CN112669664A - 一种实景化仿真实训教学*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种实景化仿真实训教学***，包括虚拟现实场景终端，用于向用户展示其所选定的虚拟现实场景和随运动过程所观测到的变化场景，并将场景信息发送给运动平台终端；运动平台终端，与虚拟现实场景终端连接，用于接收虚拟现实场景终端传来的场景信息并将场景信息与多角度循环监测的用户姿势进行比对，显示比对结果；所述运动平台终端包括承载底座，且承载底座的一侧面固定连接有支撑杆，所述支撑杆一侧面中部固定连接有显示屏。本发明，通过设置的安全裹带、安全带以及卷收器，能够在学员接收教学时避免摔倒受伤；通过设置的旋转轨道、摄像头与电机，能够对学员在学习中的姿势观察的更加全面，进而更完善的指出学员姿势的缺陷。

Description

一种实景化仿真实训教学***

技术领域

本发明涉及仿真实训教学技术领域，具体为一种实景化仿真实训教学***。

背景技术

目前，虚拟现实技术已经能够在立体显示***中显示虚拟三维环境，使得使用者如同身临其境一般地观察并感受由计算机再现的客观物理世界，甚至，还可通过虚拟漫游平台，生成虚拟现实漫游场景，并进行交互式操作。

目前，国内外灾难性事故频发，随着社会经济的发展，造成了灾难现场的多样性，专业性，由此而引发的消防部队训练难度增加。因此，在灾难来临时，如果群众能够知道一些应急措施那么将会给消防部队减少很多困难。

人们可以通过在各种灾难场景中学习各种应急措施，但由于这样的实体仿真环境的大量的成本投入使得训练演习不能频繁进行，虚拟现实技术的产生为应急演练提供了一种全新的开展模式，将事故现场模拟到虚拟场景中去，从而节省了大量的成本。在这里可以人为的制造各种事故环境，组织学员做出正确响应，同时由于硬件投入少，软件的可复制性和可修改性，使得基于 VR虚拟现实的应急救援训练与教学成为各个发达国家本世纪最为关注的训练设备发展方向。

现有专利(公告号：CN208954047U)一种静音VR移动平台，尤其是一种涉及虚拟现实数字娱乐领域的静音VR移动平台。该实用新型解决其技术问题所采用的技术方案是：静音VR移动平台，包括底座、面盖、支柱、保护圈、轴承组件，所述面盖安装在底座上，所述面盖与底座安装后形成轴承安装槽，所述轴承组件安装在轴承安装槽中，所述轴承组件包括标准轴承和包覆在标准轴承外圈上的降噪层，所述支柱下端安装在底座上，所述保护圈设置在支柱的上端。

现有技术中存在如下问题：1.一些学员在接收教学时可能不适应VR技术，产生眩晕摔倒受伤，而现有的实训教学***没有良好的保护措施；2、对学员在学习中的姿势观察的不够全面，无法更完善的指出学员姿势的缺陷。

为此，提出一种实景化仿真实训教学***。

发明内容

本发明的目的在于提供一种实景化仿真实训教学***，通过设置的安全裹带、安全带以及卷收器，能够在学员接收教学时避免摔倒受伤；通过设置的旋转轨道、摄像头与电机，能够对学员在学习中的姿势观察的更加全面，进而更完善的指出学员姿势的缺陷，以解决上述背景技术中提出的问题。

为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种实景化仿真实训教学***，包括：

虚拟现实场景终端，用于向用户展示其所选定的虚拟现实场景和随运动过程所观测到的变化场景，并将场景信息发送给运动平台终端；

运动平台终端，与虚拟现实场景终端连接，用于接收虚拟现实场景终端传来的场景信息并将场景信息与多角度循环监测的用户姿势进行比对，显示比对结果；

所述运动平台终端包括承载底座，且承载底座的一侧面固定连接有支撑杆，所述支撑杆一侧面中部固定连接有显示屏，且支撑杆顶端固定连接有卷收器，所述卷收器内部缠绕有安全带，且安全带一端穿过卷收器顶端一侧面开设的带槽，所述卷收器下方、支撑杆外侧面上固定连接有导带组件，所述安全带一端从带槽穿过后贯穿导带组件并固定连接有安全裹带，所述承载底座的顶端固定连接有面盖，且面盖顶端活动连接有轴承组件，所述承载底座的顶端边沿固定连接有多个支撑板，且多个支撑板顶端固定连接有防护环体，所述防护环体顶端活动连接有旋转轨道，且旋转轨道顶端可拆卸固定有多个摄像头，所述支撑板的外侧面顶端位置固定连接有电机。

