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电工培训系统设计与实现

 论文栏目:电工发展论文     更新时间:2018/6/7 10:21:33   

一、引言

目前,我国主要的电工培训系统仍采用在实验台上操作和学习的传统培训方式,这样的实操培训具有造价高、更新速度慢等缺点,而且由于实操平台本身需要带电运行,所以其安全性也是不容小觑。近几年在世界科技领域大肆发展的VR新技术,其主要的特点是沉浸性。利用它的这种特点开发一款基于VR的电工培训系统,既可以提高学生的自主学习性,又将安全系数提升至最高。

二、项目研究意义

本系统具有沉浸性、实时性(学生虚拟操作和系统响应同步)、伸缩性(满足用户对不同场景和功能的灵活要求)、开放性(提供多种方式的对外接口)、易用性(产品应界面友好、可维护性强)、健壮性(可包含大量的人员培训数据信息)等特点,是一款实时响应快、软件更新速度快、安全系数高、用户界面友好、具有大数据功能的软件。该软件将VR技术和诗句处理技术进行结合,不仅可以实现虚拟教学、虚拟操作,而且还可将学生的实操进行记录和评价,大大减少了培训所需的人力和物力,还可给学生创造良好的沉浸式交互体验场景。

三、具体实施过程

(1)场景控制场景控制主要研究根据不同的实际需求,选择相应的虚拟现实场景,并可控制场景内的物体展示以及操作运行。场景具体分为培训教学场景、培训练习场景和培训考试这三种虚拟场景,分别进行演示教学、人员培训实操练习、培训考试等内容。在整体执行过程中,培训教师可随时终止场景的执行。各个场景的业务操作以及用途描述如下:1)培训教学场景。通过虚拟仿真技术,对整个电路配盘操作过程进行3D的立体展示,学生可以在教学演示过程中进行观看;对于实操过程中误操作产生的后果,也可立体呈现。为了进一步提高培训效果,该场景启用后,会在展示过程中对配盘的操作步骤配有详细的讲解和文字介绍。对于操作过程中的常见的错误操作,在虚拟场景中也会特别用动画指出并同时展示相应错误操作动作可能会带来的事故画面。2)培训练习场景。在该虚拟场景中,学生可以根据培训要求,自己进行操作练习。学生可以通过虚拟现实操作设备对虚拟实操平台进行操作。并将电路操作中常用器件和元件(如导线、剥线钳、万用表等),在虚拟实操平台上进行展示。学生可利用虚拟元器件,在虚拟实操平台上进行与实际操作无差别的练习。在培训练习的同时,还可记录虚拟实操时间。3)培训考试场景。当学生选择考试模式后,系统进入虚拟考试场景。虚拟培训考试场景,对虚拟配盘操作过程中进行连线记录。并在培训考试开始后,系统自动开始计时,如果在事先预设的时间内,考生没有完成指定任务,即为失败。如果在规定时间内完成了指定操作内容,系统还应根据虚拟操作过程中是否有误操作进行评判,以便得到最真实的考试结果。

四、技术路线

目前,项目组已对该课题进行了简单的市场需求调查,并已将电工培训的资料进行了整理,结合内蒙古自治区高职院校的学生特点,开发出了一套成熟的系统设计思路,如图1所示。

五、结论

经过本次项目的开发与实现,要完成一套基于虚拟现实的电工培训系统。该系统可实现动态环境建模技术,应用该技术可以获取实际环境的三维数据,并且可以进行实时生成三维图形技术。通过本项目的开发,力争使得教学效果得到进一步的突破,使得学校能够全面开展信息化技术教学工作,从而达到提高学生自主学习性的目的。

参考文献

[1]VR/AR教育应用案例及发展趋势[J].蔡苏,张晗.数字教育.2017(03)

[2]科技期刊出版中嵌入VR/AR技术的必要性和可行性分析[J].徐玲英.中国科技期刊研究.2017(06)

[3]VR/AR在戏剧中的应用[J].张敬平.演艺科技.2016(11)

[4]VR/AR+时代图书馆发展初探[J].阿嘎尔.图书馆学刊.2017(07)

[5]具身认知理论视域下VR/AR图书阅读方式的变革[J].张建,于爽.出版发行研究.2017(07)

[6]论VR/AR在媒体艺术中的境界美学具象化特征[J].李嘉泽.北京电影学院学报.2017(02)

作者:刘江 单位:内蒙古包头职业技术学院

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