CN104091476A - 实时沉浸式培训方法 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种实时沉浸式培训方法，主要解决现有技术中真实度较低、培训者与工作场所交互程度较差的问题。本发明通过采用一种实时沉浸式培训方法，操作者通过实时沉浸式培训平台，进行工作场所的实时沉浸式培训，所述实时沉浸式培训平台包括至少一个沉浸式可视化空间、操作控制台、通信交互系统、动态过程模拟装置和主控制系统的技术方案较好地解决了上述问题，可用于实时沉浸式培训中。

Description

实时沉浸式培训方法

技术领域

本发明涉及一种实时沉浸式培训方法。

背景技术

对很多行业的工业装置上的操作工进行培训向来很有挑战性，因为培训课不利于操作工进行有效的记忆。另外，现场培训往往花费很高，因为通常需要一个有经验的操作工对其进行连续的监视。实际过程的培训也容易导致意外情况，因为没有经验的人员容易在错误的时间进行错误的操作。

虚拟现实技术已经在培训中得以应用。CN201120160209.6公开了一种多功能沉浸式球幕显示装置及系统，其中所述多功能沉浸式球幕显示装置包括屏幕主体，所述屏幕主体呈球冠状；所述屏幕主体包括显示屏，所述显示屏设置于该述屏幕主体内侧。CN 200810137587.5提供的是沉浸式摩托艇驾驶仿真系统。由控制系统、运动系统和场景系统构成；控制系统包括控制主机、控制单片机系统、音响系统、海风生成系统和海面/地面生成系统，控制单片机系统与控制主机互连，控制主机控制海风生成系统、音响系统、海面/地面生成系统；运动系统包括运动控制机、摆动平台、升降平台、摩托艇支架、摩托艇外壳，运动控制机与控制主机连接，运动控制机控制摆动平台、升降平台，摆动平台和升降平台与摩托艇支架相连，摩托艇外壳与摩托艇支架相连；场景系统包括计算机集群和与每台计算机相连的投影仪，计算机集群与控制主机相连。

这些模拟提供了一种环境，允许员工在其中活动，并根据装置环境做出相应改变。但是这些模拟缺乏主观真实性，往往只是提供了一个平面显示环境，让操作者用鼠标移动一些图标或者类似的标志物。有些模拟允许操作者带上虚拟现实头盔，这可以在一定程度上提供一种装置环境的立体影像，但是无法提供身体环境的真实感受，而且虚拟的空间分辨率也不高，无法包括操作者的可视化。

本发明有针对性的解决了该问题。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是现有技术中真实度较低、培训者与工作场所交互程度较差的问题，提供一种新的实时沉浸式培训方法。该方法用于实时沉浸式培训中，具有真实度较高、培训者与工作场所交互程度较好的优点。

为解决上述问题，本发明采用的技术方案如下：一种实时沉浸式培训方法，操作者通过实时沉浸式培训平台，进行工作场所的实时沉浸式培训，所述实时沉浸式培训平台包括至少一个沉浸式可视化空间、操作控制台、通信交互系统、动态过程模拟装置和主控制系统；所述沉浸式可视化空间包括可在显示屏上提供三维图像的可视化渲染输出设备；所述操作控制台由能够模拟工作场所内相关设备的控制板组成，向可视化渲染输出设备提供设备信息，且从输入设备获取操作者的输入信息；所述通信交互系统能与动态过程模拟装置进行交互，从操作平台获取设备信息，并把操作者的输入信息发送给动态过程模拟装置；所述动态过程模拟装置能进行工作场所的过程模拟，向沉浸式可视化空间和操作控制台提供工作场所的实时模拟数据，接收操作控制台的控制输入以及来自沉浸式可视化空间的交互数据；所述主控制系统能够与动态过程模拟装置、操作控制台、沉浸式可视化空间中的至少一项进行交互运行，并且能够激活事件的模拟。

上述技术方案中，优选地，所述实时沉浸式培训平台包括至少两个沉浸式可视化空间和多用户服务器，所述多用户服务器允许不同的沉浸式可视化空间内的受训人员进行交互操作，其中一个可视化空间内的受训人员可以看到另一个可视化空间内的人员进行展示。

