實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)方法
【專(zhuān)利摘要】本發(fā)明涉及一種實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)方法，主要解決現(xiàn)有技術(shù)中真實(shí)度較低、培訓(xùn)者與工作場(chǎng)所交互程度較差的問(wèn)題。本發(fā)明通過(guò)采用一種實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)方法，操作者通過(guò)實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)平臺(tái)，進(jìn)行工作場(chǎng)所的實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)，所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)平臺(tái)包括至少一個(gè)沉浸式可視化空間、操作控制臺(tái)、通信交互系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬裝置和主控制系統(tǒng)的技術(shù)方案較好地解決了上述問(wèn)題，可用于實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)中。
【專(zhuān)利說(shuō)明】實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)方法

【技術(shù)領(lǐng)域】
[0001] 本發(fā)明涉及一種實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)方法。

【背景技術(shù)】
[0002] 對(duì)很多行業(yè)的工業(yè)裝置上的操作工進(jìn)行培訓(xùn)向來(lái)很有挑戰(zhàn)性，因?yàn)榕嘤?xùn)課不利于 操作工進(jìn)行有效的記憶。另外，現(xiàn)場(chǎng)培訓(xùn)往往花費(fèi)很高，因?yàn)橥ǔＰ枰粋€(gè)有經(jīng)驗(yàn)的操作工 對(duì)其進(jìn)行連續(xù)的監(jiān)視。實(shí)際過(guò)程的培訓(xùn)也容易導(dǎo)致意外情況，因?yàn)闆](méi)有經(jīng)驗(yàn)的人員容易在 錯(cuò)誤的時(shí)間進(jìn)行錯(cuò)誤的操作。
[0003] 虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)已經(jīng)在培訓(xùn)中得以應(yīng)用。CN201120160209.6公開(kāi)了一種多功能 沉浸式球幕顯示裝置及系統(tǒng)，其中所述多功能沉浸式球幕顯示裝置包括屏幕主體，所述屏 幕主體呈球冠狀；所述屏幕主體包括顯示屏，所述顯示屏設(shè)置于該述屏幕主體內(nèi)側(cè)。CN 200810137587. 5提供的是沉浸式摩托艇駕駛仿真系統(tǒng)。由控制系統(tǒng)、運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)和場(chǎng)景系統(tǒng) 構(gòu)成；控制系統(tǒng)包括控制主機(jī)、控制單片機(jī)系統(tǒng)、音響系統(tǒng)、海風(fēng)生成系統(tǒng)和海面/地面生 成系統(tǒng)，控制單片機(jī)系統(tǒng)與控制王機(jī)互連，控制王機(jī)控制海風(fēng)生成系統(tǒng)、首響系統(tǒng)、海面/ 地面生成系統(tǒng)；運(yùn)動(dòng)系統(tǒng)包括運(yùn)動(dòng)控制機(jī)、擺動(dòng)平臺(tái)、升降平臺(tái)、摩托艇支架、摩托艇外殼， 運(yùn)動(dòng)控制機(jī)與控制主機(jī)連接，運(yùn)動(dòng)控制機(jī)控制擺動(dòng)平臺(tái)、升降平臺(tái)，擺動(dòng)平臺(tái)和升降平臺(tái)與 摩托艇支架相連，摩托艇外殼與摩托艇支架相連；場(chǎng)景系統(tǒng)包括計(jì)算機(jī)集群和與每臺(tái)計(jì)算 機(jī)相連的投影儀，計(jì)算機(jī)集群與控制主機(jī)相連。
[0004] 這些模擬提供了一種環(huán)境，允許員工在其中活動(dòng)，并根據(jù)裝置環(huán)境做出相應(yīng)改變。 但是這些模擬缺乏主觀真實(shí)性，往往只是提供了一個(gè)平面顯示環(huán)境，讓操作者用鼠標(biāo)移動(dòng) 一些圖標(biāo)或者類(lèi)似的標(biāo)志物。有些模擬允許操作者帶上虛擬現(xiàn)實(shí)頭盔，這可以在一定程度 上提供一種裝置環(huán)境的立體影像，但是無(wú)法提供身體環(huán)境的真實(shí)感受，而且虛擬的空間分 辨率也不高，無(wú)法包括操作者的可視化。
[0005] 本發(fā)明有針對(duì)性的解決了該問(wèn)題。


