系統(tǒng)描述：虛擬仿真VR焊接實(shí)訓(xùn)系統(tǒng)采用VR虛擬現(xiàn)實(shí)技術(shù)與真實(shí)焊接設(shè)備相結(jié)合實(shí)現(xiàn)焊接教學(xué)功能，該系統(tǒng)具備手工電焊模擬操作訓(xùn)練系統(tǒng)、氬弧焊模擬操作訓(xùn)練系統(tǒng)、氣體保護(hù)焊模擬操作訓(xùn)練系統(tǒng)和教師管理系統(tǒng)（數(shù)據(jù)服務(wù)器系統(tǒng)）。
焊接VR實(shí)訓(xùn)設(shè)備-學(xué)生端：特種設(shè)備作業(yè)人員虛擬仿真實(shí)訓(xùn)軟件：
系統(tǒng)滿足的功能：
（1）理論知識教學(xué)：根據(jù)焊接教學(xué)大綱以及學(xué)校老師討論結(jié)果搭建理論知識體系。
（2）真實(shí)焊具：每個工位配備真實(shí)的焊接設(shè)備，且不少于一套原裝電焊鉗、氣保焊槍、氬弧焊槍和氣割焊槍等。
分級訓(xùn)練：模擬訓(xùn)練為基礎(chǔ)訓(xùn)練，情景訓(xùn)練以及自由訓(xùn)練，基礎(chǔ)訓(xùn)練又分為、初級訓(xùn)練、中級訓(xùn)練、訓(xùn)練，訓(xùn)練四個等級。
（3）基礎(chǔ)訓(xùn)練：引弧、收弧、能夠真實(shí)的模擬焊接過程中的各種參數(shù)設(shè)置，如引弧、收弧、直線運(yùn)條、直線往返運(yùn)條、鋸齒形運(yùn)條、月牙形運(yùn)條、正三角形運(yùn)條、斜三角形運(yùn)條、圓形運(yùn)條的各種手法，并能體驗(yàn)操作手法中的各種力量反饋感，電弧、明暗場、飛濺、焊縫、聲效表現(xiàn)逼真，該系統(tǒng)可進(jìn)行多角度、全位置焊接演練。
（4）情景訓(xùn)練：系統(tǒng)內(nèi)設(shè)港口工況，工廠工況，石油管道工況，工程機(jī)械工況，船塢工況，電網(wǎng)鐵塔六大類焊接場景，每個場景下設(shè)包括鋼板，工件，工況制品，管道，油罐，石化制品，船板船艙，船體零件，船舶弦側(cè)修復(fù)，港口港機(jī)設(shè)備，集裝箱，工程機(jī)械鏟斗，吊具，履帶等各種焊接道具，讓用戶可以通過真實(shí)場景，真實(shí)工況，真實(shí)焊接道具滿足各類焊接訓(xùn)練需求，更真實(shí)的復(fù)原俯焊，仰焊，立焊等各種焊接姿勢。系統(tǒng)采用聲音、光、文字等提示內(nèi)容，并采用標(biāo)準(zhǔn)圖形示范（包括焊接位置、焊槍角度、焊槍與工件的距離和角度等）及語音提示幫助用戶校正操作姿勢和手法，輔助指導(dǎo)用戶培訓(xùn)過程與應(yīng)用。
（5）自由訓(xùn)練：用戶可以根據(jù)自身需求，可以選擇包括情景訓(xùn)練和基礎(chǔ)訓(xùn)練的6個場景進(jìn)行自由訓(xùn)練，自由訓(xùn)練場景中會放置各種焊槍，不同材質(zhì)母材，不同對接方式的母材，不同坡口方式的母材，不同藥皮和材質(zhì)的焊條，用戶可以隨意選取素材進(jìn)行自主訓(xùn)練，系統(tǒng)會記錄訓(xùn)練的時間以及訓(xùn)練所使用過的材料。
（6）VR虛擬：采用虛擬現(xiàn)實(shí)頭戴式顯示器進(jìn)行虛擬場景展現(xiàn)，分辨率：單眼：不低于1200*1080、刷新率：不低于90fps、動作可捕捉空間FOV為水平方向110度，同時配備無線追蹤器（tracker）與的激光跟蹤定位技術(shù)配合系統(tǒng)進(jìn)行焊接教學(xué)。
（7）過程回放：記錄并回放用戶操作過程，重現(xiàn)操作結(jié)果，便于服務(wù)端對客戶段焊接過程進(jìn)行指導(dǎo)和分析。使得用戶更加清楚的了解自己的焊接訓(xùn)練當(dāng)中的問題，有助于提高自身焊接效率。
