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一种基于VR设备的 虚拟现实交互仿真实训系统

阅读：524发布：2020-05-20

专利汇可以提供一种基于VR设备的虚拟现实交互仿真实训系统专利检索，专利查询，专利分析的服务。并且一种基于VR设备的虚拟现实交互仿真实训系统，包括VR交互设备、用于构建仿真实训模块的PC机和用于数据转换传输用的主机本体，所述VR交互设备包括头显装置和传感器模块，其实训练习方法为：步骤一，通过PC机结合VR技术中三维互动功能完成虚拟实训模块的构建，练习者选择对应需要仿真实训的虚拟实训模块；步骤二，练习者完成VR交互设备的穿戴，PC机完成对应虚拟实训模块的启动；步骤三，练习者通过头显装置获得虚拟应用场景中的位置及情况，依据实训操作步骤通过传感器模块完成对应操作。本发明通过构建不同的虚拟实训模块，提高了仿真教学的方便性和质量，适用于教学演习、模拟仿真实训使用。，下面是一种基于VR设备的虚拟现实交互仿真实训系统专利的具体信息内容。

权利要求

1.一种基于VR设备的虚拟现实交互仿真实训系统，包括VR交互设备、用于构建仿真实训模块的PC机和用于数据转换传输用的主机本体，其特征在于：所述VR交互设备包括头显装置和传感器模块，其实训练习方法为：
步骤一，通过PC机结合VR技术中三维互动功能完成虚拟实训模块的构建，练习者选择对应需要仿真实训的虚拟实训模块；
步骤二，练习者完成VR交互设备的穿戴，PC机完成对应虚拟实训模块的启动；
步骤三，练习者通过头显装置获得虚拟应用场景中的位置及情况，依据实训操作步骤通过传感器模块完成对应操作，传感器模块采集练习者对应操作动作的数据并传输至主机本体中，主机本体将数据反馈至PC机内，PC机获取数据后，对应更改虚拟应用场景。
2.根据权利要求1所述的一种基于VR设备的虚拟现实交互仿真实训系统，其特征在于：
所述虚拟实训模块包括机械设备操作实训模块、机械设备拆装实训模块、消防实训模块、虚拟手术模拟实训模块或实践教学模拟模块。
3.根据权利要求1所述的一种基于VR设备的虚拟现实交互仿真实训系统，其特征在于：
所述主机本体包括通讯模块、处理器和电源，所述通讯模块用于连接所述VR交互设备和PC机，所述处理器用于数据处理和传输。
4.根据权利要求1所述的一种基于VR设备的虚拟现实交互仿真实训系统，其特征在于：
所述传感器装置包括固定检测探头、VR手柄和移动定位标签，所述固定检测探头分别分布于练习者活动空间内，所述VR手柄穿戴于练习者手上，所述移动定位标签固定于练习者身上。

说明书全文

一种基于VR设备的虚拟现实交互仿真实训系统

技术领域

[0001] 本发明涉及VR仿真模拟技术领域，涉及一种基于VR设备的虚拟现实交互仿真实训系统。

背景技术

[0002] 众所周知，虚拟实境（Virtual Reality），简称VR技术，也称灵境技术或人工环境，是利用电脑模拟产生一个三度空间的虚拟世界，提供使用者关于视觉、听觉、触觉等感官的模拟，让使用者如同身历其境一般，可以及时、没有限制地观察三度空间内的事物。使用者进行位置移动时，电脑可以立即进行复杂的运算，将精确的3D世界影像传回产生临场感。虚拟现实(VR)是把人的意识代入一个虚拟的世界。虚拟现实是多种技术的综合，包括实时三维计算机图形技术，广角立体显示技术，对观察者头、眼和手的跟踪技术，以及触觉/力觉反馈、立体声、网络传输、语音输入输出技术等。

[0003] 针对机械设计与制造、模具设计与制造、机电一体化技术、数控技术、汽车检测与维修技术、汽车制造与装配技术、建筑工程技术、医疗等专业的相关课程，教学实训是其必不可少的一个环节。传统的教学实训作为职业教育中一种普遍的教学模式，往往受到课程和专业技术领域的限制，课程和专业的不同往往需要使用不同的设备和场景。随着信息技术的快速发展，课程和专业的更新也越来越快，要保证保证实训条件与时俱进，就必须及时更新技术设备，且为了更好的进行实训教学，往往需要进行实物模拟操作，然而实训环境因资源问题，势必不能够给练习者得到充分实践的机会，因此结合VR技术开发一种适用于虚拟现实仿真实训的系统，是现今的研究热点。

