用于虚拟现实岗位评价的设备模型管理方法、系统及装置

摘要

本发明公开一种用于虚拟现实岗位评价的设备模型管理方法、系统及装置，方法包括，建立虚拟现实岗评场景中机组设备的三维模型；按照最小可拆卸单元，将机组设备的三维模型拆分为单元设备模型；按照原机组设备的三维模型，将单元设备模型保存至模型数据库；对单元设备模型添加运维基础信息，将运维基础信息保存至模型数据库中；按照考核科目所需的单元设备模型，对单元设备模型添加所属科目信息，将所属科目信息保存至模型数据库中。本发明将单元设备模型、运维基础信息和所属科目信息存储至模型数据库中，建立设备模型标准库，规范管理厂房模型资源。

说明书

技术领域

本发明涉及虚拟现实岗位评价领域，具体为用于虚拟现实岗位评价的设备模型管理方法、系统及装置。

背景技术

虚拟现实技术的出现使得现在教育行业发生的很大的变化，抽水蓄能电站的学员培训及岗位评价也逐渐往虚拟现实的方向发展。其沉浸式的交互体验和仿真场景让电厂员工能够如同置身真实电厂一样，并用先进的交互设备模拟真实操作，提高训练成效。

目前抽水蓄能电站岗位评价中应用的虚拟现实程序多为定制化脚本开发模式，随着虚拟现实技术在抽水蓄能电站岗位评价中的应用越来越广泛，以下问题也越来越明显：

1.定制化开发，编写脚本-设备建模-程序开发-测试-应用，开发周期长；

2.程序越做越多，内存越用越少；

3.文件管理不规范导致有重复、冗余的工作。

经检索发现，公开号CN113450617A的中国专利于2021年09月28日公开了一种基于虚拟现实的电力施工培训系统及方法，包括：场景搭建模块，被配置为根据变电站施工交底搭建3D虚拟场景；练习模块，被配置为在3D虚拟场景内进行变电站施工；考核模块，被配置为对练习次数和时间、答题成绩以及对变电站的虚拟施工成绩进行综合评价；该发明借助虚拟现实技术，实现了变电站施工现场在计算机上的再现，被培训者可随时随地的进行变电站施工虚拟场景的搭建以及在搭建后虚拟场景中进行变电站的现场施工练习，提高了培训效率。但是，该专利所展示的3D虚拟场景内包括了所有的设备，并没有对设备模型进行管理，也没有考虑到仅仅将需要的设备展示在3D虚拟场景内，以便于节省内存占用，规范管理厂房模型资源。

由此可见，将设备模型管理系统应用于虚拟现实岗位评价中，仍然是本领域技术人员亟待研究的内容。

发明内容

为克服上述现有技术的不足，本发明提供一种用于虚拟现实岗位评价的设备模型管理方法、系统及装置，其通过设计简易的岗位评价标准流程，缩短开发周期；通过建立设备模型标准库，规范管理厂房模型资源；并通过依据所选择的科目自动生成考核场景的方式，减少内存占用，避免重复工作量。

本发明一方面提供一种用于虚拟现实岗位评价的设备模型管理方法，包括，建立虚拟现实岗评场景中机组设备的三维模型；按照最小可拆卸单元，将机组设备的三维模型拆分为单元设备模型；按照原机组设备的三维模型，将单元设备模型保存至模型数据库；对单元设备模型添加运维基础信息，将运维基础信息保存至模型数据库中；按照考核科目所需的单元设备模型，对单元设备模型添加所属科目信息，将所属科目信息保存至模型数据库中。

上述技术方案中，对机组设备的三维模型进行建立并拆分，得到单元设备模型，根据运维设备模型基础信息为单元设备模型添加运维技术信息，根据考核科目为单元设备模型添加所属科目信息，将单元设备模型、运维基础信息和所属科目信息存储至模型数据库中，建立设备模型标准库，规范管理厂房模型资源。

具体地，所述科目信息包括所属专业信息、所属模块信息和所属业务信息。

优选地，对考生进行考核时，进一步包括如下步骤：接收选定考核科目的指令，根据所属科目信息，在模型数据库中检索与考核科目相对应的单元设备模型及运维基础信息；将检索得到的单元设备模型及运维基础信息加载到虚拟现实岗评场景当中，生成考核场景。