通过设置的安全裹带、安全带以及卷收器，能够在学员接收教学时避免摔倒受伤；通过设置的旋转轨道、摄像头与电机，能够对学员在学习中的姿势观察的更加全面，进而更完善的指出学员姿势的缺陷。

优选地，所述导带组件包括并列固定在卷收器下方、支撑杆外侧面上的第一导带板与第二导带板，且第一导带板与第二导带板的侧面均开设有供安全带穿过的第一导带槽与第二导带槽，所述第一导带槽位于第二导带槽上方，所述安全带在经过导带组件时依次穿过第二导带板的第一导带槽、第一导带板的第一导带槽、第一导带板的第二导带槽与第二导带板的第二导带槽。

导带组件能够避免卷收器收放安全带时发生打结现象。

优选地，所述第一导带槽内侧面底端嵌有多个可活动的第一钢球，所述第二导带槽内侧面底端嵌有多个可活动的第二钢球，所述第一导带板远离第二导带板的一侧面中间位置嵌有多个可活动的第一旋转球，所述带槽的下方、卷收器顶端一侧面嵌有多个可活动的第二旋转球。

钢球与旋转球均能够减小安全带收放过程中的摩擦力。

优选地，所述旋转轨道活动连接在防护环体顶端开设有的轨道槽内部，且旋转轨道的底端固定连接有齿牙，所述电机的输出端固定连接有转动轴，且转动轴贯穿防护环体进入轨道槽内部底端，所述转动轴位于轨道槽内的外侧面上固定连接有齿轮，且齿轮与齿牙之间相啮合。

该设置使得电机能够带动转动轴上的齿轮旋转，进而通过齿牙带动旋转轨道转动。

优选地，所述防护环体包括固定环体，所述固定环体与多个支撑板固定连接，且固定环体的外侧面上可拆卸固定有活动环体。

该设置便于用户进入防护环体中。

优选地，所述固定环体的外侧面开设有与活动环体相吻合的缺口卡槽。

缺口卡槽的设置便于安装与拆卸活动环体。

优选地，所述活动环体上的旋转轨道两端均固定连接有强磁体，且旋转轨道的材料为金属，所述活动环体上的旋转轨道与固定环体上的旋转轨道之间通过强磁体的磁性吸附固定连接。

强磁体能够提高活动环体与固定环体上的旋转轨道之间的紧密性。

优选地，所述旋转轨道的顶端开设有基座槽，且基座槽内部可拆卸卡接有多个基座，所述多个摄像头分别可拆卸固定在多个基座顶端，且基座与基座槽相吻合，所述基座两侧面固定连接有倾斜铲块，且基座顶端开设有用以安装摄像头的安装螺孔。

倾斜铲块能够铲除并推动基座槽中的灰尘与污渍。

优选地，所述虚拟现实场景终端包括：

命令输入端元，与数据采集与处理单元连接，用以输入待执行的指令；

数据采集与处理单元，与音视频协调同步单元连接，用以接收命令输入端元传来的指令并将指令处理后传输给音视频协调同步单元与运动平台终端；

场景信息数据库，与音视频协调同步单元连接，用以提取场景情况；

音视频协调同步单元，与可穿戴的虚拟设备连接，用以根据数据采集与处理单元传来的指令从场景信息数据库提取相应的场景情况进行匹配同步，并将同步后的场景信息传递给可穿戴的虚拟设备；

