一种基于vr的海缆打捞回收训练系统

本发明属于海缆回收培训领域，尤其涉及一种基于vr的海缆打捞回收训练系统。

背景技术：

1、废弃的海缆可能对海洋生态系统造成负面影响。这些废弃物可能缠绕在海洋生物身上，损害它们的生存环境，甚至危及它们的生命。通过打捞回收废弃海缆，可以减少对海洋环境的污染，有助于保护海洋生态系统的健康。而且海缆在现代通信中起着至关重要的作用，包括国际互联网和通信网络。废弃的海缆可能导致通信线路中断，对国家的通信基础设施和安全构成威胁。通过回收海缆，可以降低这种潜在的威胁，确保通信网络的稳定性和安全性。

2、然而在回收海缆时需要大量的实际操作才能够较好的完成回收工作，在训练过程中会损坏回收海缆，降低海缆的回收价值，因此，亟需一种模拟训练系统帮助完成海缆回收训练。

技术实现思路

1、为解决上述技术问题，本发明提出了一种基于vr的海缆打捞回收训练系统，以解决现有技术中存在的问题。

2、为实现上述目的，本发明提供了一种基于vr的海缆打捞回收训练系统，包括：

3、数据采集模块，用于采集海缆打捞设备图像和打捞环境数据；

4、训练场景构建模块，与所述数据采集模块连接，用于基于海缆打捞设备图像和打捞环境数据构建打捞场景；

5、vr装置，与所述训练场景构建模块连接，用于显示所述打捞场景；

6、环境模拟模块，与所述数据采集模块连接，用于根据所述打捞环境数据模拟船只晃动场景；

7、数据交互模块，与所述vr装置连接，用于根据训练人员操作调整打捞场景。

8、可选的，所述训练场景构建模块包括预处理子模块、模型构建子模块和融合子模块；

9、所述预处理子模块用于对海缆打捞设备图像提取设备边缘；

10、所述模型构建子模块用于根据所述设备边缘构建海缆打捞设备三维模型；

11、所述融合子模块用于将海缆打捞设备三维模型打捞环境数据进行融合，获得训练场景。

12、可选的，所述预处理子模块包括滤波单元、图像分割单元和边缘提取单元；

13、所述滤波单元用于消除海缆打捞设备图像的高斯噪声；

14、所述图像分割单元用于对滤波后的海缆打捞设备图像进行分割，得到分割图像；

15、所述边缘提取单元用于从分割图像中提取出设备边缘。

16、可选的，所述图像分割单元包括编码器、特征学习子单元和解码器；

17、所述编码器用于对滤波后的海缆打捞设备图像进行编码，获得初级特征；

18、所述特征学习子单元用于对初级特征进行进一步特征提取，获得设备特征；

19、所述解码器用于通过反卷积对所述设备特征进行解码。

20、可选的，所述边缘提取单元包括梯度计算子单元、杂散效应消除子单元、滞后处理子单元和边缘抑制子单元；

21、所述梯度计算子单元基于sobel算子计算图像分割得到的海缆打捞设备图像的像素梯度；

22、所述杂散效应消除子单元用于通过非极大值像素梯度抑制法消除杂散效应；

23、所述滞后处理子单元用于通过阈值滞后处理消除小梯度模值点；

24、所述边缘抑制子单元用于通过孤立弱边缘抑制，筛选出边缘点，得到设备边缘点集。

25、可选的，所述模型构建子模块包括冗余去除单元、修正单元和参数注入单元；

26、所述冗余去除单元用于去除冗余点线和多余面，获得精简模型；

27、所述修正单元用于调整精简模型的几何形状，获得几何模型；

28、所述参数注入单元用于将微重力设备运行数据注入到所述几何模型中，得到微重力设备数字模型。

29、可选的，所述环境模拟模块包括六自由度运动平台；

30、所述六自由度运动平台用于模拟船只晃动场景，提供包括俯仰、滚转、偏航、侧向、纵向和升降六个自由度的复合运动环境。

31、可选的，所述数据交互模块包括运动捕捉子模块和行为分析子模块；

32、所述运动捕捉子模块用于通过惯性式动作捕捉方法捕捉训练人员的姿态信息；

33、所述行为分析子模块用于对所述姿态信息进行数字化解析，获得数字化结果，将所述数字化结果与打捞场景中的训练人模型进行数据交互，得到数据交互结果。

34、可选的，所述训练系统还包括评估模块，所述评估模块用于指出训练过程中的错误，并给出评分。

35、与现有技术相比，本发明具有如下优点和技术效果：

36、本发明所述的基于vr的海缆打捞回收训练系统，通过vr技术能够高度逼真地模拟海洋环境和打捞作业场景，让操作者获得更真实的体验。这种模拟环境可以使他们熟悉各种复杂的海底情况和不同类型的海缆，提高应对各种情况的能力。

37、本发明在构建训练场景时通过边缘提取的方法能够有效的找出设备边缘线，为构建设备模型打下基础，在构建模型时还去除了冗余点线和多余面，使得模型更加精简。

38、本发明针对环境模拟还提出了通过六自由度运动平台模拟外部作业环境，使操作人员提前熟悉作业环境，以免因不适应作业环境在回收海缆时损害海缆。

技术特征：

1.一种基于vr的海缆打捞回收训练系统，其特征在于，包括：

2.根据权利要求1所述的基于vr的海缆打捞回收训练系统，其特征在于，

3.根据权利要求2所述的基于vr的海缆打捞回收训练系统，其特征在于，

4.根据权利要求3所述的基于vr的海缆打捞回收训练系统，其特征在于，

5.根据权利要求3所述的基于vr的海缆打捞回收训练系统，其特征在于，

6.根据权利要求2所述的基于vr的海缆打捞回收训练系统，其特征在于，

7.根据权利要求1所述的基于vr的海缆打捞回收训练系统，其特征在于，

8.根据权利要求1所述的基于vr的海缆打捞回收训练系统，其特征在于，

9.根据权利要求1所述的基于vr的海缆打捞回收训练系统，其特征在于，

技术总结本发明公开了一种基于vr的海缆打捞回收训练系统，属于海缆回收培训领域，包括：数据采集模块，用于采集海缆打捞设备图像和打捞环境数据；训练场景构建模块，与所述数据采集模块连接，用于基于海缆打捞设备图像和打捞环境数据构建打捞场景；vr装置，与所述训练场景构建模块连接，用于显示所述打捞场景；环境模拟模块，与所述数据采集模块连接，用于根据所述打捞环境数据模拟船只晃动场景；数据交互模块，分别与所述vr装置和环境模拟模块连接，用于根据训练人员操作调整打捞场景。本发明通过vr技术实现了海缆打捞回收的培训。技术研发人员：王希晨,舒畅,乔小瑞,徐量,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：2024/6/11