【技术实现步骤摘要】
本专利技术属于风力发电，具体属于一种风机检修虚拟仿真训练平台及使用方法。
技术介绍
1、风力发电机组是一种利用风能转换为机械能，再将机械能转换为电能的发电装置。风力发电机组结构复杂，包括叶片系统、变桨系统、传动系统、发电系统、偏航系统等多个子系统，由于其工作环境恶劣、检修难度大，对检修人员的专业技能要求较高，因此检修人员的培训对风电场安全稳定运行具有重要意义。
2、目前，风力发电机组检修培训主要采用三种方式：一是通过理论教学和视频教学进行知识传授，这种方式难以让学员掌握实际操作技能；二是通过实体模型进行实操训练，这种方式存在培训成本高、训练场景单一、安全风险大等缺点；三是采用简单的计算机模拟系统进行培训，但现有模拟系统普遍存在人机交互单一、物理特性模拟不准确、无法进行多人协同训练等问题。此外，现有培训方式缺乏智能评估和实时指导功能，难以对学员的操作进行准确评价和及时纠正。
技术实现思路
1、为了解决传统培训中场景单一、反馈不足、评估滞后的问题，本专利技术提供了一种风机检修虚拟仿真训练平台及使用方法，通过虚拟现实技术与人工智能技术的结合，实现风机检修培训的高度仿真。
2、为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：
3、本专利技术提出了一种风机检修虚拟仿真训练平台，包括主控制模块、交互设备模块、网络模块和培训管理模块；所述网络模块通信连接所述主控制模块、所述交互设备模块和所述培训管理模块；
4、其中，所述交互设备模块，用于用户与虚拟仿真
5、所述网络模块，用于所述交互设备模块与所述培训管理模块、所述培训管理模块与所述主控制模块之间数据的传输；
6、所述主控制模块，用于对虚拟仿真初始环境进行渲染处理，得到虚拟仿真环境以及通过对用户操作数据处理，得到实时物理仿真结果；
7、所述培训管理模块，用于基于用户需求数据构建虚拟仿真初始环境，并基于所述实时物理仿真结果对用户在虚拟仿真初始环境中的操作进行评估和指导。
8、优选地，所述主控制模块包括实时渲染处理单元、输入单元、输出单元和物理仿真计算单元；
9、所述输入单元，用于获取由所述交互设备模块和所述培训管理模块的输入至所述网络模块中的数据，并将输入的数据传输至所述实时渲染处理单元和所述物理仿真计算单元进行处理；
10、所述实时渲染处单元，用于对所述培训管理模块输入的虚拟仿真初始环境进行渲染，构建得到虚拟仿真环境，以及对所述物理仿真计算单元处理得到场景变化结果进行渲染，得到仿真训练过程中的虚拟仿真更新环境；
11、所述物理仿真计算单元，用于获取用户训练过程中虚拟仿真环境中对象的物理状态变化，结合用户操作数据，以及对象物理属性计算得到虚拟仿真环境中场景变化结果；
12、所述输出单元，用于将虚拟仿真更新环境与虚拟仿真环境通过网络模块输入至所述交互设备模块，以及将场景变化结果通过网络模块输入至培训管理模块中处理。
13、优选地，所述交互设备模块包括vr头显单元、力反馈单元、动作捕捉单元、触觉反馈单元和控制单元；
14、所述vr头显单元，用于获取虚拟仿真更新环境与虚拟仿真环境，为用户展示虚拟仿真环境，并基于虚拟仿真更新环境对虚拟仿真环境进行更新；
15、所述力反馈单元用于基于训练反馈数据为用户提供训练仿真过程中的力反馈；
16、所述动作捕捉单元用于捕获用户在训练仿真过程中的动作数据；
17、所述触觉反馈单元用于为用户提供训练仿真过程中的触感反馈；
18、所述控制单元用于控制所述vr头显单元、所述力反馈单元、所述动作捕捉单元和所述触觉反馈单元的数据输入和数据输出。
19、优选地，所述培训管理模块包括场景管理子模块、数据传输子模块、物理仿真子模块、交互控制子模块、ai训练子模块及协同训练子模块；
20、所述数据传输子模块，用于获取主控制模块处理得到的场景变化结果和所述交互设备单元采集的用户操作数据；
21、所述场景管理子模块，用于配置虚拟仿真初始环境；场景管理模块包括三维场景渲染单元、资源加载管理单元及场景编辑单元；
22、所述物理仿真子模块，用于基于场景变化结果使用自适应计算方法进行物理特性计算，得到的物理特性结果；
23、所述交互控制子模块，用于获取仿真训练反馈数据和用户操作数据，通过仿真训练反馈数据和用户操作数据确定出仿真反馈数据；
24、所述ai训练子模块，用于对仿真反馈数据和用户操作数据进行评价和分析，得到评价数据和指导数据；
25、所述协同训练子模块，用于进行多用户协作仿真训练、指导和记录。
26、优选地，所述场景管理子模块包括三维场景渲染单元、资源加载管理单元及场景编辑单元；
27、所述资源加载管理单元，用于根据训练任务数据，从其内的数据库中加载基础场景资源数据；
28、所述场景编辑单元，用于解析训练任务数据，得到用户需求数据，根据用户需求数据动态调整场景结构，得到虚拟仿真初始环境；