可穿戴的虚拟设备，用以接收音视频协调同步单元传来的同步后的场景信息，并将场景信息展示给用户。

可穿戴的虚拟设备中内设显示器与耳机，用以将场景信息传导给客户。

优选地，所述显示屏的内部设有控制单元，且控制单元与虚拟现实场景终端之间连接并接收虚拟现实场景终端传来的指令信息。

显示屏能够显示学员姿态对比信息。

与现有技术相比，本发明的有益效果是：

1、通过设置的安全裹带、安全带以及卷收器，能够在学员接收教学时避免摔倒受伤。

2、通过设置的旋转轨道、摄像头与电机，能够对学员在学习中的姿势观察的更加全面，进而更完善的指出学员姿势的缺陷。

3、通过设置的导带组件能够避免卷收器收放安全带时发生打结现象。

4、通过设置的钢球与旋转球能够减小安全带收放过程中的摩擦力。

5、通过设置的固定环体与活动环体便于学员进入防护环体中。

6、通过设置的基座，不仅能够铲除并推动基座槽中的灰尘与污渍，还可以通过安装螺孔安装其他设施。

附图说明

图1为本发明的整体结构框图；

图2为本发明的运动平台终端的结构图；

图3为本发明的卷收器与导带组件结合视图；

图4为本发明的导带组件结构视图；

图5为本发明的固定环体与活动环体结合视图；

图6为本发明的旋转轨道与轨道槽结合视图；

图7为本发明的基座结构视图。

图中：1、承载底座；2、支撑杆；3、显示屏；4、支撑板；5、防护环体； 501、固定环体；502、活动环体；6、电机；7、摄像头；8、面盖；9、轴承组件；10、卷收器；11、带槽；12、导带组件；1201、第一导带板；1202、第二导带板；1203、第一导带槽；1204、第二导带槽；1205、第一钢球；1206、第二钢球；1207、第一旋转球；13、安全带；14、安全裹带；15、第二旋转球；16、旋转轨道；17、强磁体；18、轨道槽；19、齿牙；20、齿轮；21、转动轴；22、基座槽；23、基座；2301、安装螺孔；2302、倾斜铲块。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

请参阅图1至图7，本发明提供一种技术方案：

一种实景化仿真实训教学***，如图1所示，包括虚拟现实场景终端，用于向用户展示其所选定的虚拟现实场景和随运动过程所观测到的变化场景，并将场景信息发送给运动平台终端。运动平台终端，与虚拟现实场景终端连接，用于接收虚拟现实场景终端传来的场景信息并将场景信息与多角度循环监测的用户姿势进行比对，显示比对结果。

如图2所示，运动平台终端包括承载底座1，且承载底座1的一侧面固定连接有支撑杆2。支撑杆2一侧面中部固定连接有显示屏3，且支撑杆2顶端固定连接有卷收器10。卷收器10内部缠绕有安全带13，且安全带13一端穿过卷收器10顶端一侧面开设的带槽11。卷收器10下方、支撑杆2外侧面上固定连接有导带组件12，安全带13一端从带槽11穿过后贯穿导带组件12并固定连接有安全裹带14。承载底座1的顶端固定连接有面盖8，且面盖8顶端活动连接有轴承组件9。承载底座1的顶端边沿固定连接有多个支撑板4，且多个支撑板4顶端固定连接有防护环体5。防护环体5顶端活动连接有旋转轨道16，且旋转轨道16顶端可拆卸固定有多个摄像头7。支撑板4的外侧面顶端位置固定连接有电机6。通过设置的安全裹带14、安全带13以及卷收器 10，能够在学员接收教学时避免摔倒受伤。通过设置的旋转轨道16、摄像头 7与电机6，能够对学员在学习中的姿势观察的更加全面，进而更完善的指出学员姿势的缺陷。

如图3与图4所示，导带组件12包括并列固定在卷收器10下方、支撑杆2外侧面上的第一导带板1201与第二导带板1202，且第一导带板1201与第二导带板1202的侧面均开设有供安全带13穿过的第一导带槽1203与第二导带槽1204。第一导带槽1203位于第二导带槽1204上方，安全带13在经过导带组件12时依次穿过第二导带板1202的第一导带槽1203、第一导带板1201 的第一导带槽1203、第一导带板1201的第二导带槽1204与第二导带板1202的第二导带槽1204。导带组件12能够避免卷收器10收放安全带13时发生打结现象。第一导带槽1203内侧面底端嵌有多个可活动的第一钢球1205，第二导带槽1204内侧面底端嵌有多个可活动的第二钢球1206。第一导带板1201 远离第二导带板1202的一侧面中间位置嵌有多个可活动的第一旋转球1207，带槽11的下方、卷收器10顶端一侧面嵌有多个可活动的第二旋转球15。钢球与旋转球均能够减小安全带13收放过程中的摩擦力。

如图6所示，旋转轨道16活动连接在防护环体5顶端开设有的轨道槽18 内部，且旋转轨道16的底端固定连接有齿牙19。电机6的输出端固定连接有转动轴21，且转动轴21贯穿防护环体5进入轨道槽18内部底端。转动轴21 位于轨道槽18内的外侧面上固定连接有齿轮20，且齿轮20与齿牙19之间相啮合。该设置使得电机6能够带动转动轴21上的齿轮20旋转，进而通过齿牙19带动旋转轨道16转动。

