[发明专利]基于全息影像的开关设备交互式培训系统

说明书

本发明涉及基于全息影像的开关设备交互式培训系统，该系统包括教师端全息影像终端、学员端全息影像终端、交换机、服务器、与全息影像终端匹配的动作捕捉装置、3D眼镜、手持式控制设备，教师端全息影像终端、学员端全息影像终端分别与交换机通信连接，交换机与服务器通信连接，服务器与各动作捕捉装置通信连接，各动作捕捉装置获取各3D眼镜的定位信息，服务器根据该信息，通过交换机控制相应的全息影像终端进行开关设备的全息展示，实现人机交互；教师端全息影像终端控制连接学员端全息影像终端，用于进行学员端全息影像终端的控制管理。本发明的培训系统以全息形式直观地操作全息影像终端中开关设备的三维模型，有效提高学员的实操技能水平。

技术领域

本发明属于高压开关设备技术领域，具体涉及基于全息影像的开关设备交互式培训系统。

背景技术

开关类设备作为电力系统中重要的开断元件，随着电网规模的不断扩大，也将大量在电网中使用。在电网设备规模快速增长的同时，外部运行环境也日趋复杂，而开关设备作为电力系统中的关键主设备之一，一旦发生故障将会引起局部地区停电，严重时甚至会使电网发生大面积瘫痪，破坏电力系统的正常运行，造成经济的重大损失。为提升运维检修人员对开关设备的运维检修技能水平，通常需要对这些人员进行技能培训。

现有技术中存在一些用于训练运维检修人员的培训系统，这些培训系统在一定程度上提升了电力开关设备业务培训效果，但尚存在一些技术不足：

(1)申请公布号为CN111240490A，申请公布日2020-06-05的专利申请文件公开了一种基于VR虚-拟沉浸及环幕互动的设备绝缘试验培训系统，该系统通过VR虚拟现实的方式，实现了电力设备模型虚拟运维检修功能，但该方式为沉浸式，学员不能长期佩戴VR头盔，否则会出现程度不一的眩晕等情况，影响学员的培训效果。

(2)申请公布号为CN206441389U，申请公布日2017-08-25的专利申请文件公开了一种基于全息投影技术的电力仿真培训平台，该培训平台属于传统的电力仿真培训系统，以二维平面的视觉来完成相应的拆解、装配，不具备三维立体操作功能，且交互方式交互单一，系统操作界面友好性不高，培训效果较差。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于全息影像的开关设备交互式培训系统，用于解决现有培训系统的培训效率低、培训效果差的问题，以及传统采用真实高压开关设备进行操作培训导致的安全性差和培训成本高的问题。

基于上述目的，一种基于全息影像的开关设备交互式培训系统的技术方案如下：

包括：教师端全息影像终端，学员端全息影像终端，交换机，服务器，与各全息影像终端匹配的动作捕捉装置、带定位装置的3D眼镜、手持式控制设备，其中，教师端全息影像终端、学员端全息影像终端分别与交换机通信连接，交换机与服务器通信连接，服务器与各动作捕捉装置通信连接，各动作捕捉装置用于获取各3D眼镜的定位信息，所述的服务器用于获取各动作捕捉装置的定位信息，通过交换机控制相应的全息影像终端进行开关设备的三维模型的全息展示，实现人机交互；

所述的教师端全息影像终端控制连接学员端全息影像终端，用于进行学员端全息影像终端的控制管理；所述的服务器与手持式控制设备通信连接，用于获取用户的控制指令，根据该控制指令控制开关设备的相应部件进行动作，并控制学员端全息影像终端进行3D动作展示。

上述技术方案的有益效果是：

通过本发明构建的培训系统，在三维虚拟环境中进行操作训练，确保了学员的人身安全，并以全息形式直观地操作全息影像终端中开关设备的三维模型，有效提高学员的实操技能水平，全面提升培训效果，解决了高压开关设备传统培训高危险与高成本的问题。

进一步的，为了确定手持式控制是否在可控范围，各手持式控制设备中均设置有定位装置，用于定位手持式控制设备的位置信息；各动作捕捉装置用于获取对应匹配的手持式控制设备的位置信息，将位置信息发送给服务器，服务器用于根据所述位置信息，确定手持式控制设备是否在可控范围。