一种车辆底盘虚拟维修训练系统

文档序号:1847946 发布日期:2021-11-16 浏览:8次 >En<

阅读说明:本技术 一种车辆底盘虚拟维修训练系统 (Virtual maintenance training system for vehicle chassis ) 是由 朱红娜 张月匣 于 2021-08-06 设计创作,主要内容包括:本发明涉及模拟训练器技术领域,尤其涉及一种车辆底盘虚拟维修训练系统,其包括训练管理软件系统、VR端车辆底盘维修模拟训练系统及桌面端车辆底盘维修模拟训练系统;所述训练管理软件系统用于发起教学、训练及考核任务;所述VR端车辆底盘维修模拟训练系统及桌面端车辆底盘维修模拟训练系统按照内容和功能划分,均包括结构展示模块、原理演示模块、虚拟训练模块及考核模块。本发明提供的系统提供虚实结合的教学环境,能够缩短训练周期,并减少实物设备的损耗。(The invention relates to the technical field of simulation trainers, in particular to a virtual maintenance training system for a vehicle chassis, which comprises a training management software system, a VR end vehicle chassis maintenance simulation training system and a desktop end vehicle chassis maintenance simulation training system; the training management software system is used for initiating teaching, training and checking tasks; the VR end vehicle chassis maintenance simulation training system and the desktop end vehicle chassis maintenance simulation training system are divided according to content and functions and respectively comprise a structure display module, a principle demonstration module, a virtual training module and an examination module. The system provided by the invention provides a virtual-real combined teaching environment, can shorten the training period and reduce the loss of physical equipment.)

一种车辆底盘虚拟维修训练系统

技术领域

本发明涉及模拟训练技术领域,尤其涉及一种车辆底盘虚拟维修训练系统。

背景技术

由于车辆底盘的复杂性,对维修过程操作要求高,反复操作影响车辆底盘的性能、安全及寿命。在车辆底盘维修教学中存在学员对车辆底盘的结构和原理了解不充分,对车辆底盘维修的教学内容简单不充分、学员实训操作时间短、训练效果差,学员学习效率低,教员教学难度大等问题,严重影响了车辆底盘维修保障的建设水平。

发明内容

本发明所要解决的技术问题是提供虚实结合的教学环境,能够缩短训练周期,并减少实物设备的损耗的一种车辆底盘虚拟维修训练系统。本发明是通过以下技术方案予以实现:

一种车辆底盘虚拟维修训练系统,其包括训练管理软件系统、VR端车辆底盘维修模拟训练系统及桌面端车辆底盘维修模拟训练系统;

——所述训练管理软件系统用于发起教学、训练及考核任务;

——所述VR端车辆底盘维修模拟训练系统及桌面端车辆底盘维修模拟训练系统按照内容和功能划分,均包括结构展示模块、原理演示模块、虚拟训练模块及考核模块;

——所述结构展示模块主要是通过三维的形式展示车辆底盘的结构及其总成、维修环境和维修机工具设备;

——所述原理演示模块主要是在沉浸环境中演示车辆底盘的六大系统,使用实时三维动画的方式,根据教学理论和技能训练规律,通过透明度、高亮、动力、电气运行方向和进度进行合理演示,同时在虚拟空间内的虚拟现实屏上显示相应系统的工作过程原理介绍,实现对原理的生动介绍;

——所述虚拟训练模块负责训练过程的控制和管理,包括实现训练科目、训练内容以及训练方案的生成,向各训练席位下发训练任务,以及对训练过程的控制;

——所述考核模块包括负责考核学员对学习的掌握情况,以定性和定量相结合的方式,建立评估指标体系,实现训练数据采集、数据处理、评估指标管理、考核评估任务规划、考核评估任务执行及考核评估报告的生成;

优化的,结构展示模块在VR环境中,可以自由游览并全方位查看底盘的构成,并可以通过手柄拾取查看维修过程中所需要的工具设备;通过手柄交互的方式展示各组成部件的信息,通过VR手柄进行行走和自由浏览观察,通过在地面上点击定位点进行位置的切换;能够通过手柄点击查看某局部零件,并通过手柄拾取查看该部件在维修过程中所需要的工具设备;还可以通过手柄控制打开车辆底盘的爆炸图、分解图和各组成部分标签,隐藏和显示各子系统,在全沉浸的虚拟空间中分别展示各系统组成。

