一种基于mr的海缆埋设模拟训练系统

本发明属于模拟训练领域，特别是涉及一种基于mr的海缆埋设模拟训练系统。

背景技术：

1、海底光缆(submarine cable)是一种用于跨越海底连接不同地理位置的电信和通信传输线路。这些光缆通过海底敷设，将信息以光信号的形式传输，用于连接全球各地的网络、互联网、电话和其他通信系统。海底光缆具有非常高的传输带宽，能够支持大规模的数据传输，包括互联网、电话通信、视频流等。并且海底光缆可以跨越大洋，连接不同的大陆和岛屿，为全球通信网络提供关键的连通性。

2、海光缆的铺设是一项长距离的大工程，而且一般情况下，海光缆的铺设要求较高，为了确保海光缆的安全，部分海域还需要对其进行埋设，海光缆的埋设过程一般不能中断、停留，因此亟需一种海缆埋设模拟训练系统来对施工安装人员进行培训，以完成高质高效的海光缆的埋设。

技术实现思路

1、本发明的目的是提供一种基于mr的海缆埋设模拟训练系统，以解决上述现有技术存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于mr的海缆埋设模拟训练系统，包括：

3、环境模拟子系统，用于收集海缆埋设环境参数，基于所述海缆埋设环境参数构建虚拟海底环境；

4、显示子系统，与所述环境模拟子系统连接，用于根据真实场景模拟所述虚拟海底环境；

5、模拟训练子系统，与所述显示子系统连接，用于基于mr设备将训练人员接入所述虚拟海底环境，并将所述训练人员的海缆埋设体感动作进行同步模拟，获得动作模拟结果；

6、训练评价子系统，与所述模拟训练子系统连接，用于对所述动作模拟结果进行评价，获得模拟训练得分。

7、优选的，所述环境模拟子系统包括：

8、海底环境模拟模块，用于收集海缆埋设环境的物理参数数据；

9、图像获取模块，用于收集海缆埋设环境的图像数据；

10、海光缆计算模块，用于基于所述物理参数数据和所述图像数据计算海光缆埋设数据；

11、模拟模块，用于基于所述物理参数数据和所述图像数据构建虚拟环境数据。

12、优选的，所述显示子系统包括：

13、真实环境检测模块，用于对真实环境进行扫描，获取真实场景；

14、海底环境匹配模块，用于将所述虚拟海底环境与所述真实场景的三维模型进行匹配，获得匹配海底环境；

15、环境显示模块，用于在所述真实场景中叠加所述匹配海底环境并进行显示。

16、优选的，所述海底环境匹配模块包括：

17、边缘修正单元，用于基于所述真实场景的边界对所述虚拟海底环境的边界进行修正，获得修正海底环境；

18、三维模型构建模块，用于构建所述真实场景的三维模型；

19、匹配单元，用于将所述修正海底环境的边缘与所述真实场景的三维模型的边缘进行匹配，获得所述匹配海底环境。

20、优选的，所述环境显示模块包括：

21、视觉模块，用于在所述真实场景中叠加所述匹配海底环境；

22、听觉模块，用于在训练人员与所述匹配海底环境的交互过程中模拟音频数据并播放。

23、优选的，所述模拟训练子系统包括：

24、协同接入模块，用于基于mr设备将多个训练人员接入至同一虚拟环境进行模拟；

25、识别模块，用于基于深度相机对所述训练人员的动作位移进行识别，获得动作交互数据；

26、体感模拟模块，用于基于所述海缆埋设环境参数对所述动作交互数据进行计算，获得体感数据并反馈至所述协同接入模块；

27、模拟更新模块，用于分析所述动作交互数据，获得分析结果，基于所述分析结果对所述虚拟海底环境进行实时调整；

28、记录模块，用于对所述动作交互数据进行记录，获得所述动作模拟结果。

29、优选的，所述模拟更新模块包括：

30、分析模块，用于基于所述动作交互数据进行训练人员的动作指令计算，获得计算结果；

31、调整模块，用于基于所述计算结果对所述虚拟海底环境进行变化模拟，获得模拟结果；

32、结果反馈模块，用于将所述模拟结果反馈至所述显示子系统中对所述虚拟海底环境进行调整。

33、优选的，所述训练评价子系统包括：

34、得分生成模块，用于基于所述动作模拟结果生成训练报告，基于所述训练报告生成所述模拟训练得分；

35、优化模块，用于基于所述模拟训练得分对模拟训练过程中的错误进行优化模拟并显示。

36、优选的，所述模拟更新模块还用于构建决策树，将所述动作交互数据输入至所述决策树中进行最优解计算，生成计算结果，将所述计算结果进行可视化转换后输入至所述虚拟海底环境中进行显示，并进行实时调整。

37、本发明的技术效果为：

38、本申请构建了一个基于混合现实的海缆埋设模拟训练系统，在虚拟环境中进行培训可以降低实际操作中的安全风险。操作员可以在没有实际海底埋设任务风险的情况下学习和练习，减少了事故的可能性。并且，mr技术能够将虚拟世界与真实世界融合，使得操作员能够在真实的物理环境中体验虚拟的海底埋设情境。这提供了更真实的感觉和更好的沉浸式体验，有助于提高培训的实效性。同时，本申请通过决策树对动作进行分析，能够使得埋设过程中的决策更加准确。

技术特征：

1.一种基于mr的海缆埋设模拟训练系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于mr的海缆埋设模拟训练系统，其特征在于，所述环境模拟子系统包括：

3.根据权利要求1所述的基于mr的海缆埋设模拟训练系统，其特征在于，所述显示子系统包括：

4.根据权利要求3所述的基于mr的海缆埋设模拟训练系统，其特征在于，所述海底环境匹配模块包括：

5.根据权利要求3所述的基于mr的海缆埋设模拟训练系统，其特征在于，所述环境显示模块包括：

6.根据权利要求1所述的基于mr的海缆埋设模拟训练系统，其特征在于，所述模拟训练子系统包括：

7.根据权利要求6所述的基于mr的海缆埋设模拟训练系统，其特征在于，所述模拟更新模块包括：

8.根据权利要求1所述的基于mr的海缆埋设模拟训练系统，其特征在于，所述训练评价子系统包括：

9.根据权利要求6所述的基于mr的海缆埋设模拟训练系统，其特征在于，所述模拟更新模块还用于构建决策树，将所述动作交互数据输入至所述决策树中进行最优解计算，生成计算结果，将所述计算结果进行可视化转换后输入至所述虚拟海底环境中进行显示，并进行实时调整。

技术总结本发明公开了一种基于mr的海缆埋设模拟训练系统，所属技术领域为模拟训练领域，包括：环境模拟子系统，用于收集海缆埋设环境参数，基于所述海缆埋设环境参数构建虚拟海底环境；显示子系统，用于根据真实场景模拟所述虚拟海底环境；模拟训练子系统，用于基于mr设备将训练人员接入所述虚拟海底环境，并将所述训练人员的海缆埋设体感动作进行同步模拟，获得动作模拟结果；训练评价子系统，用于对所述动作模拟结果进行评价，获得模拟训练得分。本发明构建了一个基于混合现实的海缆埋设模拟训练系统，在虚拟环境中进行培训可以消除实际操作中的安全风险。技术研发人员：舒畅,王希晨,徐量,乔小瑞,魏巍受保护的技术使用者：中国人民解放军海军工程大学技术研发日：技术公布日：2024/5/8