29、所述三维场景渲染单元，用于对所述虚拟仿真初始环境进行渲染。
30、优选地，所述物理仿真子模块包括自适应物理单元、部件变形计算单元和碰撞检测单元；
31、所述碰撞检测单元，用于对场景变化结果进行处理，确定用户与虚拟仿真环境中的对象是否发生碰撞，生成碰撞结果数据；
32、所述部件变形计算单元，用于通过碰撞结果数据和用户操作数据计算得到对象的应力分布和变形量；
33、所述自适应物理单元，用于通过碰撞结果数据和对象的应力分布和变形量计算得到对象重要性得分，根据对象重要性得分确定动态调整计算精度，基于确定的动态调整计算精度计算得到仿真训练反馈数据。
34、优选地，所述交互控制子模块包括手势识别单元、语音控制单元及触觉反馈控制单元；
35、所述手势识别单元，用于提取出用户操作数据中的用户手势数据，解析手势轨迹、位置和动态变化，结合仿真训练反馈数据进行处理，得到手势仿真反馈数据；
36、所述语音控制单元，用于提取出用户操作数据中的语音操作数据，对语音操作数据进行分析，结合仿真训练反馈数据进行处理，得到语音仿真反馈数据；
37、所述触觉反馈控制单元，用于通过力反馈计算模型对手势仿真反馈数据进行处理，得到触觉仿真反馈数据。
38、优选地，所述ai训练子模块包括智能教学单元、操作评估单元和自适应难度调节单元；
39、所述智能教学单元，用于通过评价数据与其内存储的操作解析数据对用户操作数据进行纠正，得到指导数据；
40、所述操作评估单元通过数据导线电性连接，用于通过评分模型分别对语音仿真反馈数据、手势仿真反馈数据和触觉仿真反馈数据进行评分，得到评价数据；
41、所本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种风机检修虚拟仿真训练平台，其特征在于，包括主控制模块、交互设备模块、网络模块和培训管理模块；所述网络模块通信连接所述主控制模块、所述交互设备模块和所述培训管理模块；
2.根据权利要求1所述的一种风机检修虚拟仿真训练平台，其特征在于，所述主控制模块包括实时渲染处理单元、输入单元、输出单元和物理仿真计算单元；
3.根据权利要求1所述的一种风机检修虚拟仿真训练平台，其特征在于，所述交互设备模块包括VR头显单元、力反馈单元、动作捕捉单元、触觉反馈单元和控制单元；
4.根据权利要求1所述的一种风机检修虚拟仿真训练平台，其特征在于，所述培训管理模块包括场景管理子模块、数据传输子模块、物理仿真子模块、交互控制子模块、AI训练子模块及协同训练子模块；
5.根据权利要求4所述的一种风机检修虚拟仿真训练平台，其特征在于，所述场景管理子模块包括三维场景渲染单元、资源加载管理单元及场景编辑单元；
6.根据权利要求5所述的一种风机检修虚拟仿真训练平台，其特征在于，所述物理仿真子模块包括自适应物理单元、部件变形计算单元和碰撞检测单元；>
7.根据权利要求6所述的一种风机检修虚拟仿真训练平台，其特征在于，所述交互控制子模块包括手势识别单元、语音控制单元及触觉反馈控制单元；
8.根据权利要求7所述的一种风机检修虚拟仿真训练平台，其特征在于，所述AI训练子模块包括智能教学单元、操作评估单元和自适应难度调节单元；
9.根据权利要求6所述的一种风机检修虚拟仿真训练平台，其特征在于，协同训练模块包括多用户同步单元、远程专家指导单元和培训记录管理单元；
10.一种风机检修虚拟仿真训练平台的使用方法，应用于权利要求1~9任意一项所述的一种风机检修虚拟仿真训练平台，其特征在于，包括以下步骤：
...【技术特征摘要】
1.一种风机检修虚拟仿真训练平台，其特征在于，包括主控制模块、交互设备模块、网络模块和培训管理模块；所述网络模块通信连接所述主控制模块、所述交互设备模块和所述培训管理模块；
2.根据权利要求1所述的一种风机检修虚拟仿真训练平台，其特征在于，所述主控制模块包括实时渲染处理单元、输入单元、输出单元和物理仿真计算单元；
3.根据权利要求1所述的一种风机检修虚拟仿真训练平台，其特征在于，所述交互设备模块包括vr头显单元、力反馈单元、动作捕捉单元、触觉反馈单元和控制单元；
4.根据权利要求1所述的一种风机检修虚拟仿真训练平台，其特征在于，所述培训管理模块包括场景管理子模块、数据传输子模块、物理仿真子模块、交互控制子模块、ai训练子模块及协同训练子模块；
5.根据权利要求4所述的一种风机检修虚拟仿真训练平台，其特征在于，所述场景管理子模块包括三维...
【专利技术属性】
技术研发人员：陈臣，韩斌，王忠杰，于涵，薛晗光，李嘉麟，
申请(专利权)人：华能赫章风力发电有限公司，
类型：发明
国别省市：
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