矿山救护工VR仿真训练与考核系统

技术领域

本发明涉及一种训练与考核系统，具体是矿山救护工VR仿真训练与考核系统。

背景技术

近年来随着科技的发展VR技术也越来越成熟，VR技术也越来越多运用在各个行业中，尤其是在煤矿生产过程中，在采矿的时候会遇到多种危险源，包括空气中风量、一氧化碳、二氧化碳和甲烷的浓度等等，当出现这些危险源的时候，也就说明有矿工出现了危险，需要其他人员进行救助处理，但是现在市面上销售的矿山救护工VR防真训练系统，只是简单的能让训练场景呈现立体感，缺少另操作人员身临其境的紧张感和临场感，不能让操作人员感受井下氛围，导致在实际救护时不会及时反应处理，需要一定的适应时间才能有反应，这样耽误了宝贵的抢救黄金三分钟，矿工的生还几率也大大降低，如何解决此问题已经迫在眉睫。

发明内容

针对上述现有技术存在的问题，本发明提供矿山救护工VR仿真训练与考核系统，不仅可以让训练场景呈现立体感，能真实的还原身临其境的紧张感和临场感，杜绝出现实际救护时需要适应时间情况的发生，不耽误宝贵的抢救黄金三分钟，矿工的生还几率也大大提高。

为了实现上述目的，本发明通过以下技术方案实现：矿山救护工VR仿真训练与考核系统，包括矿山救护工VR仿真训练与考核系统操作站位平台、人员限位护栏、平视人员观测摄像头、模拟交互设备主支架、模拟交互设备放置板、甲烷模拟检测仪、头戴式虚拟现实交互显示器、多种气体检测拟检测仪、风量计模拟检测仪、自救器模拟训练器、风量计模拟供风风扇组、考核交互显示器、俯视角人员观测摄像头支架、俯视角人员观测摄像头和教员控制交互屏幕，所述的矿山救护工VR仿真训练与考核系统操作站位平台边缘设有人员限位护栏，人员限位护栏前部预留人员进出缺口，人员限位护栏两边上部分别安装平视人员观测摄像头，两个平视人员观测摄像头分别从两侧对进行模拟的人员进行观测，通过人员的手势和姿势根据现在进行的科目进行分析，及时纠正人员的错误操作或者对错误操作进行评分，人员限位护栏前部预留人员进出缺口处正对的矿山救护工VR仿真训练与考核系统操作站位平台上部表面固定安装模拟交互设备主支架，模拟交互设备主支架前部表面一点四米高度设有模拟交互设备放置板，模拟交互设备放置板上部分别放置甲烷模拟检测仪、头戴式虚拟现实交互显示器、多种气体检测拟检测仪、风量计模拟检测仪和自救器模拟训练器，在模拟过程中模拟人员首先戴上头戴式虚拟现实交互显示器然后根据需要选择相应的模拟项目并使用对应的模拟设备及你行模拟，甲烷模拟检测仪、头戴式虚拟现实交互显示器、多种气体检测拟检测仪、风量计模拟检测仪和自救器模拟训练器分别通过电性连接俯视角人员观测摄像头支架，将甲烷模拟检测仪、头戴式虚拟现实交互显示器、多种气体检测拟检测仪、风量计模拟检测仪和自救器模拟训练器通过电性连接在人员上方的俯视角人员观测摄像头支架让人员获得更大的使用空间并可以自由旋转身体，模拟交互设备放置板上方的模拟交互设备主支架表面通过支架安装风量计模拟供风风扇组，风量计模拟供风风扇组可以在风量计模拟检测仪模拟时提供模拟风流让模拟者更加身临其境提升模拟效果，风量计模拟供风风扇组上方的模拟交互设备主支架表面通过支架安装考核交互显示器，模拟交互设备主支架顶部固定安装俯视角人员观测摄像头支架，俯视角人员观测摄像头支架活动连接两个俯视角人员观测摄像头支架，两个俯视角人员观测摄像头支架配合两个平视人员观测摄像头分别从两侧多个方向对进行模拟的人员进行观测，通过人员的手势和姿势根据现在进行的科目进行分析，及时纠正人员的错误操作或者对错误操作进行评分，平视人员观测摄像头和俯视角人员观测摄像头支架在正视视角下处于同一平面，人员限位护栏前部预留人员进出缺口右侧的人员限位护栏上部通过可变角度支架安装教员控制交互屏幕，模拟交互设备主支架分别通过电性连接矿山救护工VR仿真训练与考核系统操作站位平台、人员限位护栏、平视人员观测摄像头、风量计模拟供风风扇组、考核交互显示器、俯视角人员观测摄像头支架、俯视角人员观测摄像头和教员控制交互屏幕。

所述的模拟交互设备主支架内置供电设备和模拟考试设备后台数据处理电脑，便于设备为整个装置供电的同时，处理模拟时的各种项目信息，对使用者进行打分或者错误行动规范提示。

所述的教员控制交互屏幕采用二十寸彩色触控显示器，距离矿山救护工VR仿真训练与考核系统操作站位平台的高度不低于一点五米，便于教员在外部通过后台手动设定或随即设定甲烷浓度、二氧化碳浓度、混合气体浓度、一氧化碳浓度、温度和大气压力。

