【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及电力设备，尤其是涉及一种基于混合现实的变电设备培训系统及方法。
技术介绍
1、随着社会的不断发展和经济的不断增长，电力作为现代社会不可或缺的能源供应方式，已经成为支撑社会各项活动和产业运转的重要基础设施。然而，随着电力系统规模的不断扩大和电网结构的日益复杂，电力设备的运维和维修管理任务变得愈加繁重和复杂。同时，为了保障电力系统的稳定运行，防范大面积停电事故的发生，对电力设备的维修和管理显得尤为关键。在传统的电力设备维修与管理中，主要采用计划检修维护体制。然而，这种传统体制在应对日益复杂的电力设备运维挑战时，已经显示出严重的缺陷。传统方法高度依赖于现场维修人员的技术水平，导致作业效率不高，因为不同技术人员的技术差异会出现维修不足或过剩、盲目维修等问题，影响电力设备的可靠性；同时随着电力设备规模数量的不断扩大，传统的一线员工数量已难以满足电力设备行业迅猛发展的需求，亟需扩招采用大量的新生代员工，但新员工专业知识与经验均有所欠缺，不能直接上岗来满足复杂电力设备的维修和管理需求，需要经过大量的岗前培训和考核后才能进入一线工作。目前的培训主要通过文字资料和图片视频的基础知识讲解来让新员工熟悉操作内容，缺少实际上手操作的经验不能给新员工直观的感受，且无法深入理解变电设备的内部构造，因此实际培训效果不理想，培训效率不高。
2、在中国专利文献上公开的“一种变电设备检修仿真培训方法”，其公开号为cn106504607a，公开日期为2017-03-15，包括以下步骤：(1)学员登录系统(；2)选择变电设备的种类和型号；(3
技术实现思路
1、本专利技术是为了克服现有技术中进行变电设备的培训训练时新员工缺少实际上手操作的经验，不能直观深入地了解变电设备的内部构造，因而实际培训效果不理想培训效率低的问题，提供了一种基于混合现实的变电设备培训系统及方法，基于混合现实技术将虚拟的变电设备三维模型与真实环境空间相融合，实现真实和虚拟的交互，可以通过在真实环境中叠加虚拟模型中的设备零部件的组装拆分、意外事故场景的模拟来对新员工进行实际操作的培训，同时还设置有全息互动模块，可以使新员工进行沉浸式的培训学习，更好地理解变电设备的结构和操作，从而提高培训效果和效率。
2、为了实现上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
3、一种基于混合现实的变电设备培训系统，包括：
4、混合现实模块，构建变电设备的三维模型和对应的场景模型，将虚拟的模型与采集到的真实环境空间融合后投影到混合现实设备中；
5、全息互动模块，将混合现实模块构建的虚拟的模型投影到现实世界，并通过人机交互模块进行互动操作；
6、人机交互模块，包括有混合现实设备，进行互动操作指令的输入；
7、控制中枢，控制培训系统的工作并收集工作过程中的数据信息，包括有数据分析反馈模块。
8、本专利技术中混合现实模块通过头戴式显示器或智能眼镜等混合现实设备，用户可以在现实环境中看到虚拟的设备模型，进行虚拟展示、操作维护指导和培训等功能；全息互动模块利用全息投影技术，将虚拟图像投影到现实世界中，通过虚拟模型的投影和用户与虚拟模型的实时互动，实现沉浸式的培训体验；人机交互模块通过混合现实设备采集用户发出的互动操作指令信息输入到系统内，间接控制各个模块的具体工作状态，如对变电设备的三维模型的选择、缩放和转动操作；控制中枢接收其余模块的数据信息并根据互动操作指令控制系统的工作，其包含的数据分析反馈模块可以对收集的数据进行分析并反馈相应的结果；为变电设备的培训、操作和教学提供了创新的方式，通过将虚拟模型投影到现实世界中，实现虚拟与现实的融合，增强培训用户的直观感受，提高培训的效果。
9、作为优选，所述混合现实模块包括：
10、三维建模单元，建立包含变电设备的外观、结构和内部组成的三维模型以及对应的场景模型；
11、真实环境采集单元，对真实环境进行扫描形成真实环境空间数据并建立空间坐标系；
12、场景构建单元，将虚拟的模型和真实环境空间进行融合得到混合现实场景，并根据互动操作指令实时调整。
13、本专利技术中的混合现实模块还包括有空间定位单元，定位三维模型在真实环境空间中的坐标位置、定位混合现实设备对应的用户在真实环境空间中的坐标位置，利于后续反馈到全息互动模块中，在真实环境中实现沉浸式的交互体验；场景构建单元根据当前所在真实环境的真实环境空间和空间坐标系，确定虚拟模型在真实环境空间的融合位置，在后续进行全息投影时可以直接将真实空间环境与当前真实环境相互重叠匹配，准确地将虚拟模型投影在真实环境的对应位置。
