[发明专利]一种矿用主通风机VR虚拟培训设备

说明书

本发明涉及VR领域。一种矿用主通风机VR虚拟培训设备，包括用来模拟风机操作按键功能及指示信息的风机模拟操作台、PC主机、用以在眼镜中以三维立体形式展示模拟风机操作台的VR设备、手势识别设备，风机模拟操作台包括按键输入模块、液晶显示模块、LED指示模块、控制SOC模块，VR设备通过USB和HDMI线缆与PC主机相连，手势识别设备通过USB与PC主机相连，控制SOC电信号连接PC主机、按键输入模块，用于接收按键输入模块控制指令的控制SOC采用MT7628AN芯片，MT7628AN芯片电信号连接按键输入模块、液晶显示模块、LED指示模块。本发明中不仅实现了模拟操作培训，并且可以代替现场进行现场考核。

技术领域

本发明涉及VR领域。

背景技术

安全技能培训是煤焦化安全生产前提和保障，传统的培训方式是通过书本、辅助PPT、教学视频等模式来进行的。传统培训方式具有一定的局限性，比如，大型设备操作教学，学员只能通过观看书本或视频等，进行学习，不能进行实际操作。

VR技术是近几年发展起来的新型3D显示技术，它通过三维计算机图形技术，搭建一套完整的三维立体虚拟空间，人们佩戴VR眼镜，通过VR眼镜，以第一人称视角置身于虚拟空间中，实现3D立体显示。

本发明通过电路设计和连接，将矿用主通风机模拟操作台、VR设备（眼镜）、PC主机以及手势识别设备连接，然后通过PC主机端运行控制软件，实现操作台操作与虚拟操作同步，从而实现矿用主通风机VR虚拟操作培训教学。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种操作台同步VR设备的矿用主通风机VR虚拟操作培训教学设备。

本发明所采用的技术方案是：一种矿用主通风机VR虚拟培训设备，包括用来模拟风机操作按键功能及指示信息的风机模拟操作台、PC主机、用以在眼镜中以三维立体形式展示模拟风机操作台的VR设备、手势识别设备，风机模拟操作台包括按键输入模块、液晶显示模块、LED指示模块、控制SOC模块，VR设备通过USB和HDMI线缆与PC主机相连，手势识别设备通过USB与PC主机相连，控制SOC电信号连接PC主机、按键输入模块，用于接收按键输入模块控制指令的控制SOC采用MT7628AN芯片，MT7628AN芯片电信号连接按键输入模块、液晶显示模块、LED指示模块。培训过程为：PC主机运行“矿用主通风机软件”，此时操作人头戴设备（眼镜），可以在VR设备（眼镜）中看到风机操作虚拟界面，PC主机根据程序输入错误信息或者监考人员手动录入需要处理的错误信息，操作人根据风机操作虚拟界面场景，在按键输入模块中按按键，控制SOC模块接收按键指令，控制SOC模块将指令传输至PC主机，手势识别设备将人手的位置及手势信息发送PC主机，PC主机将控制SOC指令与手势信息进行比对，信息一致则认为是有效信号（信息不一致则认为是输入错误），PC主机下发显示信号至控制SOC，控制SOC在LED指示和液晶显示模块显示对应信息，PC主机发送风机动作信号至VR设备（眼镜），操作人可以在VR设备（眼镜）中看到风机虚拟模型动作，实现风机VR虚拟操作。

风机模拟操作台中，按键输入模块包括两块74HC165芯片，模拟1#1级启动关闭、1#2级启动关闭、1#风门开启关闭的第一块74HC165芯片连接6个开关按键，模拟2#1级启动关闭、2#2级启动关闭、2#风门开启关闭的第二块74HC165芯片连接另外6个开关按键。1#1、1#2、1#风门、2#1、2#2、2#风门各为电路中的一个开关，通过在“矿用主通风机软件”中设置每个开关代表的含义，来实现模拟。

实时采集人手位置及手势并发送信息至PC主机的手势识别设备采用leapmotion设备。

液晶显示模块核心芯片为CY7C68013A，通过USB_DP、USB_DM接口与控制SOC模块连接。

用以模拟风机操作台的LED指示模块通过U6的SER1、SCK1、RCK1和U7的SER2、SCK2、RCK2与控制SOC模块相连。