所述的甲烷模拟检测仪、头戴式虚拟现实交互显示器、多种气体检测拟检测仪、风量计模拟检测仪和自救器模拟训练器均按照实物的可操作部件制作，并配备相应的控制感应按键和加速度感应器以及陀螺仪，同时在外部设有多个蜂鸣器，便于使用者拥有实际的操作手感，并能够配合头戴式虚拟现实交互显示器提供更真实的模拟感受。

所述的考核交互显示器两边配备扬声器，用于为受训人员提供语音指导。

所述的头戴式虚拟现实交互显示器外部设有摄像头，用于配合甲烷模拟检测仪、多种气体检测拟检测仪、风量计模拟检测仪和自救器模拟训练器进行触感真实的实训。

所述的平视人员观测摄像头和俯视角人员观测摄像头支架均配备云台，便于设备更好的对焦受训人员的手部动作。

所述的人员限位护栏内侧设有距离感应器并由软性材质包裹，让设备在人员过于靠近人员限位护栏时可以进行提示防止人员碰撞受伤，而软性包裹的则进一步防止人员受伤。

本训练系统和现有训练系统相对比不仅可以让训练场景呈现立体感，能真实的还原身临其境的紧张感和临场感，让受训人员能感受到出现事故后可以第一时间立即投入救护工作；本装置可以根据需要调整培训得难易程度，可以训练新手员工、老员工和技术员等多种职位和多种人员，颠覆了教条式的煤矿生产安全培训方法，杜绝了纸上谈兵，使其能达到身临其境式的生产安全培训方法，更不需要进行老带新这一培训过程，大大降低了用工成本，降低救护工作的难度，有效地提高培训效率，杜绝实际救护时需要适应时间情况的发生，不耽误宝贵的抢救黄金三分钟，矿工的生还几率也大大提高。

附图说明

图1是矿山救护工VR仿真训练与考核系统的立体图；

图中：1、矿山救护工VR仿真训练与考核系统操作站位平台，2、人员限位护栏,3、平视人员观测摄像头,4、模拟交互设备主支架，5、模拟交互设备放置板，6、甲烷模拟检测仪,7、头戴式虚拟现实交互显示器,8、多种气体检测拟检测仪,9、风量计模拟检测仪,10、自救器模拟训练器,11、风量计模拟供风风扇组,12、考核交互显示器,13、俯视角人员观测摄像头支架,14、俯视角人员观测摄像头,15、教员控制交互屏幕。

平视人员观测摄像头的型号为WK40型平视人员观测摄像头，甲烷模拟检测仪的型号为QY78型甲烷模拟检测仪,头戴式虚拟现实交互显示器的型号为ZP04型头戴式虚拟现实交互显示器,多种气体检测拟检测仪的型号为T80型多种气体检测拟检测仪,风量计模拟检测仪的型号为40型风量计模拟检测仪,自救器模拟训练器为V09型自救器模拟训练器,风量计模拟供风风扇组为420型风量计模拟供风风扇组,考核交互显示器为PM70型考核交互显示器,俯视角人员观测摄像头为WK05型俯视角人员观测摄像头,教员控制交互屏幕为PN40型教员控制交互屏幕,以上设备均可在市面上或私人订制购得。

具体实施方式

下面将结合附图对本发明的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例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。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第 一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

在本发明的描述中，需要说明的是，除非另有明确的规定和限定，术语“安装”、“相连”、“连接”应做广义理解，例如，可以是固定连接，也可以是可拆卸连接，或一体地 连接；可以是机械连接，也可以是电连接；可以是直接相连，也可以通过中间媒介间接相连，可以是两个元件内部的连通。对于本领域的普通技术人员而言，可以具体情况理解上述术语在本发明发中的具体含义。

需要说明的是，在本文中，诸如术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。

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。

如图1所示，本矿山救护工VR仿真训练与考核系统，包括矿山救护工VR仿真训练与考核系统操作站位平台1、人员限位护栏2、平视人员观测摄像头3、模拟交互设备主支架4、模拟交互设备放置板5、甲烷模拟检测仪6、头戴式虚拟现实交互显示器7、多种气体检测拟检测仪8、风量计模拟检测仪9、自救器模拟训练器10、风量计模拟供风风扇组11、考核交互显示器12、俯视角人员观测摄像头支架13、俯视角人员观测摄像头14和教员控制交互屏幕15，所述的矿山救护工VR仿真训练与考核系统操作站位平台1边缘设有人员限位护栏2，人员限位护栏2前部预留人员进出缺口，人员限位护栏2两边上部分别安装平视人员观测摄像头3。

需要说明的是：两个平视人员观测摄像头3分别从两侧对进行模拟的人员进行观测，通过人员的手势和姿势根据现在进行的科目进行分析，及时纠正人员的错误操作或者对错误操作进行评分。

