本發(fā)明涉及電力培訓技術，具體涉及基于虛擬現(xiàn)實的分布式電力培訓系統(tǒng)。

背景技術：

電力系統(tǒng)日益復雜的數(shù)據(jù)使得傳統(tǒng)的培訓方法界面已不能滿足電力信息呈現(xiàn)的需求，亟需更加直觀、自然、全面地表達信息的方式。分布式虛擬現(xiàn)實技術其實質(zhì)是一種人機交互界面，就是利用計算機構造一個真實世界的模擬，不僅能夠?qū)崿F(xiàn)電力復雜信息的完整呈現(xiàn)，甚至能將不可見、不可達等場景或設備清晰展示，同時還能滿足地理上分布的用戶共享環(huán)境，并與周圍的環(huán)境以及相互之間進行交互，不再受到傳統(tǒng)培訓方法在地理上的限制，應于在遠程教育，可以解決教學情境變化少、缺乏表現(xiàn)力以及網(wǎng)絡教學多向互動性差等問題。

技術實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提供一種基于虛擬現(xiàn)實的分布式電力培訓系統(tǒng)，對電力培訓信息進行完整、直觀呈現(xiàn)，實現(xiàn)學員間的多向互動、交流，形成主動式教學方式，解決地理上用戶分布的局限性。

為實現(xiàn)上述目的，本發(fā)明公開了一種基于虛擬現(xiàn)實的分布式電力培訓系統(tǒng)，其特點是，該系統(tǒng)包含：

遠端服務器，其對電力生產(chǎn)或維護的場景和設備進行三維數(shù)字建模，編制建立虛擬的電力培訓教學空間；

分布設置的若干培訓終端，其分別通過互聯(lián)網(wǎng)與遠端服務器通信連接，接收并向用戶顯示遠端服務器建立的虛擬的電力培訓教學空間；

上述培訓終端檢測用戶的形態(tài)信息和位置信息上傳至遠端服務器，遠端服務器將所有培訓終端上傳的用戶的形態(tài)信息和位置信息進行三維數(shù)字建模，建立虛擬的用戶形態(tài)位置模型，編制入虛擬的電力培訓教學空間，并下傳至所有培訓終端顯示；

一個或若干個培訓終端接收用戶的動作信息上傳至遠端服務器，遠端服務器接收操作信息編制入虛擬的用戶形態(tài)位置模型，下傳至所有培訓終端顯示，不同培訓終端對應的用戶通過各自的用戶形態(tài)位置模型及動作信息進行交互。

上述的遠端服務器包含3D引擎模塊和物理引擎模塊，建立虛擬的電力培訓教學空間，并根據(jù)培訓終端捕捉的信息建立用戶形態(tài)位置模型及其動作。

上述遠端服務器還包含有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)預處理單元，對現(xiàn)實世界向虛擬環(huán)境映射的實物虛化數(shù)據(jù)，以及從虛擬環(huán)境中獲取感官認知的虛物實化數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換及預處理。

上述遠端服務器還包含有數(shù)據(jù)壓縮單元，對實物虛化數(shù)據(jù)及虛物實化數(shù)據(jù)進行壓縮。

上述遠端服務器還包含有聲音合成與聲音空間化單元，來產(chǎn)生配合虛擬環(huán)境的聲音效果。

上述的培訓終端包含：

三維顯示設備，向配備所述三維顯示設備的用戶展現(xiàn)虛擬的電力培訓教學空間，并通過設置的探測裝置來測定用戶的視線方向，向用戶顯示視線方向的電力培訓教學空間及其中的用戶形態(tài)位置模型；

三維空間控制設備，探測配備所述三維空間控制設備的用戶的動作信息，反饋到所述三維顯示設備中，對虛擬的電力培訓教學空間中的用戶形態(tài)位置模型進行控制。

上述遠端服務器還包含數(shù)據(jù)庫，其存儲了虛擬環(huán)境對應場景和信息內(nèi)容；所述信息內(nèi)容，包含以難度層次的學習目標信息、提示任務組織及行為認知反饋的支持性信息、提示任務步驟的程序性信息；

根據(jù)三維空間控制設備采集的用戶指令，從數(shù)據(jù)庫獲取并由三維顯示設備展現(xiàn)與用戶指令相匹配的虛擬環(huán)境對應場景和信息內(nèi)容。

上述培訓終端包含有若干傳感器件，來獲取與用戶的動作、語音對應的信號；所述遠端服務器通過設置的多維信息數(shù)據(jù)的融合單元，對這些信號進行分析綜合，形成用戶形態(tài)位置模型所展現(xiàn)的動作和語音。

上述遠端服務器與若干培訓終端采用異步通信，使用戶進行異步交互。

上述三維顯示設備包含頭盔式顯示器或立體眼鏡；所述三維空間控制設備，包含數(shù)據(jù)手套、跟蹤球、三維探針、三維鼠標器、三維操作桿之中的一個或多個的任意組合，通過控制六個自由度，對應描述三維對象的寬度、高度、深度、俯仰角、轉(zhuǎn)動角和偏轉(zhuǎn)角。

本發(fā)明基于虛擬現(xiàn)實的分布式電力培訓系統(tǒng)和現(xiàn)有技術相比，其優(yōu)點在于，本發(fā)明通過基于虛擬現(xiàn)實技術，建立虛擬的電力培訓教學空間及其中的用戶形態(tài)位置模型，對電力培訓信息進行完整、直觀呈現(xiàn)，還實現(xiàn)學員間的多向互動、交流，形成主動式教學方式，同時解決地理上用戶分布的局限性。

