[发明专利]基于三维几何模型的煤矿安全生产过程VR仿真培训平台

权利要求书

1.基于三维几何模型的煤矿安全生产过程VR仿真培训平台，其特征在于，包括煤矿生产数据收集模块、实体场景建模模块、场景合成模块、VR交互模块及实时性程序开发模块；

所述煤矿生产数据收集模块，用于收集煤矿采集地层、巷道及施工设备数据的实体场景数据信息；所述用于收集煤矿采集地层、巷道及施工设备数据的实体场景数据信息还包括以下步骤：

获取煤矿的井下施工图及矿工的工作地点定位图；

根据煤矿的井下施工图，收集煤矿构造及地层的数据信息；

根据矿工的工作地点定位图，收集矿工的人员定位及机电设备的数据信息；

将矿构造及地层的数据信息与矿工的人员定位及机电设备的数据信息，通过向实体场景建模模块输出对应数据信息，实现数据漫游、信息查询及数据分析的功能；

所述实体场景建模模块，用于接收煤矿生产数据收集系统的实体场景数据，基于实体场景数据配置加权移动平均值的仿真煤矿生产建模数据，执行实体场景与仿真煤矿生产建模数据的模型转换，并得到实体场景；其包括以下步骤：

接收所述对应数据信息，将对应数据信息输入建模工具，获取模拟分析结果，通过计算加权移动平均值确定相关范围，并获得初始化的实体场景结构分布模型；所述计算加权移动平均值的计算公式为：

Q＝eQ_n+e(1-e)Q_n-1+e(1-e)²Q_n-2+…；

其中，Q表示加权移动平均值，n表示输入的数据数量，Q_n表示输入的数据数量为n时的数据，e为权重，且e＝1/n；

根据初始化的实体场景结构分布模型范围进行数据改进，建立判断数据趋势的曲线模型；

根据曲线计算的弹性变化值，变换弹性范围；其中，所述弹性变化值的计算公式为：

其中，T表示弹性变化值，Q表示加权移动平均值，i表示差值区间的两个端点值的平均值；

根据所述变换弹性范围判断数据模拟后，计算的实体场景分析数据；

根据所述实体场景分析数据的滞后情况，输出最终的实体场景；

所述场景合成模块，用于利用开源三维软件blender完成实验专业模型的构建工作，并根据VR交互设备的操控对实体场景的建模文件进行调整；

所述VR交互模块，用于通过操控场景合成模块来读取实体场景模型文件，并利用UML对所述实体场景的建模文件进行调整，采用Unity3D完成三维场景的建模；

所述实时性程序开发模块，用于与VR交互设备之间建立数据通信，并对调整后的实体场景模型文件进行仿真计算，采用JavaScript生成实时性自动调整程序。

2.根据权利要求1所述的基于三维几何模型的煤矿安全生产过程VR仿真培训平台，其特征在于，所述实体场景建模模块包括实体场景模型读取模块、实体场景模型调整模块及实体场景仿真模块；

所述实体场景模型读取模块，用于通过VR交互设备的操控，从模型数据库中选择所述实体场景模型文件；

所述实体场景模型调整模块，用于通过VR交互设备的操控对模型读取单元读取到的实体场景模型文件进行调整，并将调整后的实体场景模型文件发送给所述仿真单元；

所述实体场景仿真模块，用于确定调整后的实体场景模型文件的仿真参数和仿真条件，并将调整后的实体场景模型文件、仿真参数及仿真条件发送至局域网进行仿真计算。

3.根据权利要求1所述的基于三维几何模型的煤矿安全生产过程VR仿真培训平台，其特征在于，所述用于利用开源三维软件blender完成实验专业模型的构建工作，并根据VR交互设备的操控对实体场景的建模文件进行调整还包括以下步骤：

根据VR交互设备的操控来读取实体场景的建模文件；

利用开源三维软件blender完成实验专业模型的构建工作，并根据VR交互设备的操控对实体场景的建模文件进行调整；

将调整后的实体场景模型文件发送给所述实时性程序开发模块进行仿真计算；

利用实时性程序开发模块发送的仿真结果显示在场景合成模块。