人员限位护栏2前部预留人员进出缺口处正对的矿山救护工VR仿真训练与考核系统操作站位平台1上部表面固定安装模拟交互设备主支架4，模拟交互设备主支架4前部表面一点四米高度设有模拟交互设备放置板5，模拟交互设备放置板5上部分别放置甲烷模拟检测仪6、头戴式虚拟现实交互显示器7、多种气体检测拟检测仪8、风量计模拟检测仪9和自救器模拟训练器10。

需要说明的是：在模拟过程中模拟人员首先戴上头戴式虚拟现实交互显示器7然后根据需要选择相应的模拟项目并使用对应的模拟设备及你行模拟。

甲烷模拟检测仪6、头戴式虚拟现实交互显示器7、多种气体检测拟检测仪8、风量计模拟检测仪9和自救器模拟训练器10分别通过电性连接俯视角人员观测摄像头支架13。

需要说明的是：将甲烷模拟检测仪6、头戴式虚拟现实交互显示器7、多种气体检测拟检测仪8、风量计模拟检测仪9和自救器模拟训练器10通过电性连接在人员上方的俯视角人员观测摄像头支架13让人员获得更大的使用空间并可以自由旋转身体。

模拟交互设备放置板5上方的模拟交互设备主支架4表面通过支架安装风量计模拟供风风扇组11。

需要说明的是：风量计模拟供风风扇组11可以在风量计模拟检测仪9模拟时提供模拟风流让模拟者更加身临其境提升模拟效果。

风量计模拟供风风扇组11上方的模拟交互设备主支架4表面通过支架安装考核交互显示器12，模拟交互设备主支架4顶部固定安装俯视角人员观测摄像头支架13，俯视角人员观测摄像头支架13活动连接两个俯视角人员观测摄像头支架13。

需要说明的是：两个俯视角人员观测摄像头支架13配合两个平视人员观测摄像头3分别从两侧多个方向对进行模拟的人员进行观测，通过人员的手势和姿势根据现在进行的科目进行分析，及时纠正人员的错误操作或者对错误操作进行评分。

平视人员观测摄像头3和俯视角人员观测摄像头支架13在正视视角下处于同一平面，人员限位护栏2前部预留人员进出缺口右侧的人员限位护栏2上部通过可变角度支架安装教员控制交互屏幕15，模拟交互设备主支架4分别通过电性连接矿山救护工VR仿真训练与考核系统操作站位平台1、人员限位护栏2、平视人员观测摄像头3、风量计模拟供风风扇组11、考核交互显示器12、俯视角人员观测摄像头支架13、俯视角人员观测摄像头14和教员控制交互屏幕15。

所述的模拟交互设备主支架4内置供电设备和模拟考试设备后台数据处理电脑，便于设备为整个装置供电的同时，处理模拟时的各种项目信息，对使用者进行打分或者错误行动规范提示。

所述的教员控制交互屏幕15采用二十寸彩色触控显示器，距离矿山救护工VR仿真训练与考核系统操作站位平台1的高度不低于一点五米，便于教员在外部通过后台手动设定或随即设定甲烷浓度、二氧化碳浓度、混合气体浓度、一氧化碳浓度、温度和大气压力。

所述的甲烷模拟检测仪6、头戴式虚拟现实交互显示器7、多种气体检测拟检测仪8、风量计模拟检测仪9和自救器模拟训练器10均按照实物的可操作部件制作，并配备相应的控制感应按键和加速度感应器以及陀螺仪，同时在外部设有多个蜂鸣器，便于使用者拥有实际的操作手感，并能够配合头戴式虚拟现实交互显示器7提供更真实的模拟感受。

所述的考核交互显示器12两边配备扬声器，用于为受训人员提供语音指导。

所述的头戴式虚拟现实交互显示器7外部设有摄像头，用于配合甲烷模拟检测仪6、多种气体检测拟检测仪8、风量计模拟检测仪9和自救器模拟训练器10进行触感真实的实训。

所述的平视人员观测摄像头3和俯视角人员观测摄像头支架13均配备云台，便于设备更好的对焦受训人员的手部动作。

所述的人员限位护栏2内侧设有距离感应器并由软性材质包裹，让设备在人员过于靠近人员限位护栏2时可以进行提示防止人员碰撞受伤，而软性包裹的则进一步防止人员受伤。

使用时，将矿山救护工VR仿真训练与考核系统安装，接通电源并设置相应项目后人员进入设备佩戴好头戴式虚拟现实交互显示器7，系统模拟进入考核模式，系统随机出现一种采矿时候会遇到的危险源，操作人员根据危险情况进行救护操作处理，操作人员操作完成后，监考人员根据系统的提示和操作人员在救护时的操作顺序和方式方法就行打分，打分完毕后即考核完成；另外一种是系统模拟进入考核模式，教员在系统模拟采矿时候会遇到一种危险源时，操作人员的救护操作方法，教员操作完成后，学员依次在系统上操作，教员根据系统的提示和学员在救护时的操作顺序和方式方法进行指导，操作顺序和方式方法都正确后，然后学员再依次进行系统操作模拟。

本发明中涉及的电路以及控制均为现有技术，在此不进行过多赘述。

以上所述仅为本发明的实施例，并非因此限制本发明的专利范围，凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本发明的专利保护范围内。