附圖說明

圖1為本發(fā)明分布式電力培訓系統(tǒng)的結構示意圖；

圖2為本發(fā)明分布式電力培訓虛擬社區(qū)的運作示意圖。

具體實施方式

以下結合附圖，進一步說明本發(fā)明的具體實施例。

如圖1所示，為本發(fā)明所公開的一種基于虛擬現(xiàn)實的分布式電力培訓系統(tǒng)的實施例，該系統(tǒng)包含：遠端服務器110和培訓終端120。遠端服務器110與若干培訓終端120采用異步通信，使用戶進行異步交互。

遠端服務器110用于對電力生產(chǎn)或維護的場景和設備進行三維數(shù)字建模，編制建立虛擬的電力培訓教學空間。

遠端服務器110包含3D引擎模塊和物理引擎模塊，建立虛擬的電力培訓教學空間，并根據(jù)培訓終端捕捉的信息建立用戶形態(tài)位置模型及其動作。利用強大的3D引擎和物理引擎創(chuàng)建逼近真實的虛擬學習情境，同時允許學員自然操作虛擬世界中的對象。

遠端服務器110還包含有數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)換和數(shù)據(jù)預處理單元，對現(xiàn)實世界向虛擬環(huán)境映射的實物虛化數(shù)據(jù)，以及從虛擬環(huán)境中獲取感官認知的虛物實化數(shù)據(jù)進行轉(zhuǎn)換及預處理。

遠端服務器110還包含有數(shù)據(jù)壓縮單元，對實物虛化數(shù)據(jù)及虛物實化數(shù)據(jù)進行壓縮。

遠端服務器110還包含有聲音合成與聲音空間化單元，來產(chǎn)生配合虛擬環(huán)境的聲音效果。

遠端服務器110還包含數(shù)據(jù)庫，數(shù)據(jù)庫存儲了虛擬環(huán)境對應場景和信息內(nèi)容；所述信息內(nèi)容，包含以難度層次的學習目標信息、提示任務組織及行為認知反饋的支持性信息、提示任務步驟的程序性信息。

遠端服務器110中搭建電力技能知識組織架構，為不同層次的業(yè)務和技術學員提供分類別培訓課堂，支持快速學習。并且遠端服務器110中數(shù)據(jù)全周期管理：例如知識數(shù)據(jù)需求管理、數(shù)據(jù)管理、個人信息管理等。

培訓終端120檢測用戶的形態(tài)信息和位置信息上傳至遠端服務器110，遠端服務器110將所有培訓終端120上傳的用戶的形態(tài)信息和位置信息進行三維數(shù)字建模，建立虛擬的用戶形態(tài)位置模型，編制入虛擬的電力培訓教學空間，并下傳至所有培訓終端120顯示。

一個或若干個培訓終端接收用戶的動作信息上傳至遠端服務器，遠端服務器接收操作信息編制入虛擬的用戶形態(tài)位置模型，下傳至所有培訓終端顯示，不同培訓終端對應的用戶通過各自的用戶形態(tài)位置模型及動作信息進行交互。

培訓終端120包含：三維顯示設備和三維空間控制設備。

三維顯示設備向配備所述三維顯示設備的用戶展現(xiàn)虛擬的電力培訓教學空間，并通過設置的探測裝置來測定用戶的視線方向，向用戶顯示視線方向的電力培訓教學空間及其中的用戶形態(tài)位置模型。

培訓終端包含有若干傳感器件，來獲取與用戶的動作、語音對應的信號；所述遠端服務器通過設置的多維信息數(shù)據(jù)的融合單元，對這些信號進行分析綜合，形成用戶形態(tài)位置模型所展現(xiàn)的動作和語音。

具體的，三維顯示設備包含頭盔式顯示器或立體眼鏡；所述三維空間控制設備，包含數(shù)據(jù)手套、跟蹤球、三維探針、三維鼠標器、三維操作桿之中的一個或多個的任意組合，通過控制六個自由度，對應描述三維對象的寬度、高度、深度、俯仰角、轉(zhuǎn)動角和偏轉(zhuǎn)角。

三維空間控制設備探測配備所述三維空間控制設備的用戶的動作信息，反饋到所述三維顯示設備中，對虛擬的電力培訓教學空間中的用戶形態(tài)位置模型進行控制。

根據(jù)三維空間控制設備采集的用戶指令，從數(shù)據(jù)庫獲取并由三維顯示設備展現(xiàn)與用戶指令相匹配的虛擬環(huán)境對應場景和信息內(nèi)容。分布設置的若干培訓終端120用于分別通過互聯(lián)網(wǎng)與遠端服務器110通信連接，接收并向用戶顯示遠端服務器110建立的虛擬的電力培訓教學空間。

如圖2所示，為一種通過基于虛擬現(xiàn)實的分布式電力培訓系統(tǒng)建立的分布式電力培訓虛擬社區(qū)，分為社區(qū)服務、共享的虛擬空間和技能培訓課堂。

滿足身處異地的教師和學員處在同一個教學情境中的要求，實現(xiàn)異步通信、異步輔導、異步討論等，學員可以在虛擬場景中漫游，以自然的方式與虛擬場景中的其他對象交互影響，獲得一種主動的親身經(jīng)歷，以開放為主旨構建主動參與、互動學習的文化氛圍，同時提供在線社區(qū)客服服務、學習評估系統(tǒng)等。

盡管本發(fā)明的內(nèi)容已經(jīng)通過上述優(yōu)選實施例作了詳細介紹，但應當認識到上述的描述不應被認為是對本發(fā)明的限制。在本領域技術人員閱讀了上述內(nèi)容后，對于本發(fā)明的多種修改和替代都將是顯而易見的。因此，本發(fā)明的保護范圍應由所附的權利要求來限定。