基于虛擬現實技術的電力試驗培訓系統解決方案

本方案由搜維爾VR實驗室推出。電力系統運行是電力安全生產的重要環節，因為高壓電力電氣試驗極具危險性，其高度可靠性和高度安全性對運行人員要求極高，不僅需要掌握相關的理論知識，還要具備熟練的實際操作能力。

自八十年代我國引進第一套火電機組仿真培訓系統以來，已先后開發了核電站仿真培訓系統、變電站仿真培訓系統、電網調度仿真培訓系統等，但是隨著計算機技術與網絡技術的快速發展這些系統已經逐漸不適應數字時代的發展，比如基于物理的培訓系統需要專用的設備實現，設備不僅結構復雜體積大，而且價格昂貴，學習人員不得不花費大量的時間和精力到專門的培訓部門學習，這大大地限制了學習人數和學習質量。因此，近年來我們的科研人員采用國際先進的虛擬現實技術與網絡技術研發出具備交互性、沉浸性、擴展性的虛擬現實電力實驗培訓系統，采用虛擬現實電力實驗培訓系統可以是學員在培訓的過程中始終感覺自己在現場進行真實培訓。系統采用先進的交互設備在視覺、聽覺、觸覺上對虛擬環境中的事物進行感知，有利于實際操作技術的提高。

方案核心：

在此系統中，研發人員結合三維掃描器（如：Polhemus FastScan 雙攝像頭3D激光掃描儀、Creaform Handyscan VIUscan 彩色3D激光掃描儀、solutions HDI ADVANCE R2 3D光學掃描器等）如需查看更多內容請點擊>>

方案特色：

虛擬現實電力實驗培訓系統的構建，除了建立三維模型及場景外，還要有一個和諧人機界面來實現人機交互，達到良好的培訓效果，系統采用可視化的人機界面交互方式，學員采用各種交互設備（如：A.R.T.光學動作捕捉系統、Cyberglove II 虛擬現實數據手套、 HAPTION 力反饋設備等）。如需查看更多內容請點擊>>

系統集成 ：

該解決方案主要包含3D立體展示系統和3D實時交互系統兩大部分組成，每部分又有多種實現方式，客戶可以根據預算和應用要求，自行選擇合適的實現方式及相關設備。

一、3D立體展示系統

3D立體展示系統是虛擬現實的一個實現方式。3D立體展示系統主要有以下幾種實現方式：多通道立體展示系統（主動立體投影顯示、被動同步立體投影顯示）立體顯示器、頭戴式立體顯示器三種主要的實現方式，下面分別介紹。

1、多通道立體展示系統

多通道立體展示系統，或柱面（多墻面）立體投影系統是指是指采用多臺投影機組合而成的多通道大屏幕展示系統。如需查看更多內容請點擊>>

2、立體顯示器

立體顯示器包括裸眼立體顯示器和偏振立體顯示器，裸眼立體顯示器是建立在人眼立體視覺機制上的新一代自由立體顯示設備。它能夠出色的利用多通道自動立體現實技術，不需要借助任何助視設備（如3D眼鏡、數字頭盔等）。如需查看更多內容請點擊>>

推薦品牌：Exceptional3D裸眼立體顯示器、Miracube偏振立體顯示器。

3、頭戴式立體顯示器

頭戴式立體顯示器是虛擬現實應用中的3DVR圖形顯示與觀察設備，可單獨與主機相連以接受來自主機的3DVR圖形信號。使用方式為頭戴式，輔以空間跟蹤定位器可進行VR輸出效果觀察，同時觀察者可做空間上的自由移動，如；自由行走、旋轉等，沉浸感極強，在VR效果的觀察設備中。如需查看更多內容請點擊>>

推薦產品：eMagin Z800 3D Visor頭戴立體顯示器、Virtual Research VR1280 虛擬現實頭戴式顯示器、5DT HMD 800-40 3D 虛擬現實頭戴式顯示器。

二、3D實時交互系統

互動系統是基于傳統的顯示設備及功能，結合實時動作捕捉系統（參考：A.R.T.系統解決方案）、數據手套（參考：Cyberglove II - 22 Sensors）、位置追蹤器（參考：Polhemus PATRIOT Wireless 電磁式無線追蹤系統）、力反饋設備（參考：HAPTION-Virtuose 6D Desktop）等設備，通過對目標影像（如參與者）進行捕捉拍攝并由影像分析系統分析。如需查看更多內容請點擊>>

1、實時動作捕捉系統

實時動作捕捉技術涉及尺寸測量、物理空間里物體的定位及方位測定等方面可以由計算機直接理解處理的數據。在運動物體的關鍵部位設置跟蹤器，由動作捕捉系統捕捉跟蹤器位置，再經過計算機處理后向系統提交交互數據，實現人機交互。

推薦產品：A.R.T.系統解決方案、Xsens Moven慣性運動捕捉系統、新版3DSuit慣性動作捕捉系統。

2、數據手套

數據手套是虛擬仿真中最常用的交互工具。數據手套設有彎曲傳感器，彎曲傳感器由柔性電路板、力敏元件、彈性封裝材料組成。如需查看更多內容請點擊>>

推薦品牌：Cyberglove數據手套、DGTech數據數據手套、5DT數據手套。

3、位置追蹤器

位置追蹤器又稱空間位置跟蹤器，是指作用于空間跟蹤與定位的裝置，一般與其他VR設備結合使用，如：數字頭盔、立體眼鏡、數據手套等，使參與者在空間上能夠自由。如需查看更多內容請點擊>>

推薦品牌：Polhemus 電磁式無線追蹤系統、Xsens慣性位置追蹤器、Ascension電磁式位置追蹤器。

4、力反饋設備

所謂力反饋（Force Feedback），本來是應用于軍事上的一種虛擬現實技術，它利用機械表現出的反作用力，將游戲數據通過力反饋設備表現出來。如需查看更多內容請點擊>>

推薦品牌：HAPTION力反饋設備、Sensable力反饋設備。

應用領域：

使用于電力教學、電力培訓、電力實驗、電力設備研發與演示等領域。

相關案例：

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搜維爾推薦方案一：

名稱：電力實驗培訓基于雙通道立體展示方案。

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系統優點：滿足電力系統中對：配電室實驗，虛擬場景中實際操作技能訓練，模擬檢測，三維場景交互，虛擬仿真效果展示等，利用力反饋設備可以體現出碰觸物體的反饋力。

搜維爾推薦方案二：

名稱：電力實驗培訓基于立體顯示器展示方案。

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系統優點：采用立體顯示器滿足小范圍進行展示應用，可以滿足電力系統中對：配電室實驗，虛擬場景中實際操作技能訓練，模擬檢測，三維場景交互，虛擬仿真效果展示等，利用力反饋設備可以體現出碰觸物體的反饋力。

搜維爾推薦方案三：

名稱：電力實驗培訓基于頭戴式立體顯示器展示方案。

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系統優點：系統整合可以呈現多種效果展示，符合用戶對想要的結果進行論證應用，工作模式運行簡單，可對前期部件模型進行掃描建模，后期交互與虛擬場景搭配實驗等。