[发明专利]基于三维几何模型的煤矿安全生产过程VR仿真培训平台在审

专利信息
申请号: 202210912978.X 申请日: 2022-07-31
公开(公告)号: CN115601495A 公开(公告)日: 2023-01-13
发明(设计)人: 肖潇;杜伟;赵一鸣;陈闯 申请(专利权)人: 淮北矿业股份有限公司
主分类号: G06T17/00 分类号: G06T17/00;G06T19/00;G06F3/01;G09B5/02
代理公司: 深圳众邦专利代理有限公司 44545 代理人: 熊指挥
地址: 235000 安徽*** 国省代码: 安徽;34
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摘要:
搜索关键词: 基于 三维 几何 模型 煤矿 安全生产 过程 vr 仿真 培训 平台
【说明书】:

发明公开了基于三维几何模型的煤矿安全生产过程VR仿真培训平台,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。本发明提高安全培训教学质量,利用VR技术构建虚拟现实环境,则能给学员提供一个将知识转化为技能的实践平台;提高培训人员学习效率;利用VR技术构建的虚拟现实环境里,学员完成给定的任务,以互动的操作,提高学员学习积极性,在潜移默化中提高学员操作技能水平,提高安全经济效益,通过构建虚拟矿井环境提高员工安全操作技能水平,提高煤矿企业安全经济效益;提高煤矿安全生产水平,通过虚拟现实培训系统的应用,提高员工安全操作水平。

技术领域

本发明涉及煤矿安全生产过程VR仿真技术领域,具体来说,涉及基于三维几何模型的煤矿安全生产过程VR仿真培训平台。

背景技术

近年来,虚拟现实技术为矿山安全生产、优化设计及矿工技术培训等技术手段提供了安全保障。在国外,矿工们逐渐开始抛弃传统的复杂培训课程,而更加乐于接受一些叫做“Safety Jail”的课程,这些课程提供了以虚拟现实模拟为基础的安全管理和培训,矿工们坐在教室内,通过虚拟环境获得培训必备的技能和知识。

此外,虚拟现实模拟装置可以为矿工模拟出具有真实感的操作环境,并提供设备操作的整个过程,其与增强现实技术相结合,可以为矿工提供更加强大的设备培训和员工训练。例如,矿工通过“数字眼镜”查看出现故障的机器。电脑会给出非常详细的且有动画演示的维修步骤,矿工不需要亲自去检查机器,完全由电脑来检查并处理数据,对于井下的安全操作规程可以像玩游戏一样亲身体会和学习;除了可以自动演示整个综采工艺过程外,还可以借助于鼠标、键盘进行简单的人机交互,控采煤机的运行状态,液压支架的升、降、前移等操作。

现有技术中,矿山安全生产的安全技术培训存在以下缺陷:

1、传统的安全技术培训以文字、图片、影像为信息载体,学员被动接受,缺乏互动和实践,培训效果差,传统设备运维的人才技术传承没有成体系。

2、传统形式的安全教育相对枯燥,学习缺乏互动性,不能将所学知识充分转化为技能,降低了培训质量。

3、矿井生产环境复杂,员工操作技术水平和安全生产意识对矿井的安全生产起着至关重要的作用,需要预先模拟矿井生产的场景,但是虚拟技术手段在矿井生产的场景运用不够成熟。

针对相关技术中的问题,目前尚未提出有效的解决方案。

发明内容

针对相关技术中的问题,本发明提出基于三维几何模型的煤矿安全生产过程VR仿真培训平台,以克服现有相关技术所存在的上述技术问题。

为此,本发明采用的具体技术方案如下:

基于三维几何模型的煤矿安全生产过程VR仿真培训平台,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;

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。

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