【發(fā)明內(nèi)容】

[0006] 本發(fā)明所要解決的技術(shù)問(wèn)題是現(xiàn)有技術(shù)中真實(shí)度較低、培訓(xùn)者與工作場(chǎng)所交互程 度較差的問(wèn)題，提供一種新的實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)方法。該方法用于實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)中，具有真 實(shí)度較高、培訓(xùn)者與工作場(chǎng)所交互程度較好的優(yōu)點(diǎn)。
[0007] 為解決上述問(wèn)題，本發(fā)明采用的技術(shù)方案如下：一種實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)方法，操作者 通過(guò)實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)平臺(tái)，進(jìn)行工作場(chǎng)所的實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)，所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)平臺(tái)包 括至少一個(gè)沉浸式可視化空間、操作控制臺(tái)、通信交互系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬裝置和主控制系 統(tǒng)；所述沉浸式可視化空間包括可在顯示屏上提供三維圖像的可視化渲染輸出設(shè)備；所述 操作控制臺(tái)由能夠模擬工作場(chǎng)所內(nèi)相關(guān)設(shè)備的控制板組成，向可視化渲染輸出設(shè)備提供設(shè) 備信息，且從輸入設(shè)備獲取操作者的輸入信息；所述通信交互系統(tǒng)能與動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬裝置 進(jìn)行交互，從操作平臺(tái)獲取設(shè)備信息，并把操作者的輸入信息發(fā)送給動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬裝置；所 述動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬裝置能進(jìn)行工作場(chǎng)所的過(guò)程模擬，向沉浸式可視化空間和操作控制臺(tái)提供 工作場(chǎng)所的實(shí)時(shí)模擬數(shù)據(jù)，接收操作控制臺(tái)的控制輸入以及來(lái)自沉浸式可視化空間的交互 數(shù)據(jù)；所述主控制系統(tǒng)能夠與動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬裝置、操作控制臺(tái)、沉浸式可視化空間中的至少 一項(xiàng)進(jìn)行交互運(yùn)行，并且能夠激活事件的模擬。
[0008] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)平臺(tái)包括至少兩個(gè)沉浸式可視化 空間和多用戶(hù)服務(wù)器，所述多用戶(hù)服務(wù)器允許不同的沉浸式可視化空間內(nèi)的受訓(xùn)人員進(jìn)行 交互操作，其中一個(gè)可視化空間內(nèi)的受訓(xùn)人員可以看到另一個(gè)可視化空間內(nèi)的人員進(jìn)行展 /_J、1 〇
[0009] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述沉浸式可視化空間的顯示平面為方形空間表面、凸 面或半圓頂面的至少一種。
[0010] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述模擬事件包括標(biāo)準(zhǔn)操作、緊急情況操作、事件回溯、 走查漫游、設(shè)備設(shè)施維護(hù)。
[0011] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，使用者或者培訓(xùn)者在操作間中能夠通過(guò)通信交互系統(tǒng) 的互相交流。
[0012] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述輸入設(shè)備包括探測(cè)系統(tǒng)和踏板，所述探測(cè)系統(tǒng)能夠 分析手勢(shì)和動(dòng)作，獲取數(shù)據(jù)用來(lái)與操作空間進(jìn)行交互，所述踏板允許用戶(hù)向操作空間直接 輸入動(dòng)作數(shù)據(jù)。
[0013] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)平臺(tái)包括三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的 操作空間模型；所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)平臺(tái)還包括橋連模擬裝置，能夠與沉浸式可視化空間、 操作控制臺(tái)、動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬裝置和主控制系統(tǒng)進(jìn)行交互。
[0014] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述主控制系統(tǒng)為集散控制系統(tǒng)。
[0015] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括動(dòng)態(tài)模擬裝置發(fā)送事件的模擬圖像。
[0016] 上述技術(shù)方案中，優(yōu)選地，所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)平臺(tái)包括工作場(chǎng)所無(wú)線電系統(tǒng)，允 許多個(gè)受訓(xùn)人員、教練員、裝置操作工，或者上述的任意組合進(jìn)行交流；所述工作場(chǎng)所為煉 油裝置、石化裝置、鉆井平臺(tái)、液化天然氣裝置、海上鉆井平臺(tái)、儲(chǔ)罐區(qū)、液化天然氣儲(chǔ)罐區(qū) 中的至少一種。
[0017] 本發(fā)明通過(guò)實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)平臺(tái)，進(jìn)行工作場(chǎng)所的實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)，可以模擬多 種工作場(chǎng)所（如煉油裝置、石化裝置、鉆井平臺(tái)、液化天然氣裝置、海上鉆井平臺(tái)、儲(chǔ)罐區(qū)、 液化天然氣儲(chǔ)罐區(qū)等），而且通過(guò)操作平臺(tái)、模擬裝置、控制系統(tǒng)之間的交互，多個(gè)沉浸式可 視化空間可以進(jìn)行相互交流、數(shù)據(jù)互通，具有真實(shí)度高、沉浸式效果好、交互程度較好的優(yōu) 勢(shì)，取得了較好的技術(shù)效果。
[0018] 下面通過(guò)實(shí)施例對(duì)本發(fā)明作進(jìn)一步的闡述，但不僅限于本實(shí)施例。