发明内容

[0004] 本发明的目的在于提供一种基于VR设备的虚拟现实交互仿真实训系统，用于解决上述技术问题，特别适用于教学演习、模拟仿真实训使用。

[0005] 本发明所解决的技术问题可以采用以下技术方案来实现：一种基于VR设备的虚拟现实交互仿真实训系统，包括VR交互设备、用于构建仿真实训模块的PC机和用于数据转换传输用的主机本体，其特征在于：所述VR交互设备包括头显装置和传感器模块，其实训练习方法为：步骤一，通过PC机结合VR技术中三维互动功能完成虚拟实训模块的构建，练习者选择对应需要仿真实训的虚拟实训模块；步骤二，练习者完成VR交互设备的穿戴，PC机完成对应虚拟实训模块的启动；步骤三，练习者通过头显装置获得虚拟应用场景中的位置及情况，依据实训操作步骤通过传感器模块完成对应操作，传感器模块采集练习者对应操作动作的数据并传输至主机本体中，主机本体将数据反馈至PC机内，PC机获取数据后，对应更改虚拟应用场景。

[0006] 所述虚拟实训模块包括机械设备操作实训模块、机械设备拆装实训模块、消防实训模块、虚拟手术模拟实训模块或实践教学模拟模块。

[0007] 所述主机本体包括通讯模块、处理器和电源，所述通讯模块用于连接所述VR交互设备和PC机，所述处理器用于数据处理和传输。

[0008] 所述传感器装置包括固定检测探头、VR手柄和移动定位标签，所述固定检测探头分别分布于练习者活动空间内，所述VR手柄穿戴于练习者手上，所述移动定位标签固定于练习者身上。

[0009] 本发明与现有技术相比具有如下突出优点和效果：本发明通过构建不同的虚拟实训模块，提高了仿真教学的方便性和质量，实现了练习者在虚拟场景中的虚拟互动，增强实训沉浸感，提高实习实训效果，适用于教学演习、模拟仿真实训使用。

[0010] 本发明的特点可参阅以下较好实施方式的详细说明而获得清楚地了解。

具体实施方式

[0011] 为了使本发明实现的技术手段、创作特征、达成目的与功效易于明白了解，下面进一步阐述本发明。

[0012] 本发明提供的一种基于VR设备的虚拟现实交互仿真实训系统，包括VR交互设备、用于构建仿真实训模块的PC机和用于数据转换传输用的主机本体，VR交互设备包括头显装置和传感器模块，其实训练习方法为：步骤一，通过PC机结合VR技术中三维互动功能完成虚拟实训模块的构建，练习者选择对应需要仿真实训的虚拟实训模块；步骤二，练习者完成VR交互设备的穿戴，PC机完成对应虚拟实训模块的启动；步骤三，练习者通过头显装置获得虚拟应用场景中的位置及情况，依据实训操作步骤通过传感器模块完成对应操作，传感器模块采集练习者对应操作动作的数据并传输至主机本体中，主机本体将数据反馈至PC机内，PC机获取数据后，对应更改虚拟应用场景。

[0013] 进一步，本实施例中虚拟实训模块包括机械设备操作实训模块、机械设备拆装实训模块、消防实训模块、虚拟手术模拟实训模块或实践教学模拟模块。

[0014] 进一步，本实施例中主机本体包括通讯模块、处理器和电源，通讯模块用于连接VR交互设备和PC机，处理器用于数据处理和传输。

[0015] 进一步，本实施例中传感器装置包括固定检测探头、VR手柄和移动定位标签，固定检测探头分别分布于练习者活动空间内，固定检测探头用于测算移动定位标签的活动坐标，固定检测探头优选采用红外线定位技术，便于实现位置移动数据的采集和传输，VR手柄穿戴于练习者手上，方便反馈操作动作数据，移动定位标签固定于练习者身上。

[0016] 通过传感器模块获取传感数据，通过Sensor Fusion 算法，将获得的数据处理融合，模拟人体运动时的数据变化，以此模拟最真实的身体运动，让体验者有最舒适的体验。在现实中，人体运动时，肉眼所看到的画面会随之变化，而大脑会精确的感知到，通过PC机算法模拟结合高精度的计算，实现匹配人体实际变化，从而能适应大脑的感觉。

[0017] 本发明通过构建不同的虚拟实训模块，提高了仿真教学的方便性和质量，实现了练习者在虚拟场景中的虚拟互动，增强实训沉浸感，提高实习实训效果，适用于教学演习、模拟仿真实训使用。

[0018] 由技术常识可知，本发明可以通过其它的不脱离其精神实质或必要特征的实施方案来实现。因此，上述公开的实施方案，就各方面而言，都只是举例说明，并不是仅有的。所有在本发明范围内或在等同于本发明的范围内的改变均被本发明包含。

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