14、作为优选，所述人机交互模块包括通过手势控制操作指令的手势识别单元、通过语音进行操作指令控制的语音识别单元和通过操作外接设备进行控制的外接设备单元，三者中的至少一种；
15、所述人机交互模块可以同时接入若干个混合现实设备进行团队交互。
16、本专利技术中人机交互模块可以接入若干个混合现实设备，从而能同时实现对多人的教学培训，多用户可以通过全息互动模块在同一空间中看到彼此的虚拟模型，可以进行实时的互动、讨论和合作，提高培训的互动性和团队合作能力；对于指令操作的输入可以选择手势、语音或者外接设备的任意一种或多种，根据实际情况和需要进行选择。
17、作为优选，所述控制中枢还包括：
18、模拟学习模块，控制混合现实模块构建虚拟学习场景，进行变电设备培训知识的学习；
19、模拟训练模块，将虚拟的模型与真实环境空间融合投影到现实世界后，进行变电设备的日常操作维护、巡视检查和故障处理的训练；
20、考核评估模块，对模拟学习和模拟训练的结果进行考核评估。
21、本专利技术中控制中枢除了包括数据分析反馈模块，还有模拟学习模块、模拟训练模块和考核评估模块，在模拟学习模块中可以只利用混合现实模块将虚拟学习场景和变电设备的虚拟模型投影到混合现实设备中供用户学习观看，也可以再利用全息互动模块投影到现实世界进行学习；模拟训练模块需要通过全息互动模块将虚拟的模型投影到现实世界后，结合人机交互模块进行用户和虚拟模型的互动来完成训练操作；考核评估模块可以对模拟学习的知识掌握程度和模拟训练的操作熟练与准确程度进行考核。
22、作为优选，所述数据分析反馈模块根据培训系统工作过程中的数据，分析每个培训人员的学习、训练和考核情况，生成其对应的学习和训练方案。<本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于混合现实的变电设备培训系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于混合现实的变电设备培训系统，其特征在于，所述混合现实模块包括：
3.根据权利要求1或2所述的一种基于混合现实的变电设备培训系统，其特征在于，所述人机交互模块包括通过手势控制操作指令的手势识别单元、通过语音进行操作指令控制的语音识别单元和通过操作外接设备进行控制的外接设备单元，三者中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的一种基于混合现实的变电设备培训系统，其特征在于，所述控制中枢还包括：
5.根据权利要求1或4所述的一种基于混合现实的变电设备培训系统，其特征在于，所述数据分析反馈模块根据培训系统工作过程中的数据，分析每个培训人员的学习、训练和考核情况，生成其对应的学习和训练方案。
6.根据权利要求4所述的一种基于混合现实的变电设备培训系统，其特征在于，所述模拟学习模块包括：
7.根据权利要求1或2或4或6所述的一种基于混合现实的变电设备培训系统，其特征在于，所述系统还包括用户管理模块，管理不同用户的信息和权限，进行用户的
8.根据权利要求7所述的一种基于混合现实的变电设备培训系统，其特征在于，所述用户管理模块中进行用户的身份验证时，混合现实设备采集待登录对象的人脸信息；
9.一种基于混合现实的变电设备培训方法，适用于如权利要求1-8任一项所述的变电设备培训系统，其特征在于，包括：
10.根据权利要求9所述的一种基于混合现实的变电设备培训方法，其特征在于，所述显示虚拟模型在互动操作指令下的状态变化包括：
...【技术特征摘要】
1.一种基于混合现实的变电设备培训系统，其特征在于，包括：
2.根据权利要求1所述的一种基于混合现实的变电设备培训系统，其特征在于，所述混合现实模块包括：
3.根据权利要求1或2所述的一种基于混合现实的变电设备培训系统，其特征在于，所述人机交互模块包括通过手势控制操作指令的手势识别单元、通过语音进行操作指令控制的语音识别单元和通过操作外接设备进行控制的外接设备单元，三者中的至少一种；
4.根据权利要求1所述的一种基于混合现实的变电设备培训系统，其特征在于，所述控制中枢还包括：
5.根据权利要求1或4所述的一种基于混合现实的变电设备培训系统，其特征在于，所述数据分析反馈模块根据培训系统工作过程中的数据，分析每个培训人员的学习、训练和考核情况，生成其对应的学习和训练方案。
【专利技术属性】
技术研发人员：许路广，周刚，朱凯元，叶润潮，张思远，李锐锋，王佳培，周冰，王聃，卢思瑶，盛鹏飞，魏泽民，徐东辉，叶丽雅，张媛，黄辰昊，张斌，周一飞，王舒清，郑思源，
申请(专利权)人：国网浙江省电力有限公司嘉兴供电公司，
类型：发明
国别省市：
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