优化的,结构展示模块在桌面环境中,能够通过鼠标和键盘在虚拟的维修环境中自由浏览,全方位查看车辆底盘的构成,也可以通过鼠标拾取和点击查看维修过程中所需的工具设备。

进一步,结构展示模块的三维模型数据均使用规范的建模流程进行规范和质量控制,整体模型材质采用基于PBR的次时代材质渲染技术。

进一步,原理演示模块具备自然交互方式下的基础理论教学、自主学习功能,在VR模式下,学员身处VR沉浸环境中,能够在车辆底盘系统运行的环境中,切身感受真实车辆运转情况下,各系统的运行原理,并通过控制手柄和交互界面,控制各系统及各总成的工作过程演示速度。

优化的,原理演示模块在PC桌面模式下,学员通过操作电脑的鼠标、键盘对三维原理演示结构进行操作,能够在车辆底盘系统运行的环境中,感受真实车辆运转情况下,各系统的运行原理。

进一步,虚拟训练模块其训练内容包括车辆底盘维修保养手册和实际开展的维修保障任务两部分,学员可以选取对应的训练科目进行单人单机训练,并与标准处置流程进行比对,也可多个学员席位同时开展相同或不同科目任务的训练,及以不同角色协同开展同一科目任务训练。

进一步,虚拟训练模块能够对VR端成员和桌面端成员进行统一调度,对多台或多组VR端和桌面计算机分配不同的角色和任务,在统一调度下开展维修协同训练,并能够对训练效果进行评估。

本发明的有益效果

本发明提供的一种车辆底盘虚拟维修训练系统,具有如下优点:

1.系统构建虚实结合的教学环境,有效地为实训教学提供现代化的学习环境和教学手段;

2.系统采用次时代的材质表现,结合流行的VR技术,能够对车辆底盘进行全方位的展示,增加对车辆底盘维修的教学内容及学员的充分训练;

3.系统构建的虚拟实践能够缩短训练周期,虚拟的车辆部件、模拟维修和拆装检测能够减少实物设备的损耗;

4.系统采用任务式、案例式教学,为学员提供沉浸式、交互式的完整训练体验,让学员在身临其境中主动学习,探索式加深认识,增添了学习兴趣;

5.系统的虚拟内容设计结合行业规范,能够提高学员的规范操作能力;

6.系统训练与考核相结合,能够快速、准确的衡量学员学习水平,提高教学效率。

附图说明

图1为本发明系统组成图;

图2为本发明系统体系构成图;

图3为训练区域布局图。

具体实施方式

一种车辆底盘虚拟维修训练系统,其包括训练管理软件系统、VR端车辆底盘维修模拟训练系统及桌面端车辆底盘维修模拟训练系统;

——所述训练管理软件系统用于发起教学、训练及考核任务;

——所述VR端车辆底盘维修模拟训练系统及桌面端车辆底盘维修模拟训练系统按照内容和功能划分,均包括结构展示模块、原理演示模块、虚拟训练模块及考核模块;

——所述结构展示模块主要是通过三维的形式展示车辆底盘的结构及其总成、维修环境和维修机工具设备;通过结构展示模块,不仅能够直观的查看车辆底盘的结构及维修环境,而且能够直接查看维修具体部位所需要的具体维修工具及设备,提高学习及维修操作效率。

——所述原理演示模块主要是在沉浸环境中演示车辆底盘的六大系统,使用实时三维动画的方式,根据教学理论和技能训练规律,通过透明度、高亮、动力、电气运行方向和进度进行合理演示,同时在虚拟空间内的虚拟现实屏上显示相应系统的工作过程原理介绍,实现对原理的生动介绍;操作者更加直观的系统的了解车辆底盘的解耦股及原理,以便于缩短训练周期;