具体地，根据选择的考核科目，检索相应的单元设备模型及运维基础信息，自动生成考核场景，形成简易的岗位评价标准流程，减少内存占用，避免重复工作量。

优选地，虚拟现实岗评场景的生成方法进一步包括：测绘并收集厂房建筑物空间结构数据，利用收集得到的空间结构数据进行逆向建模，得到厂房建筑物的三维模型，作为虚拟现实岗评场景。

具体地，制作厂房整体场景，生成虚拟现实岗评场景，再根据考核科目所需工作面进行裁剪显示，各个考核科目的考核实际上使用同一套虚拟现实岗评场景及机组设备三维模型，只是根据考核需求进行有针对性的加载，只需要对虚拟现实岗评场景进行整体渲染一次，并不需要重复制作场景，缩短了开发周期，节省了储存空间。

优选地，若新增考核科目，则在模型数据库中新增考核科目所需的单元设备模型，并对单元设备模型添加运维基础信息和所属科目信息。

具体地，具有一定的拓展性，基于已建立的虚拟现实岗评场景与机组设备的三维模型，可以根据业务需求进行岗位评价和业务的补充，由于程序框架已经搭建，只需要在模型数据库中为单元设备模型添加所属考核科目信息及运维基础信息，就能拓展新的考核评价内容。

本发明另一方面公开一种用于虚拟现实岗位评价的设备模型管理系统，包括，机组设备建模模块，用于建立虚拟现实岗评场景中机组设备的三维模型；单元设备模型拆分模块，用于按照最小可拆卸单元，将机组设备的三维模型拆分为单元设备模型；单元设备模型保存模块，用于按照原机组设备的三维模型，将单元设备模型保存至模型数据库；运维基础信息添加模块，用于对单元设备模型添加运维基础信息，将运维基础信息保存至模型数据库中；所属科目信息添加模块，用于按照考核科目所需的单元设备模型，对单元设备模型添加所属科目信息，将所属科目信息保存至模型数据库中。

具体地，通过机组设备建模模块建立得到虚拟现实岗评场景中机组设备的三维模型；通过单元设备模型拆分模块拆分机组设备的三维模型得到单元设备模型；通过单元设备模型保存模块保存单元设备模型至模型数据库；通过运维基础信息添加模块保存运维基础信息至模型数据库；通过所属科目信息添加模块保存所属科目信息至模型数据库。

优选地，检索模块，接收选定考核科目的指令，根据所属科目信息，在模型数据库中检索与考核科目相对应的单元设备模型及运维基础信息；加载模块，用于将检索得到的单元设备模型及运维基础信息加载到虚拟现实岗评场景当中，生成考核场景。

具体地，通过检索模块检索得到与考核科目相对应的单元设备模型及运维基础信息；通过加载模块加载单元设备模型及运维基础信息到虚拟现实岗评场景中，生成考核场景。

优选地，虚拟现实岗评场景生成模块，用于测绘并收集厂房建筑物空间结构数据，利用收集得到的空间结构数据进行逆向建模，得到厂房建筑物的三维模型，作为虚拟现实岗评场景。

具体地，通过虚拟现实岗评场景生成模块逆向建模厂房建筑物，得到厂房建筑物的三维模型，作为虚拟现实岗评场景。

本发明还一方面公开了一种用于虚拟现实岗位评价的设备模型管理装置，包括，数据层，包括模型数据库，用于存储岗位评价的单元设备模型、运维基础信息和所属科目信息；业务层，与所述数据层连接，包括信息检索单元，用于调用数据层存储的数据进行检索，检索得到单元设备模型和运维基础信息；服务层，分别与虚拟现实岗评系统和业务层连接，用于接收虚拟现实岗评系统的选择考核科目指令，并调用业务层检索得到的单元设备模型和运维基础信息；展示层，与所述服务层连接，用于加载服务层调用的单元设备模型和运维基础信息，生成考核场景。

具体地，服务层主要接受虚拟现实岗评系统指令，例如选择考核科目，其中考核科目包括专业、模块和业务，然后通过虚拟现实岗评服务层，调用业务层检索出来的相应单元设备模型及运维基础信息，再将这些信息加载到虚拟现实岗评场景当中，达到自动生成考核场景的目的。

优选地，业务层，包括模型管理单元，用于管理运维基础信息，运维基础信息与单元设备模型相对应。

具体地，模型管理单元主要用于管理运维基础信息的添加、修改、删除、查看功能。

优选地，展示层包括五面LED-CAVE显示系统和单通道显示系统。

具体地，还包括交互设备，具体为虚拟现实眼镜、手柄、数据手套。

与现有技术相比，本发明的有益效果包括：

(1)本发明对机组设备的三维模型进行建立并拆分，得到单元设备模型，根据运维设备模型基础信息为单元设备模型添加运维技术信息，根据考核科目为单元设备模型添加所属科目信息，将单元设备模型、运维基础信息和所属科目信息存储至模型数据库中，建立设备模型标准库，规范管理厂房模型资源；