上述技术方案中，优选地，所述沉浸式可视化空间的显示平面为方形空间表面、凸面或半圆顶面的至少一种。

上述技术方案中，优选地，所述模拟事件包括标准操作、紧急情况操作、事件回溯、走查漫游、设备设施维护。

上述技术方案中，优选地，使用者或者培训者在操作间中能够通过通信交互系统的互相交流。

上述技术方案中，优选地，所述输入设备包括探测系统和踏板，所述探测系统能够分析手势和动作，获取数据用来与操作空间进行交互，所述踏板允许用户向操作空间直接输入动作数据。

上述技术方案中，优选地，所述实时沉浸式培训平台包括三维计算机辅助设计的操作空间模型；所述实时沉浸式培训平台还包括桥连模拟装置，能够与沉浸式可视化空间、操作控制台、动态过程模拟装置和主控制系统进行交互。

上述技术方案中，优选地，所述主控制系统为集散控制系统。

上述技术方案中，优选地，所述实时数据包括动态模拟装置发送事件的模拟图像。

上述技术方案中，优选地，所述实时沉浸式培训平台包括工作场所无线电系统，允许多个受训人员、教练员、装置操作工，或者上述的任意组合进行交流；所述工作场所为炼油装置、石化装置、钻井平台、液化天然气装置、海上钻井平台、储罐区、液化天然气储罐区中的至少一种。

本发明通过实时沉浸式培训平台，进行工作场所的实时沉浸式培训，可以模拟多种工作场所(如炼油装置、石化装置、钻井平台、液化天然气装置、海上钻井平台、储罐区、液化天然气储罐区等)，而且通过操作平台、模拟装置、控制系统之间的交互，多个沉浸式可视化空间可以进行相互交流、数据互通，具有真实度高、沉浸式效果好、交互程度较好的优势，取得了较好的技术效果。

下面通过实施例对本发明作进一步的阐述，但不仅限于本实施例。

具体实施方式

【实施例1】

提供了一种实时沉浸式培训方法，操作者通过实时沉浸式培训平台，进行工作场所的实时沉浸式培训，所述实时沉浸式培训平台包括一个沉浸式可视化空间。沉浸式可视化空间包括一个可在显示屏上提供三维图像的可视化渲染输出设备和一个给渲染设备提供装置信息并从一个输入设备获取操作者的输入信息的操作控制台。显示平面为方形空间表面。沉浸式可视化空间还包括一个可以与动态过程模拟装置进行交互的通信交互系统，该系统可以从操作平台获取设备信息，并把操作者的输入信息发送给动态过程模拟装置。所述实时沉浸式培训平台还包括一个操作控制台，可以为工作车间模拟装置控制台。动态过程模拟装置可以进行工作场所的过程模拟，向沉浸式可视化空间和操作控制台提供工作场所的实时模拟数据，接受操作控制台的控制输入以及来自沉浸式可视化空间的交互数据；主控制系统为集散控制系统，可以与动态过程模拟装置，操作控制台，沉浸式可视化空间，或者上述任何组合进行交互运行，并且可以激活事件的模拟。所述模拟事件包括标准操作、紧急情况操作、事件回溯、走查漫游、设备设施维护。

使用者或者培训者在操作间中能够通过通信交互系统的互相交流。输入设备包括探测系统和踏板，所述探测系统能够分析手势和动作，获取数据用来与操作空间进行交互，所述踏板允许用户向操作空间直接输入动作数据。所述实时沉浸式培训平台包括三维计算机辅助设计的操作空间模型；所述实时沉浸式培训平台还包括桥连模拟装置，能够与沉浸式可视化空间、操作控制台、动态过程模拟装置和主控制系统进行交互。所述实时数据包括动态模拟装置发送事件的模拟图像。所述实时沉浸式培训平台还包括工作场所无线电系统，允许多个受训人员、教练员、装置操作工，或者上述的任意组合进行交流。

【实施例2】

按照实施例1所述的条件，所述实时沉浸式培训平台包括4个沉浸式可视化空间。沉浸式可视化空间包括可以提供工作场所三维影像的显示屏，获取工作空间输入数据的输入系统；多用户服务器允许沉浸式可视化空间之间进行交互，每个可视化空间内的受训人员可以看到其他可视化空间内受训人员的展示；实时沉浸式培训系统包括了一个由能够模拟设备控制板组成的操作控制台；动态过程模拟装置可以进行工作场所的过程模拟，向沉浸式可视化空间和操作控制台提供工作场所的实时模拟数据，接受操作控制台的控制输入以及来自沉浸式可视化空间的交互数据；该系统还包括一个主控制系统，该系统可以与动态过程模拟装置，操作控制台，沉浸式可视化空间，或者上述任何组合进行交互运行，并且可以激活事件的模拟。