——所述虚拟训练模块负责训练过程的控制和管理,包括实现训练科目、训练内容以及训练方案的生成,向各训练席位下发训练任务,以及对训练过程的控制;系统可以根据训练任务加载不同的训练场景科目,以适应不同训练任务的仿真模拟和流程操作。

——所述考核模块包括负责考核学员对学习的掌握情况,以定性和定量相结合的方式,建立评估指标体系,实现训练数据采集、数据处理、评估指标管理、考核评估任务规划、考核评估任务执行及考核评估报告的生成;系统通过存储、查询、删除、录入、打印实现训练成绩管理,能够支持定制化数据采集,支持直观数据呈现,支持实时训练效果评估,支持训练成绩综合评定,支持训练成绩管理等,以便能够快速、准确的衡量学员学习水平,提高教学效率。

优化的,结构展示模块在VR环境中,可以自由游览并全方位查看底盘的构成,并可以通过手柄拾取查看维修过程中所需要的工具设备;通过手柄交互的方式展示各组成部件的信息,通过VR手柄进行行走和自由浏览观察,通过在地面上点击定位点进行位置的切换;能够通过手柄点击查看某局部零件,并通过手柄拾取查看该部件在维修过程中所需要的工具设备;还可以通过手柄控制打开车辆底盘的爆炸图、分解图和各组成部分标签,隐藏和显示各子系统,在全沉浸的虚拟空间中分别展示各系统组成。

优化的,结构展示模块在桌面环境中,能够通过鼠标和键盘在虚拟的维修环境中自由浏览,全方位查看车辆底盘的构成,也可以通过鼠标拾取和点击查看维修过程中所需的工具设备。

进一步,结构展示模块的三维模型数据均使用规范的建模流程进行规范和质量控制,整体模型材质采用基于PBR的次时代材质渲染技术,能够逼真的展示真实物件的质感。

进一步,原理演示模块具备自然交互方式下的基础理论教学、自主学习功能,在VR模式下,学员身处VR沉浸环境中,能够在车辆底盘系统运行的环境中,切身感受真实车辆运转情况下,各系统的运行原理,并通过控制手柄和交互界面,控制各系统及各总成的工作过程演示速度。

优化的,原理演示模块在PC桌面模式下,学员通过操作电脑的鼠标、键盘对三维原理演示结构进行操作,能够在车辆底盘系统运行的环境中,感受真实车辆运转情况下,各系统的运行原理。

原理演示模块与虚拟训练模块相结合,使学员可以在VR模式及PC桌面模式下灵活转换,构建虚实结合的教学环境,为学员提供沉浸式、交互式的完整训练体验,让学员在身临其境中主动学习,探索式加深认识,以增添学习兴趣,提高教学效率。

进一步,虚拟训练模块其训练内容包括车辆底盘维修保养手册和实际开展的维修保障任务两部分,学员可以选取对应的训练科目进行单人单机训练,并与标准处置流程进行比对,也可多个学员席位同时开展相同或不同科目任务的训练,及以不同角色协同开展同一科目任务训练。

进一步,虚拟训练模块能够对VR端成员和桌面端成员进行统一调度,对多台或多组VR端和桌面计算机分配不同的角色和任务,在统一调度下开展维修协同训练,并能够对训练效果进行评估。整个训练区域分为两个区域,前方为虚拟训练操作区,后方为VR操作训练区,虚拟操作训练区主要用来做桌面端学员训练,VR操作训练区配备通过多台VR头盔和多台背包电脑进行配合训练,VR头盔和桌面端成员均通过高速路由器进行互联互通和数据交互。

虚拟训练模式支持使用PC设备,使用鼠标触发式与零部件产生交互进行拆装或维修训练。同时,支持使用VR设备,采用操作手柄与零部件产生交互进行拆装或维修训练。

综上所述,本发明所保护的一种车辆底盘虚拟维修训练系统,提供虚实结合的教学环境,能够缩短训练周期,并减少实物设备的损耗。

以上所述仅为本发明的优选实施例而已,并不用于限制本发明,对于本领域的技术人员来说,本发明可以有各种更改和变化。凡在本发明的精神和原则之内,所作的任何修改、等同替换、改进等,均应包含在本发明的保护范围之内。

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