(2)本发明根据选择的考核科目，检索相应的单元设备模型及运维基础信息，自动生成考核场景，形成简易的岗位评价标准流程，减少内存占用，避免重复工作量；

(3)本发明制作厂房整体场景，生成虚拟现实岗评场景，再根据考核科目所需工作面进行裁剪显示，各个考核科目的考核实际上使用同一套虚拟现实岗评场景及机组设备三维模型，只是根据考核需求进行有针对性的加载，只需要对虚拟现实岗评场景进行整体渲染一次，并不需要重复制作场景，缩短了开发周期，节省了储存空间；

(4)本发明具有一定的拓展性，基于已建立的虚拟现实岗评场景与机组设备的三维模型，可以根据业务需求进行岗位评价和业务的补充，由于程序框架已经搭建，只需要在模型数据库中为单元设备模型添加所属考核科目信息及运维基础信息，就能拓展新的考核评价内容。

附图说明

图1为根据本发明实施例的方法流程图；

图2为根据本发明实施例的系统框图；

图3为根据本发明实施例的装置架构图。

具体实施方式

以下将结合附图对本发明各实施例的技术方案进行清楚、完整的描述，显然，所描述发实施例仅仅是本发明的一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动的前提下所得到的所有其它实施例，都属于本发明所保护的范围。

如图1所示，本发明一方面提供一种用于虚拟现实岗位评价的设备模型管理方法，包括，建立虚拟现实岗评场景中机组设备的三维模型；按照最小可拆卸单元，将机组设备的三维模型拆分为单元设备模型；按照原机组设备的三维模型，将单元设备模型保存至模型数据库；对单元设备模型添加运维基础信息，将运维基础信息保存至模型数据库中；按照考核科目所需的单元设备模型，对单元设备模型添加所属科目信息，将所属科目信息保存至模型数据库中。

该方法实现了设备模型管理系统在抽水蓄能电站虚拟现实岗位评价中的应用，具体包括如下步骤：

1.建立三维虚拟抽水蓄能电站

使用测绘的手段(三维激光扫描仪扫描)在水电站现场收集厂房建筑物空间结构数据。使用逆向建模的手段，利用三维激光扫描仪获取的点云数据在RiSCAN Pro和3dsMax中构建电站的三维模型，生成虚拟现实岗评场景。

根据图纸或扫描数据，使用SolidWorks对抽水蓄能电站内的机组设备进行精确建模，建立虚拟现实岗评场景中机组设备的三维模型。

2.建立本地模型管理数据库

将步骤1中建立好的机组设备的三维模型，按最小可拆卸单元，拆分得到单元设备模型，分别保存在模型数据库当中，并对单元设备模型进行运维基础信息和所属科目信息数据的添加。

运维基础信息数据内容包括：

模型ID：模型唯一ID；

元件/构建名称：零件名称；

材质球名称：所使用材质球文件名；

贴图名称：所使用贴图文件名；

初始位置：初始位置的坐标信息；

装配关系：机械零件的装配关系以及模型打组关系。

所属科目信息数据内容包括：

所属专业：电气一次/高压试验/机械专业等；

所属模块：发电机检修与维护/开关设备检修与维护/调速器检修与维护等；

所属业务：转子检修/定子检修/主轴检修/进水主阀检修等。

3.场景自动生成

在虚拟现实岗位评价系统中选择需要考核的科目(专业→模块→业务)，确认考核科目之后，就从模型数据库中检索出符合条件的单元设备模型，根据单元设备模型对应的运维基础信息中的初始位置，加载至相应的工作面，自动生成考核所需场景。

4.模型的添加与编辑

本系统具有扩展性，对于目前没有涉及到的考核内容及设备模型，后期都能进行添加和编辑。只需要将设备模型建好，并保存在本地模型库中，添加相应的数据信息就可以了。也可以在现有模型的基础上，衍生出不同的考核内容。

