[发明专利]一种电缆附件制作仿真培训系统及方法

说明书

本发明公开了一种电缆附件制作仿真培训系统及方法，包括顺次相连的教员机、服务器、学员机和VR设备；教员机发送学员管理信息、任务配置信息和考核管理信息指令至服务器；服务器基于教员机发送的指令，执行预设的处理过程，并将处理结果按照预设的要求发送至教员机或学员机；学员机包括流程处理单元、数据处理单元和渲染处理单元，流程处理单元负责作业流程中的相关任务流的起始设置和判断，数据处理单元用于处理和显示学员输入信息和网络数据，渲染处理单元用于对服务器输出的场景数据进行渲染，并发送至VR设备上进行显示。本发明能够实现在高频率人机交互的情况下，提高在高逼真度的作业环境下的渲染效果，提升培训系统运行的流畅性，提高培训效果。

技术领域

本发明属于电缆附件制作仿真培训技术领域，具体涉及一种电缆附件制作仿真培训系统及方法。

背景技术

随着我国电网规模的快速发展，电力技能培训在电力生产过程中起着不可或缺的作用。电力电缆凭借其独特的优势在城市供电系统中被普遍采用，电力电缆附件制作是电力全生命周期中的重要一环，在后期的运维检修起着非常重要的作用。培养一个高压电缆附件制作技能水平合格的技术工人需要不断的动手练习，直接采用真实电缆、附件进行操作练习，虽然效果显著，但是电缆终端附件型号多，流程复杂，工艺要求高且各不相同。传统的厂家培训和检修现场培训存在机会少、规模小、成本高的局限性。电力电缆不仅电缆本体成本高，附件耗材费用也随着电压等级的升高成指数上升。

将三维引擎技术、虚拟现实技术(VR)、体感交互和漫游技术引入电缆附件制作仿真培训系统，可从视觉、听觉和交互行为上为学员构建一个接近现实环境的电缆附件制作作业环境。但逼近现实环境的虚拟场景会在快速的人机交互中产生渲染困难，系统的流畅性和实时性将大打折扣，培训效果也会有所降低。

发明内容

针对上述问题，本发明提出一种电缆附件制作仿真培训系统及方法，能够实现在高频率人机交互的情况下，提高在高逼真度的作业环境下的渲染效果，提升培训系统运行的流畅性，提高培训效果。

为了实现上述技术目的，达到上述技术效果，本发明通过以下技术方案实现：

第一方面，本发明提供了一种电缆附件制作仿真培训系统，包括顺次相连的教员机、服务器、学员机和VR设备；

所述教员机发送学员管理信息、任务配置信息和考核管理信息指令至服务器；

所述服务器基于教员机发送的指令，执行预设的处理过程，并将处理结果按照预设的要求发送至教员机或学员机；

所述学员机包括流程处理单元、数据处理单元和渲染处理单元，所述流程处理单元负责作业流程中的相关任务流的起始设置和判断，所述数据处理单元用于处理和显示学员输入信息和网络数据，所述渲染处理单元用于对服务器输出的场景数据进行渲染，并发送至VR设备上进行显示。

作为本发明的进一步改进，所述渲染处理单元的处理过程包括：

接收服务器发送的三维场景数据；

获取三维场景数据中每一个三维元素顶点的三维坐标；

根据三维场景数据中所有的三维模型元素确定根节点的范围，即初始化根节点；

对每一个四叉树节点进行距离和平坦度计算，不需要进行进一步细分的则设置渲染标志位为真，进行渲染贴图；需要进行进一步细分的节点进行进一步划分；

循环调用节点构造函数，按照不同的节点类型进行构造；

选取固定的四叉树的层数，利用节点数量作为循环的条件，采用迭代的方法完成传统的递归构造的过程，实现渲染处理。

作为本发明的进一步改进，所述VR设备包括：

视觉展示单元，用于展示模拟场景数据；

听觉单元；