如图5所示，防护环体5包括固定环体501，固定环体501与多个支撑板 4固定连接，且固定环体501的外侧面上可拆卸固定有活动环体502。该设置便于用户进入防护环体5中。固定环体501的外侧面开设有与活动环体502 相吻合的缺口卡槽。缺口卡槽的设置便于安装与拆卸活动环体502。活动环体 502上的旋转轨道16两端均固定连接有强磁体17，且旋转轨道16的材料为金属。活动环体502上的旋转轨道16与固定环体501上的旋转轨道16之间通过强磁体17的磁性吸附固定连接。强磁体17能够提高活动环体502与固定环体501上的旋转轨道16之间的紧密性。

如图6与图7所示，旋转轨道16的顶端开设有基座槽22，且基座槽22 内部可拆卸卡接有多个基座23。多个摄像头7分别可拆卸固定在多个基座23 顶端，且基座23与基座槽22相吻合。基座23两侧面固定连接有倾斜铲块2302，且基座23顶端开设有用以安装摄像头7的安装螺孔2301。倾斜铲块2302能够铲除并推动基座槽22中的灰尘与污渍。

如图所示，虚拟现实场景终端包括：命令输入端元，与数据采集与处理单元连接，用以输入待执行的指令。数据采集与处理单元，与音视频协调同步单元连接，用以接收命令输入端元传来的指令并将指令处理后传输给音视频协调同步单元与运动平台终端。场景信息数据库，与音视频协调同步单元连接，用以提取场景情况。音视频协调同步单元，与可穿戴的虚拟设备连接，用以根据数据采集与处理单元传来的指令从场景信息数据库提取相应的场景情况进行匹配同步，并将同步后的场景信息传递给可穿戴的虚拟设备。可穿戴的虚拟设备，用以接收音视频协调同步单元传来的同步后的场景信息，并将场景信息展示给用户。可穿戴的虚拟设备中内设显示器与耳机，用以将场景信息传导给客户。

如图2所示，显示屏3的内部设有控制单元，且控制单元与虚拟现实场景终端之间连接并接收虚拟现实场景终端传来的指令信息。显示屏3能够显示学员姿态对比信息。

工作原理：该实景化仿真实训教学***在使用时，首先，工作人员卸下活动环体502，用户从缺口卡槽进入防护环体5中，再将活动环体502卡入缺口卡槽中。然后，用户戴上可穿戴的虚拟设备，并将安全裹带14套在自己腋下裹紧，通过命令输入端元输入待执行的指令。数据采集与处理单元接收命令输入端元传来的指令并将指令处理后传输给音视频协调同步单元与运动平台终端。场景信息数据库提取场景情况。音视频协调同步单元根据数据采集与处理单元传来的指令从场景信息数据库提取相应的场景情况进行匹配同步，并将同步后的场景信息传递给可穿戴的虚拟设备。最后，可穿戴的虚拟设备接收音视频协调同步单元传来的同步后的场景信息，并将场景信息展示给用户。用户接收场景信息后在当体验者在面盖8上行走，此时用户的脚底驱动轴承组件9做自由滚动，脚底相对于面盖8滑动，从而实现相对行走的模拟。

用户在进行仿真实训时，电机6带动转动轴21上的齿轮20旋转，进而通过齿牙19带动旋转轨道16转动。从而使得旋转轨道16上的基座23与摄像头7跟随转动。摄像头7围绕用户的姿势进行全面观察，并将监测的用户姿势图像发送给控制单元。控制单元将摄像头7传来的姿势图像信息与虚拟现实场景终端传来的指令信息进行比对，即上述姿势图像信息中的用户姿势是否符合数据采集与处理单元输出指令所对应场景状态下的标准。最后将比对结果传递给显示屏3显示出来。

此外，通过设置的安全裹带14、安全带13以及卷收器10，能够在用户接收教学时避免摔倒受伤。具体为：当有用户不适应VR技术产生眩晕晕倒时，安全带13跟随用户身体急速下坠，此时的速度大于卷收器10允许安全带13 拉动的阈值速度。因此，卷收器10锁死，安全带13无法放出。从而使得安全裹带14无法下雨，进而安全裹带14托住用户的身体避免其摔倒。而安全带13收放过程中，由于导带组件12的存在，将安全带13进行迂回导向。进而使得安全带13在收放过程中避免打结翻转。而旋转球与钢球的设置能够有效减小安全带13收放过程中的摩擦阻力。

尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。

Claims (10)

