[发明专利]一种基于混合现实技术的机车操作实训系统

说明书

本发明涉及一种基于混合现实技术的机车操作实训系统，属于机车模拟实训技术领域，该系统包括操作台和MR头戴设备，操作台包括柜体，柜体上安装有可拆卸的操作台面板，柜体中设置有用于采集数据的工控主机，通过MR头戴设备生成虚拟的三维图像，利用混合现实技术，与真实的操作台进行叠加得到最终的虚实叠加画面，从而实现机车操作实训。本发明的机车操作实训系统，不再完全模拟真实的机车操作台，仅仅模拟真实的机车操作台面板，在操作台柜体中设置必要的工控主机。并且，本发明的机车操作实训系统适用多种机车型号的操作台培训，只需要更换操作台面板，工控主机就能自动识别实训机型，操作方便，节省成本，节约设备的占空空间。

技术领域

本发明属于机车模拟实训技术领域，具体涉及一种基于混合现实技术的机车操作实训系统。

背景技术

现有技术中，如图1所示的用于进行乘务员实训的机车驾驶仿真模拟操作台，包括柜体1、机车显示装置2、机车运行前视景的显示器3，其中柜体1和机车显示装置2完全对某一种固定型号机车进行模仿，相当于一台设备对应一种真实的机车型号，若想让学员多进行几种型号设备的培训，则需要购置多种类型的培训设备，既占空间，又大大增加了培训院校的经济负担。而实际上，考虑到经济成本有限的问题，用于培训乘务员的铁职院校往往只购置一种或两种型号的培训设备，使得学员只能对个别型号的机车进行模拟操作培训，而学员在成为乘务员后实际驾驶机车的型号却很可能是其他类型，与之前培训的机车型号不同，导致培训效果差，无法提升学员的实际操作能力。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于混合现实技术的机车操作实训系统，用于解决现有机车操作实训台仅能实现一种机车型号的培训，导致学员的实际操作能力有限的问题。

基于上述目的，一种基于混合现实技术的机车操作实训系统的技术方案如下：

包括操作台和MR头戴装置，其中，操作台包括柜体，柜体上安装有可拆卸的操作台面板，所述的操作台面板模仿真实机车操作台面板上的手动操作器件及器件布局，且该操作台面板中集成有第一信号采集模块，用于采集操作台面板上手动操作器件的开关量信号；

还包括安装在所述柜体中的工控主机，工控主机通过第二信号采集模块连接柜体的脚踏开关，用于收集脚踏开关信号；该工控主机还用于通过连接线连接所述的第一信号采集模块，用于收集操作台面板上的各开关量信号，并根据这些信号自动识别进行实训的机车型号；或者设置拨码开关进行实训机车型号的切换；

所述的工控主机与所述的MR头戴装置通信连接，用于将所述的各开关量信号和机车型号传输给MR头戴装置，由MR头戴装置根据开关量信号和机车型号进行计算，生成虚拟的机车显示装置和机车运行前视景的三维图像，或者由工控主机将接收到的各开关量和机车型号计算处理，生成虚拟的机车显示装置和机车运行前视景三维图像，再通过网络传输给MR头戴装置进行显示；利用混合现实技术，将虚拟的三维图像和真实的操作台叠加起来，得到虚实叠加画面，并根据手动操作器件的电信号的变化情况，更新虚实叠加画面，从而实现对用户的机车操作实训。

上述技术方案的有益效果是：

本发明的机车操作实训系统，不再完全模拟真实的机车操作台，仅仅模拟真实的机车操作台面板，在操作台柜体中设置必要的工控主机，用于数据的收集，判断实训机型，最终通过MR头戴装置进行数据的计算，根据计算的数据，生成虚拟的三维图像，利用混合现实技术，与真实的操作台进行叠加得到最终的虚实叠加画面，从而实现机车操作实训。既能达到很好的实训效果，又能化简硬件设备。并且，本发明的机车操作实训系统适用多种机车型号的操作台培训，学员通过一个机车操作台就能够实现多种型号机车的操作台实训，能够大大提高学员的实际操作能力。切换实训机型时，只需要更换操作台面板，工控主机就能自动识别实训机型，更换操作方便，节省成本，节约设备的占空空间。