您的位置: 主页 > VR虫洞 > u影vcd:基于VR技术的跌落式熔断器操作试验模拟与仿真技术

u影vcd:基于VR技术的跌落式熔断器操作试验模拟与仿真技术

时间: 2019-03-14阅读:

摘要 本文以跌落式熔斷器拉合操作试验项目的开发作为案例,阐述了利用虚拟现实( VR)技术开发和实现的具体流程和开发效果,对基于VR技术的电气试验仿真项目开发具有较好的参考应用价值。

【关键词】电气试验 VR技术 仿真培训

VR技术(virtual reality又称虚拟现实)是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统,它利用计算机生成一种模拟环境,是一种能使用户有沉浸感以及良好交互性和构想性的多源信息融合的三维动态视景和实体行为相结合的系统仿真。其可以弥补目前职业院校电力专业的学生在实训方面场地、设备和时间限制的不足,使受训者可以安全频繁操作。本文以跌落式熔断器试验的VR仿真为例,阐述VR开发的具体流程及效果,实践证明具有较好的现实意义。

1 跌落式熔断器操作与VR技术概述

(1)跌落式熔断器是1OkV配电线路分支线和配电变压器最常用的一种短路保护开关,它具有经济、操作方便、适应户外环境性强等特点,被广泛应用于1OkV配电线路和配电变压器一次侧作为保护和进行设备投、切操作之用。跌落式熔断器安装在1OkV配电线路分支线上,可缩小停电范围,因其有一个明显的断开点,具备了隔离开关的功能,给检修段线路和设备创造了一个安全作业环境,增加了检修人员的安全感。安装在配电变压器上,可以作为配电变压器的主保护,所以,在1OkV配电线路和配电变压器中得到了普及。

(2)虚拟现实技术(VR技术),是利用3D Max软件进行跌落式熔断器场景三维模型搭建,生成fbx格式文件导入Unity引擎进行交互设计与制作,采用头戴式HTC vive与手柄进行虚拟现实互动,应用VRTK(虚拟现实工具包)开发。另一方面,通过人机交互技术以及触觉反馈技术,使用者可以在虚拟空间中进行模拟操作,从而获得身历其境一般的体验和感受。

(3)基于VR技术的跌落式熔断器操作试验模拟与仿真技术研究意义,构建基于VR技术的跌落式熔断器操作试验模拟与仿真技术项目有利于解决电力操作人员培训和实操训练的现象情景和事故演练的感受性、重复性以及整体缩减规模培训投入,对大大降低培训设施损坏和事故可能性,提高培训成效等具有重要的现实意义。

2 基于VR技术的跌落式熔断器操作试验模拟与仿真开发技术

本项目基本上按照典型VR项目开发流程实施,包括如下部分(如图1所示)。

2.1 场景选择

场景有三个场景:开头场景,单凭文字介绍项目,然后进行选择实战演练与回大厅新手指引。如图2所示。

2.2 新手指引场景

(1)此场景为新手指引场景,介绍如何使用穿戴式HTC Vive头显及手柄操作介绍。设计交互功能有:如图3所示。

1-菜单键一一选择菜单功能;

6-系统键一一系统功能;

7-扳机键一一拾取功能;

8-握持键一一抓取功能;

9-触摸板键一一位移功能。

(2)实现位移传送功能,通过触摸板键来进行在场景中移动功能,通过这种方式可以减小现实中的体力损失,可快速熟练找到移动点。如图4所示。

(3)同时本项目还设定了语音提示与文字指引功能,通过次方式让用户有深刻的感受指引,让教学的学生不知不觉中学习到操作的流程。如图5所示。

2.3 操作场景(主场景)

跌落式熔断器操作流程,需要进行的操作步骤大致有如下9项:

(1)整备工作,带电操作流程及操作介绍,跌落式熔断器是1OkV配电线路分支线和配电变压器最常用的一种短路保护开关,它具有经济、操作方便、适应户外环境性强等特点,被广泛应用于1OkV配电线路和配电变压器一次侧作为保护和进行设备投、切操作之用。(界面有语音讲解与文字提示)。如图6所示。

(2)签署操作票,进行操作。如图7所示。

(3)检查操作工具,检查工具是否破碎,有没有超出试验电压等级,本次操作所需要用到的工具。如图8所示。

(4)操作前做好防护工作,做好指示牌标示工作,防护围栏工作。如图9所示。

(5)进行跌落式熔断器带电操作拉闸

(先操作拉中间相,在拉迎背风边相,在拉迎风边相)如图10所示。

(6)检查工作如图11所示。

(7)合闸操作(先合迎风边相,在合迎背风边相,在操作合中间相),如图12所示。

(8)撤离现场,带离工具,签署结束操作票。如图13所示。

(9)在本次系统中,监护人上方查看本次操作的分数,是否合格。如图14所示。

3 总结

VR技术应用于跌落式熔断器操作试验中做模拟培训是一种低成本、高效率、安全可靠的方式,有助于降低工作难度和应用于培训中提高培训效率,本项目的实现充分体现了VR技术的优点和特点:虚拟化,沉浸性交互式的体验效果能激发人们参加电力教育的兴趣,提升对安全事故的感性认识。标准化,标准和相关安全标准进行开发,培训内容具有广泛的通用性和适应性,确保培训效果达到安全要求。沉侵感,通过智能可穿戴设备直观的三维界面对虚拟试验变压器等设备进行操控,提升了用户体验及视觉冲击。交互性,虚拟现实技术使用户在沉浸模式下使用虚拟的手柄操作设备或开关,还可以对三维场景内的试验设备进行拆解和组装,既提高了管理效率,也降低了由于误操作造成的风险。

基于VR技术的跌落式熔断器操作试验模拟与仿真技术研究项目实施包括数字化建模、交互,反馈、测试等环节,本文使用3D Max建模软件技术进行场景模型搭建,创建跌落式熔断器,绝缘操作杆和建筑结构的高品质模型,实现电力实训现场的三维场景逼真呈现,利用功能强大的Unity虚拟现实开发引擎,导入虚拟的数字化场景,模拟现有的物理世界,设计现实并超越现实的各种虚拟交互场景,实现各种特有的交互功能;采用HTC Vive设备使学生能够在虚拟场景中进行沉浸式漫游和跌落式熔断器的拉合操作训练,充分感受沉浸式的人、机交互体验,在交互中学习、感知,感受学习的乐趣。该项目沉浸感强、界面友好、功能丰富、使用简单、安全性好,为电力员工操作训练提供平台,在电力人员培训、电力公司和电力类院校的岗前和专业技能培训方面有良好的应用前景。如图15所示。

参考文献

[1]陈丽丹,张哲,梁丰驿,刘蕴樟.基于VR设备的跌落式熔断器操作虚拟实训系统设计[J].实验技术与管理,2017 (09): 27.

[2]叶德云,谢瑞灵,王运莉,黄炜杰,基于VR的电气试验模拟与仿真技术研究TM8 31:G642; TP391.9.

上一篇:中华液晶网人才市场:利用局部刷新技术提高FPGA运行稳定性
下一篇:没有了

相关阅读