[发明专利]一种基于VR技术的输电线路设计教学仿真方法

说明书

一种基于VR技术的输电线路设计教学仿真方法，登陆进入教师电脑系统主界面后，首先通过地形地貌功能模块，在指令控制下，教师电脑系统随机生成地形图；在学生电脑系统，进入杆塔线路搭建功能模块，杆塔线路搭建功能模块用于进行塔位选择、档距配置、杆塔塔型选用；在学生电脑系统，进入线路校验模板，线路校验模板用于杆塔使用条件校验、架空线运行条件校验、绝缘子串强度和倒挂检查、对跨越物及对地限距的校验；在学生电脑系统通过技术手段进行三维人工建模绘制，建设完整线路三维模型，将完整线路三维模型数据导入VR系统中。本发明将VR技术结合到输电线路设计教学中，能有效提高教学效率，学生接受程度良好；同时能最大限度实现对现有输电线路工程中各项参数的再现，便于工程技术人员现场实施对应的工程技术方案。

技术领域

本发明涉及一种教学仿真系统，具体是一种基于VR技术的输电线路设计教学仿真方 法。

背景技术

架空输电线路主要由导线、地线、绝缘子串、线路金具、杆塔和拉线、基础以及接地装置等部分组成，它分布广泛，尺寸多样，施工建设环境复杂等特点，课堂口头讲授效果 不理想。为了改善输电线路设计实验教学的现状，全面提高学生的线路设计能力，在电脑 上模拟架空输电线路建设是未来输电线路设计课程的重要环节。

VR技术是一项新兴信息技术，能够实现对现场实况较为完整地进行复制，通过计算 机网络、人机交换、仿真模拟和立体显示等技术进行集中展示，能使用户在电脑上预先了 解现场空间布局，有很强的真实性和模拟性。将VR技术应用到输电线路设计中，可提供一个三维图形用户界面，给学生提供各种直观而又自然的实时感官交互手段，将此项技术应用到仿真培训中，可以最大限度地方便老师和学生操作，直观化的感受、提高学习效率。

发明内容

本发明一种基于VR技术的输电线路设计教学仿真方法，将VR技术结合到输电线路设计教学中，能有效提高教学效率，学生接受程度良好；同时能最大限度实现对现有输电线路工程中各项参数的再现，便于工程技术人员现场实施对应的工程技术方案。

本发明采取的技术方案为：

一种基于VR技术的输电线路设计教学仿真方法，包括：

步骤1：登陆进入教师电脑系统主界面后，首先通过地形地貌功能模块，在指令控制 下，教师电脑系统随机生成地形图，所述地形图能够进行修改，增减山河、树木、房屋、铁路、公路、高压线等元素；教师通过地形地貌功能模块设计好地形图后，由局域网传输 给课堂上的学生电脑系统中，以便学生统一使用该地形图；

步骤2：在学生电脑系统，进入杆塔线路搭建功能模块，杆塔线路搭建功能模块用于 进行塔位选择、档距配置、杆塔塔型选用；在选定的地形图下，人为的选定线路路径，进行定线、平断面测量，用弧垂曲线模板在线路勘测所取得的平断面图上，排定杆塔位置；

步骤3：在学生电脑系统，进入线路校验模板，线路校验模板用于杆塔使用条件校验、 架空线运行条件校验、绝缘子串强度和倒挂检查、对跨越物及对地限距的校验；在初步排 定杆塔位置、型式和呼称高度后，在不同的气象条件下，对线路的使用条件进行全面检查 和校验，以保证各使用条件在规定的允许范围内；

步骤4：在学生电脑系统通过技术手段进行三维人工建模绘制，建设完整线路三维模 型，将完整线路三维模型数据导入VR系统中，并对VR系统的设备感应进行联调，呈现 出现实的虚拟效果。

系统通过建立对应现实世界中的三维模型，以及数学模型的描述，在电脑中实现符合 教学实际情况的完整操作维护流程。主要以下面一些IT技术为核心：网络技术、flash应 用和三维表现。在VR中，可以模拟一些突发的人为或自然灾害，来仿真出对输电线路的破坏后果。