如图2所示，本发明另一方面公开一种用于虚拟现实岗位评价的设备模型管理系统，包括，机组设备建模模块，用于建立虚拟现实岗评场景中机组设备的三维模型；单元设备模型拆分模块，用于按照最小可拆卸单元，将机组设备的三维模型拆分为单元设备模型；单元设备模型保存模块，用于按照原机组设备的三维模型，将单元设备模型保存至模型数据库；运维基础信息添加模块，用于对单元设备模型添加运维基础信息，将运维基础信息保存至模型数据库中；所属科目信息添加模块，用于按照考核科目所需的单元设备模型，对单元设备模型添加所属科目信息，将所属科目信息保存至模型数据库中。

其中，通过机组设备建模模块建立得到虚拟现实岗评场景中机组设备的三维模型；通过单元设备模型拆分模块拆分机组设备的三维模型得到单元设备模型；通过单元设备模型保存模块保存单元设备模型至模型数据库；通过运维基础信息添加模块保存运维基础信息至模型数据库；通过所属科目信息添加模块保存所属科目信息至模型数据库。

进一步地，包括检索模块，接收选定考核科目的指令，根据所属科目信息，在模型数据库中检索与考核科目相对应的单元设备模型及运维基础信息；加载模块，用于将检索得到的单元设备模型及运维基础信息加载到虚拟现实岗评场景当中，生成考核场景。

其中，通过检索模块检索得到与考核科目相对应的单元设备模型及运维基础信息；通过加载模块加载单元设备模型及运维基础信息到虚拟现实岗评场景中，生成考核场景。

进一步地，虚拟现实岗评场景生成模块，用于测绘并收集厂房建筑物空间结构数据，利用收集得到的空间结构数据进行逆向建模，得到厂房建筑物的三维模型，作为虚拟现实岗评场景。

其中，通过虚拟现实岗评场景生成模块逆向建模厂房建筑物，得到厂房建筑物的三维模型，作为虚拟现实岗评场景。

如图3所示，本发明还一方面公开了一种用于虚拟现实岗位评价的设备模型管理装置，包括，数据层，包括模型数据库，用于存储岗位评价的单元设备模型、运维基础信息和所属科目信息；业务层，与所述数据层连接，包括信息检索单元，用于调用数据层存储的数据进行检索，检索得到单元设备模型和运维基础信息；服务层，分别与虚拟现实岗评系统和业务层连接，用于接收虚拟现实岗评系统的选择考核科目指令，并调用业务层检索得到的单元设备模型和运维基础信息；展示层，与所述服务层连接，用于加载服务层调用的单元设备模型和运维基础信息，生成考核场景。

具体包括如下内容：

1.数据层。

使用关系型数据库来存储岗位评价仿真平台所用到的相关数据，包括一些小型文件以二进制流的形式存储在数据库中。比较大型的文件存储在文件数据库中，在数据库中建立链接关系。除模型数据库外，还包括人员信息库、设备依赖关系、岗评考题库。

2.业务层。

业务层包含了设备模型管理系统的相关业务功能，包含用户管理、权限管理、信息检索、模型管理、岗评专业、岗评业务、岗评模块、考题管理及3D UI。

用户管理：主要包含用户注册、修改、删除、查看功能。同时包含了用户角色，添加、修改、删除、查看等功能。通过设置角色来关联用户所拥有的权限。

权限管理：主要包含了权限的添加、修改、删除、查看功能；角色权限的设置，通过关联网页菜单链接来确定用户所拥有访问哪个菜单的权限。

模型管理：主要包含了运维设备模型基础信息的添加、修改、删除、查看功能；

岗评专业：主要包含了岗位评价专业的添加、修改、删除、查看功能，目前设置有电气一次、机械、高压试验三个专业。

岗评模块：主要包含了岗位评价专业的添加、修改、删除、查看功能。岗评模块是岗评专业的子级目前电气一次设置有发电机检修与维护、开关设备检修与维护等4个模块、机械专业和高压试验分别设置了4个模块和2个模块。

岗评业务：主要包含了岗位评价业务的添加、修改、删除、查看功能。岗评业务是岗评模块的子级。目前设置有转子组检修与维护、定子检修与维护、主进水阀检修与维护等。

3.服务层。

服务层主要接受虚拟现实岗评系统指令，例如选择考核科目，其中考核科目包括专业、模块和业务，然后通过虚拟现实岗评服务层，调用业务层检索出来的相应单元设备模型及运维基础信息，再将这些信息加载到虚拟现实岗评场景当中，达到自动生成考核场景的目的。

4.展示层。

包括五面LED-CAVE显示系统和单通道显示系统，交互设备有虚拟现实眼镜、手柄、数据手套等。

最后应说明的是：以上实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明实施例技术方案。