【实施例3】

采用实施例1所述的实时沉浸式培训平台，培训碳氢化合物环境下的员工。将一个现场受训人员置于实时沉浸式环境中，该实时沉浸式环境用来为培训者提供一个工作场所的三维影像，接收培训者的输入来实现培训者与环境的交互；让操作受训人员站到操作平台前，操作平台为其提供工作场所模拟数据；一个动态过程模拟装置为现场受训人员和操作受训人员提供实时模拟数据，这些模拟数据是基于，或至少部分基于一个工作场所模型。让教练员在培训控制台前为动态过程模拟装置输入控制数据，激活模拟事件。在模拟事件中，允许教练员指导现场受训人员和操作受训人员。

Claims (10)

1.一种实时沉浸式培训方法，操作者通过实时沉浸式培训平台，进行工作场所的实时沉浸式培训，所述实时沉浸式培训平台包括至少一个沉浸式可视化空间、操作控制台、通信交互系统、动态过程模拟装置和主控制系统；所述沉浸式可视化空间包括可在显示屏上提供三维图像的可视化渲染输出设备；所述操作控制台由能够模拟工作场所内相关设备的控制板组成，向可视化渲染输出设备提供设备信息，且从输入设备获取操作者的输入信息；所述通信交互系统能与动态过程模拟装置进行交互，从操作平台获取设备信息，并把操作者的输入信息发送给动态过程模拟装置；所述动态过程模拟装置能进行工作场所的过程模拟，向沉浸式可视化空间和操作控制台提供工作场所的实时模拟数据，接收操作控制台的控制输入以及来自沉浸式可视化空间的交互数据；所述主控制系统能够与动态过程模拟装置、操作控制台、沉浸式可视化空间中的至少一项进行交互运行，并且能够激活事件的模拟。

2.根据权利要求1所述实时沉浸式培训方法，其特征在于所述实时沉浸式培训平台包括至少两个沉浸式可视化空间和多用户服务器，所述多用户服务器允许不同的沉浸式可视化空间内的受训人员进行交互操作，其中一个可视化空间内的受训人员可以看到另一个可视化空间内的人员进行展示。

3.根据权利要求1所述实时沉浸式培训方法，其特征在于所述沉浸式可视化空间的显示平面为方形空间表面、凸面或半圆顶面的至少一种。

4.根据权利要求1所述实时沉浸式培训方法，其特征在于所述模拟事件包括标准操作、紧急情况操作、事件回溯、走查漫游、设备设施维护。

5.根据权利要求1所述实时沉浸式培训方法，其特征在于使用者或者培训者在操作间中能够通过通信交互系统的互相交流。

6.根据权利要求1所述实时沉浸式培训方法，其特征在于所述输入设备包括探测系统和踏板，所述探测系统能够分析手势和动作，获取数据用来与操作空间进行交互，所述踏板允许用户向操作空间直接输入动作数据。

7.根据权利要求1所述实时沉浸式培训方法，其特征在于所述实时沉浸式培训平台包括三维计算机辅助设计的操作空间模型；所述实时沉浸式培训平台还包括桥连模拟装置，能够与沉浸式可视化空间、操作控制台、动态过程模拟装置和主控制系统进行交互。

8.根据权利要求1所述实时沉浸式培训方法，其特征在于所述主控制系统为集散控制系统。

9.根据权利要求1所述实时沉浸式培训方法，其特征在于所述实时数据包括动态模拟装置发送事件的模拟图像。

10.根据权利要求1所述实时沉浸式培训方法，其特征在于所述实时沉浸式培训平台包括工作场所无线电系统，允许多个受训人员、教练员、装置操作工，或者上述的任意组合进行交流；所述工作场所为炼油装置、石化装置、钻井平台、液化天然气装置、海上钻井平台、储罐区、液化天然气储罐区中的至少一种。