（8）模擬試題：模擬試題功能模塊分為隨機(jī)訓(xùn)練和在線考試兩種模式。學(xué)員在未登錄考試系統(tǒng)的情況下可直接進(jìn)入隨機(jī)訓(xùn)練模式，學(xué)員可通過設(shè)置相應(yīng)參數(shù)從題庫中隨機(jī)選題，設(shè)置時長進(jìn)行自我訓(xùn)練。學(xué)員登錄在線考試系統(tǒng)時在時長內(nèi)，完成教師試題，系統(tǒng)會自動統(tǒng)計(jì)考試分?jǐn)?shù)及錯題并上傳。
（9）模擬訓(xùn)練引導(dǎo)：對相應(yīng)焊槍的功能特性及主要應(yīng)用領(lǐng)域進(jìn)行了文字形說明，同時在基礎(chǔ)訓(xùn)練中通過系統(tǒng)中虛擬的焊槍引導(dǎo)的操作方式。使用戶可以跟隨引導(dǎo)完成焊接的運(yùn)弧技法，理論知識體系和學(xué)習(xí)任務(wù)體系在訓(xùn)練過程中更加人性化的融合起來。
（10）模擬焊接效果：虛擬焊板上生成的焊疤狀、魚鱗狀與真實(shí)的焊疤相符。生成的焊跡能夠表現(xiàn)出熔化過程和冷卻過程，并伴隨相應(yīng)的光學(xué)效果。
（11）焊接元素多樣性可供選擇：可選擇不同厚度，不同母材、不同種類焊接接頭，如對接平焊焊板、對接橫焊焊板、角接接頭、立焊焊板、仰焊焊板、管管對接以及管板對接接頭。
（12）系統(tǒng)界面操作簡單，運(yùn)行流暢、無卡頓。用戶可通過模擬器學(xué)習(xí)理論課件及程序進(jìn)行操作，通過簡單的使用培訓(xùn)可以輕松進(jìn)行該系統(tǒng)的焊接操作及教學(xué)。
（13）沉浸式3d視覺系統(tǒng)：
配合3d立體視覺頭盔，訓(xùn)練者可以更加真實(shí)的看到焊接過程的3D場景，以及實(shí)時的火花飛濺和熔滴效果。同時系統(tǒng)可以追蹤頭部姿態(tài)控制主視角和主畫面，讓學(xué)員獲得身臨其境的感受，沉浸在虛擬現(xiàn)實(shí)環(huán)境中，真正融入訓(xùn)練過程。
（14）服務(wù)器在學(xué)員登錄前下發(fā)登錄權(quán)限，收到下發(fā)指令后，學(xué)員登錄到相應(yīng)機(jī)器，系統(tǒng)響應(yīng)后便進(jìn)入五大模塊：
分類模塊、任務(wù)接收模塊、模擬考試模塊，理論學(xué)習(xí)模塊，視頻資料模塊。用戶通過模擬器上的操控面板執(zhí)行對應(yīng)的模塊功能。進(jìn)入分類訓(xùn)練模塊后，選擇焊槍，然后選擇訓(xùn)練類型，點(diǎn)擊進(jìn)入相應(yīng)的訓(xùn)練子模塊，基礎(chǔ)訓(xùn)練按照由易到難模式進(jìn)行分階段分類型進(jìn)行訓(xùn)練。
（15）每個用戶在系統(tǒng)中都有等級和段位，用戶每次進(jìn)行基礎(chǔ)訓(xùn)練的焊接任務(wù)獲取經(jīng)驗(yàn)，積累經(jīng)驗(yàn)提升等級可以解鎖更多的場景和更進(jìn)階的技巧訓(xùn)練。另外系統(tǒng)設(shè)置段位考核功能，用戶可以通過段位考核提升自己的段位，段位考核的要求非常嚴(yán)格，也是焊工和業(yè)余焊工的分水嶺，也是對用戶焊接能力的肯定。
真實(shí)焊槍虛實(shí)結(jié)合：產(chǎn)品具備真實(shí)焊槍手感，焊接過程具備真實(shí)觸感，系統(tǒng)通過無線追蹤器（tracker）將真實(shí)空間物品定位到虛擬世界，虛擬場景和真實(shí)實(shí)物實(shí)時匹配映射，用戶可以基于真實(shí)焊接觸感進(jìn)行操作。

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