[发明专利]基于VR虚拟现实的半实物综采实操平台

说明书

一种基于VR虚拟现实的半实物综采实操平台，涉及矿山安全培训技术领域，该平台包括由操作台、VR头盔、手柄和定位基站组成的硬件平台，和由理论培训模块、虚拟仿真模块和实操考核模块组成的软件平台；理论培训模块用于根据培训大纲制作三维动画，将三维动画的图像通过网络传输至显示设备，以在显示设备上显示三维动画；虚拟仿真模块用于采用VR虚拟现实的方式，实现巷道漫游模式、单机操作模式和工艺联合模式的模拟训练；实操考核模块用于显示根据所述培训大纲生成的考核内容，获取用户根据考核内容输入的答案，并根据答案确定用户的考核成绩。上述方案实现了综采设备实操的互动真实性和强烈的沉浸感，且从根本上改变综采设备操作培训的模式。

技术领域

本申请涉及矿山安全培训技术领域，尤其涉及一种基于VR虚拟现实的半实物综采实操平台。

背景技术

煤炭生产企业机械设备操作培训，主要依靠口头传授和老技工传带，影响正常的生产作业，同时存在一定的安全隐患，采掘、提升、运输设备的误操作甚至带来严重的安全事故；煤矿安全监管部门的培训主要采用理论培训，脱离井下实际环境，内容较为抽象，培训效果较差；大中专院校学生的实习，出于安全考虑，井下一般只对矿山设备进行参观，不能真实看到设备的工作过程，更不能参与设备的操作，实习效果差。

目前煤矿综采培训主要采用模型讲解和虚拟体验等几种形式，模型采用可部分还原井下真实情况，起到认知作用；VR虚拟现实技术在国内外矿业中的应用取得了一定成果，其主要是针对如何提高矿业生产的安全性问题，均采用虚拟桌面和手柄进行互动操作。

但是，现有技术中的综采工作面设备操作难度大，相互配合关系复杂，操作人员需要经过系统培训；传统的井下设备实操培训方式周期长、效果差，甚至影响生产，存在安全隐患；新型的半实物仿真和VR虚拟现实存在明显不足，但优势形成互补。目前半实物仿真操作的真实性强浸感弱，而VR虚拟具有现实强烈真实的沉浸感，但佩戴头显设备无法观察外部世界，只能操作专用手柄，操作真实性差。

发明内容

本申请旨在至少在一定程度上解决相关技术中的技术问题之一。

针对综采工作面设备操作难度大，相互配合关系复杂，操作人员需要经过系统培训；传统的井下设备实操培训方式周期长、效果差，甚至影响生产，存在安全隐患；新型的半实物仿真和VR虚拟现实存在明显不足，但优势形成互补。目前半实物仿真操作的真实性强浸感弱，而VR虚拟具有现实强烈真实的沉浸感，但佩戴头显设备无法观察外部世界，只能操作专用手柄，操作真实性差的问题，本申请的第一个目的在于提出一种基于VR虚拟现实的半实物综采实操平台。

为达上述目的，本申请第一方面实施例提出了一种基于VR虚拟现实的半实物综采实操平台，包括，硬件平台和软件平台，其中，

所述硬件平台包括操作台、VR头盔、手柄和定位基站，所述操作台的元器件的种类、功能、大小布局方式与采煤机操作台的原型设备相对应；

所述软件平台包括理论培训模块、虚拟仿真模块和实操考核模块，其中，

所述理论培训模块，用于根据培训大纲制作三维动画，将所述三维动画的图像通过网络传输至显示设备，以在所述显示设备上显示所述三维动画；

所述虚拟仿真模块，用于采用VR虚拟现实的方式，实现巷道漫游模式、单机操作模式和工艺联合模式的模拟训练；

所述实操考核模块，用于显示根据所述培训大纲生成的考核内容，获取用户根据所述考核内容输入的答案，并根据所述答案确定所述用户的考核成绩。

可选的，在本申请的实施例中，所述虚拟仿真模块，还用于搭建综采工作面虚拟场景，其中，确定综采工作面的地质条件和基本参数，根据所述地质条件和基本参数设定所述综采工作面虚拟场景。

可选的，在本申请的实施例中，基于VR虚拟现实的半实物综采实操平台，还包括：上位机，其中，