1.一种实景化仿真实训教学***，其特征在于，包括：

虚拟现实场景终端，用于向用户展示其所选定的虚拟现实场景和随运动过程所观测到的变化场景，并将场景信息发送给运动平台终端；

运动平台终端，与虚拟现实场景终端连接，用于接收虚拟现实场景终端传来的场景信息并将场景信息与多角度循环监测的用户姿势进行比对，显示比对结果；

所述运动平台终端包括承载底座，且承载底座的一侧面固定连接有支撑杆，所述支撑杆一侧面中部固定连接有显示屏，且支撑杆顶端固定连接有卷收器，所述卷收器内部缠绕有安全带，且安全带一端穿过卷收器顶端一侧面开设的带槽，所述卷收器下方、支撑杆外侧面上固定连接有导带组件，所述安全带一端从带槽穿过后贯穿导带组件并固定连接有安全裹带，所述承载底座的顶端固定连接有面盖，且面盖顶端活动连接有轴承组件，所述承载底座的顶端边沿固定连接有多个支撑板，且多个支撑板顶端固定连接有防护环体，所述防护环体顶端活动连接有旋转轨道，且旋转轨道顶端可拆卸固定有多个摄像头，所述支撑板的外侧面顶端位置固定连接有电机。

2.根据权利要求1所述的一种实景化仿真实训教学***，其特征在于：所述导带组件包括并列固定在卷收器下方、支撑杆外侧面上的第一导带板与第二导带板，且第一导带板与第二导带板的侧面均开设有供安全带穿过的第一导带槽与第二导带槽，所述第一导带槽位于第二导带槽上方，所述安全带在经过导带组件时依次穿过第二导带板的第一导带槽、第一导带板的第一导带槽、第一导带板的第二导带槽与第二导带板的第二导带槽。

3.根据权利要求2所述的一种实景化仿真实训教学***，其特征在于：所述第一导带槽内侧面底端嵌有多个可活动的第一钢球，所述第二导带槽内侧面底端嵌有多个可活动的第二钢球，所述第一导带板远离第二导带板的一侧面中间位置嵌有多个可活动的第一旋转球，所述带槽的下方、卷收器顶端一侧面嵌有多个可活动的第二旋转球。

4.根据权利要求1所述的一种实景化仿真实训教学***，其特征在于：所述旋转轨道活动连接在防护环体顶端开设有的轨道槽内部，且旋转轨道的底端固定连接有齿牙，所述电机的输出端固定连接有转动轴，且转动轴贯穿防护环体进入轨道槽内部底端，所述转动轴位于轨道槽内的外侧面上固定连接有齿轮，且齿轮与齿牙之间相啮合。

5.根据权利要求1所述的一种实景化仿真实训教学***，其特征在于：所述防护环体包括固定环体，所述固定环体与多个支撑板固定连接，且固定环体的外侧面上可拆卸固定有活动环体。

6.根据权利要求5所述的一种实景化仿真实训教学***，其特征在于：所述固定环体的外侧面开设有与活动环体相吻合的缺口卡槽。

7.根据权利要求5所述的一种实景化仿真实训教学***，其特征在于：所述活动环体上的旋转轨道两端均固定连接有强磁体，且旋转轨道的材料为金属，所述活动环体上的旋转轨道与固定环体上的旋转轨道之间通过强磁体的磁性吸附固定连接。

8.根据权利要求1所述的一种实景化仿真实训教学***，其特征在于：所述旋转轨道的顶端开设有基座槽，且基座槽内部可拆卸卡接有多个基座，所述多个摄像头分别可拆卸固定在多个基座顶端，且基座与基座槽相吻合，所述基座两侧面固定连接有倾斜铲块，且基座顶端开设有用以安装摄像头的安装螺孔。

9.根据权利要求1所述的一种实景化仿真实训教学***，其特征在于，所述虚拟现实场景终端包括：

命令输入端元，与数据采集与处理单元连接，用以输入待执行的指令；

数据采集与处理单元，与音视频协调同步单元连接，用以接收命令输入端元传来的指令并将指令处理后传输给音视频协调同步单元与运动平台终端；

场景信息数据库，与音视频协调同步单元连接，用以提取场景情况；

音视频协调同步单元，与可穿戴的虚拟设备连接，用以根据数据采集与处理单元传来的指令从场景信息数据库提取相应的场景情况进行匹配同步，并将同步后的场景信息传递给可穿戴的虚拟设备；

可穿戴的虚拟设备，用以接收音视频协调同步单元传来的同步后的场景信息，并将场景信息展示给用户。

10.根据权利要求1所述的一种实景化仿真实训教学***，其特征在于：所述显示屏的内部设有控制单元，且控制单元与虚拟现实场景终端之间连接并接收虚拟现实场景终端传来的指令信息。

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