【具體實(shí)施方式】
[0019] 【實(shí)施例1】
[〇〇2〇] 提供了一種實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)方法，操作者通過(guò)實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)平臺(tái)，進(jìn)行工作場(chǎng) 所的實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)，所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)平臺(tái)包括一個(gè)沉浸式可視化空間。沉浸式可視 化空間包括一個(gè)可在顯示屏上提供三維圖像的可視化渲染輸出設(shè)備和一個(gè)給渲染設(shè)備提 供裝置信息并從一個(gè)輸入設(shè)備獲取操作者的輸入信息的操作控制臺(tái)。顯示平面為方形空
【權(quán)利要求】
1. 一種實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)方法，操作者通過(guò)實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)平臺(tái)，進(jìn)行工作場(chǎng)所的實(shí)時(shí) 沉浸式培訓(xùn)，所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)平臺(tái)包括至少一個(gè)沉浸式可視化空間、操作控制臺(tái)、通信 交互系統(tǒng)、動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬裝置和主控制系統(tǒng)；所述沉浸式可視化空間包括可在顯示屏上提 供三維圖像的可視化渲染輸出設(shè)備；所述操作控制臺(tái)由能夠模擬工作場(chǎng)所內(nèi)相關(guān)設(shè)備的控 制板組成，向可視化渲染輸出設(shè)備提供設(shè)備信息，且從輸入設(shè)備獲取操作者的輸入信息；所 述通信交互系統(tǒng)能與動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬裝置進(jìn)行交互，從操作平臺(tái)獲取設(shè)備信息，并把操作者 的輸入信息發(fā)送給動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬裝置；所述動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬裝置能進(jìn)行工作場(chǎng)所的過(guò)程模 擬，向沉浸式可視化空間和操作控制臺(tái)提供工作場(chǎng)所的實(shí)時(shí)模擬數(shù)據(jù)，接收操作控制臺(tái)的 控制輸入以及來(lái)自沉浸式可視化空間的交互數(shù)據(jù)；所述主控制系統(tǒng)能夠與動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬 裝置、操作控制臺(tái)、沉浸式可視化空間中的至少一項(xiàng)進(jìn)行交互運(yùn)行，并且能夠激活事件的模 擬。
2. 根據(jù)權(quán)利要求1所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)方法，其特征在于所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)平臺(tái)包 括至少兩個(gè)沉浸式可視化空間和多用戶(hù)服務(wù)器，所述多用戶(hù)服務(wù)器允許不同的沉浸式可視 化空間內(nèi)的受訓(xùn)人員進(jìn)行交互操作，其中一個(gè)可視化空間內(nèi)的受訓(xùn)人員可以看到另一個(gè)可 視化空間內(nèi)的人員進(jìn)行展示。
3. 根據(jù)權(quán)利要求1所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)方法，其特征在于所述沉浸式可視化空間的顯 示平面為方形空間表面、凸面或半圓頂面的至少一種。
4. 根據(jù)權(quán)利要求1所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)方法，其特征在于所述模擬事件包括標(biāo)準(zhǔn)操 作、緊急情況操作、事件回溯、走查漫游、設(shè)備設(shè)施維護(hù)。
5. 根據(jù)權(quán)利要求1所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)方法，其特征在于使用者或者培訓(xùn)者在操作間 中能夠通過(guò)通信交互系統(tǒng)的互相交流。
6. 根據(jù)權(quán)利要求1所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)方法，其特征在于所述輸入設(shè)備包括探測(cè)系統(tǒng) 和踏板，所述探測(cè)系統(tǒng)能夠分析手勢(shì)和動(dòng)作，獲取數(shù)據(jù)用來(lái)與操作空間進(jìn)行交互，所述踏板 允許用戶(hù)向操作空間直接輸入動(dòng)作數(shù)據(jù)。
7. 根據(jù)權(quán)利要求1所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)方法，其特征在于所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)平臺(tái)包 括三維計(jì)算機(jī)輔助設(shè)計(jì)的操作空間模型；所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)平臺(tái)還包括橋連模擬裝置， 能夠與沉浸式可視化空間、操作控制臺(tái)、動(dòng)態(tài)過(guò)程模擬裝置和主控制系統(tǒng)進(jìn)行交互。
8. 根據(jù)權(quán)利要求1所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)方法，其特征在于所述主控制系統(tǒng)為集散控制 系統(tǒng)。
9. 根據(jù)權(quán)利要求1所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)方法，其特征在于所述實(shí)時(shí)數(shù)據(jù)包括動(dòng)態(tài)模擬 裝置發(fā)送事件的模擬圖像。
10. 根據(jù)權(quán)利要求1所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)方法，其特征在于所述實(shí)時(shí)沉浸式培訓(xùn)平臺(tái) 包括工作場(chǎng)所無(wú)線電系統(tǒng)，允許多個(gè)受訓(xùn)人員、教練員、裝置操作工，或者上述的任意組合 進(jìn)行交流；所述工作場(chǎng)所為煉油裝置、石化裝置、鉆井平臺(tái)、液化天然氣裝置、海上鉆井平 臺(tái)、儲(chǔ)罐區(qū)、液化天然氣儲(chǔ)罐區(qū)中的至少一種。
【文檔編號(hào)】G09B5/06GK104091476SQ201410361023
【公開(kāi)日】2014年10月8日 申請(qǐng)日期:2014年7月25日 優(yōu)先權(quán)日:2014年7月25日
【發(fā)明者】牟善軍, 蘇國(guó)勝, 王林, 李磊, 張樹(shù)才, 李智臨, 王春, 劉剛 申請(qǐng)人:中國(guó)石油化工股份有限公司, 中國(guó)石油化工股份有限公司青島安全工程研究院