的模型元数据；
32、web服务器，用于构建web网页，设置web网页与模型元数据存储地址的链接，调取模型元数据，对模型元数据进行渲染，得到渲染后连铸数字工厂三维动态模型，根据vr设备发送的交互数据与渲染后连铸数字工厂三维动态模型进行交互培训；
33、vr设备，用于采集交互数据，将交互数据发送至web网页，登陆web网页并展示web网页的所有画面。
34、进一步地，数据服务器设置有外接接口、数据库单元、三维模型构建单元以及防火墙单元，数据库单元分别与外接接口、三维模型构建单元、防火墙单元以及web服务器连接；
35、外接接口，用于接收外部的专家系统发送的现场设备的指定数据，接收外部的连铸现实工厂数据库发送的连铸现实工厂的建筑图纸和现场三维扫描视频，以及现场设备的设计图纸、现场三维扫描视频和运行三维扫描视频，并将数据存储至数据库单元；
36、数据库单元，用于存储现场设备的指定数据、连铸现实工厂的建筑图本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于VR的连铸数字工厂培训方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于VR的连铸数字工厂培训方法，其特征在于：构建连铸数字工厂三维动态模型，并存储连铸数字工厂三维动态模型的模型元数据，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于VR的连铸数字工厂培训方法，其特征在于：所述的现场设备的指定数据包括现场设备的设备信息、现场设备的操作指南、运行动作的触发部件、各工作情况下的设备运行数据以及现场设备在各工作情况下的设备运行视频；
4.根据权利要求3所述的一种基于VR的连铸数字工厂培训方法，其特征在于：使用Web网页对模型元数据进行渲染，得到渲染后连铸数字工厂三维动态模型，并在Web网页展示渲染后连铸数字工厂三维动态模型，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种基于VR的连铸数字工厂培训方法，其特征在于：在Web网页展示渲染后连铸数字工厂三维动态模型之后，还包括如下步骤：
6.根据权利要求3所述的一种基于VR的连铸数字工厂培训方法，其特征在于：所述的交互数据包括用户的关注点坐标和触发信号，使用
7.一种基于VR的连铸数字工厂培训系统，应用于如权利要求1-6任一所述的连铸数字工厂培训方法，其特征在于：包括数据服务器、Web服务器以及若干VR设备，所述的数据服务器与Web服务器通信连接，所述的Web服务器分别与若干VR设备通信连接；
8.根据权利要求7所述的一种基于VR的连铸数字工厂培训系统，其特征在于：所述的数据服务器设置有外接接口、数据库单元、三维模型构建单元以及防火墙单元，所述的数据库单元分别与外接接口、三维模型构建单元、防火墙单元以及Web服务器连接；
9.根据权利要求8所述的一种基于VR的连铸数字工厂培训系统，其特征在于：所述的三维模型构建单元包括三维模型构建模块、模型添加模块以及数据添加模块，所述的三维模型构建模块分别与数据库单元、模型添加模块以及数据添加模块连接；
10.根据权利要求7所述的一种基于VR的连铸数字工厂培训系统，其特征在于：所述的Web服务器包括Web网页支撑单元、视角对齐单元、用户登陆单元、链接添加单元以及WebXR工具，所述的Web网页支撑单元分别与用户登陆单元、链接添加单元、WebXR工具以及数据库单元连接；
...【技术特征摘要】
1.一种基于vr的连铸数字工厂培训方法，其特征在于：包括如下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于vr的连铸数字工厂培训方法，其特征在于：构建连铸数字工厂三维动态模型，并存储连铸数字工厂三维动态模型的模型元数据，包括如下步骤：
3.根据权利要求2所述的一种基于vr的连铸数字工厂培训方法，其特征在于：所述的现场设备的指定数据包括现场设备的设备信息、现场设备的操作指南、运行动作的触发部件、各工作情况下的设备运行数据以及现场设备在各工作情况下的设备运行视频；
4.根据权利要求3所述的一种基于vr的连铸数字工厂培训方法，其特征在于：使用web网页对模型元数据进行渲染，得到渲染后连铸数字工厂三维动态模型，并在web网页展示渲染后连铸数字工厂三维动态模型，包括如下步骤：
5.根据权利要求4所述的一种基于vr的连铸数字工厂培训方法，其特征在于：在web网页展示渲染后连铸数字工厂三维动态模型之后，还包括如下步骤：
6.根据权利要求3所述的一种基于vr的连铸数字工厂培训方法，其特征在于：所述的交互数据包括用户的关注点坐标和触发信号，使用vr设备采集交互数据，并根据交互数据，使用渲染后连铸数字工厂...
【专利技术属性】
技术研发人员：袁磊，朱丽业，程建辉，曹宇，巴达日夫，武益博，姜立新，黄碧辉，朱杰，张林权，罗峰，蒲文魁，卢可佳，钱凤云，吴建明，张磊，
申请(专利权)人：宝钢工程技术集团有限公司，
类型：发明
国别省市：
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