本發明屬于虛擬現實培訓/訓練領域，涉及一種基于ue的虛擬裝配培訓系統，用于裝備的虛擬培訓和訓練。
背景技術：
1、虛擬培訓是一種利用虛擬現實、增強現實、網絡平臺等技術手段來進行的培訓方式。首先，虛擬培訓能夠打破時間和空間的限制，學員可以在任何有網絡連接的地方隨時參與培訓，大大提高了培訓的靈活性和便捷性。其次，通過模擬真實的工作場景和情境，讓學員獲得更加沉浸式的學習體驗，有助于更好的理解和掌握知識和技能。再次，虛擬培訓可以重復進行，學員能夠根據自身需求反復練習，鞏固所學內容。同時，在一些實際操作比較困難和操作風險高的領域，如醫療、工業、航空等，虛擬培訓能夠在保障安全的前提下，為學員提供接近真實的實踐機會。
2、虛幻引擎(unreal?engine簡稱ue)，是一款強大的游戲開發引擎，被廣泛應用于創建高質量游戲、虛擬現實和增強現實等應用，其具有出色的圖形渲染能力、物理模擬效果和豐富的工具集，能夠幫助開發者實現令人驚嘆的視覺效果和沉浸式體驗。
3、當前，在裝備的裝配及使用培訓領域，還缺少滿足裝備虛擬裝配調試實際需求的虛擬培訓應用系統，有鑒于此，需要針對當前裝備培訓中存在的需要采用實物開展、組織效率低、培訓成本高、培訓覆蓋面窄等形狀，提供一種基于ue的虛擬培訓系統，利用虛擬培訓系統可以提供無限次可重復虛擬沉浸式學習環境，能夠極大地降低學習成本和實操風險、提升裝備使用培訓的效率。
技術實現思路
1、本發明的目的在于提供一種基于ue的虛擬裝配培訓系統，該系統具備三維輕量化模型導入、拆裝動畫制作、一步一動訓練流程制作、訓練/培訓結果評估等功能，可支持裝備使用人員在虛擬環境下開展訓練與考核。
2、本發明的技術方案為：
3、一種基于ue的虛擬裝配培訓系統，該培訓系統由培訓教程制作、交互式培訓、數據模型庫、用戶管理以及硬件支撐共5個模塊構成，其中：
4、1)培訓教程制作模塊
5、培訓教程制作模塊是培訓系統的基礎，為教程制作人員提供一個高效且定制化的內容創作環境。該模塊由輕量化模型導入、交互式動畫制作和培訓流程設計三個子模塊組成。輕量化模型導入子模塊支持從多種來源導入模型，并使用自動優化算法確保模型在虛擬環境中的流暢運行。交互式動畫制作子模塊基于ue引擎，以及外部動畫資源導入。培訓流程設計子模塊采用圖形化編程技術，提供可視化管理界面，用戶可通過拖拽、連接等操作輕松構建培訓流程圖，并添加相應的培訓內容。通過該模塊，可以高效地生成符合學習曲線需求的培訓教程，提升虛擬培訓效果。
6、輕量化模型導入支持使用opengl和usd(universalscene?description)技術，實現從多種來源(如cad文件、3d掃描數據等)導入產品模型、工具工裝模型、調攝設備模型。導入過程中，使用算法對導入的模型進行優化，以提高模型的細節和質量，從外部導入模型(如cad文件、3d掃描數據等)時，系統會自動應用算法對這些模型進行優化處理，如網格簡化、紋理壓縮、lod(level?of?detail)生成等，以確保模型在虛擬環境中的流暢運行和更好的視覺效果，并將導入模型存儲到數據模型庫中。
7、交互式動畫制作子模塊將輕量化三維模型制作成交互式培訓動畫，該模塊基于ue引擎，提供動畫制作能力。教程制作用戶從數據模型庫中自助提取所需的模型，將多個模型接到一起，實現模型的組裝或拆解等先導基礎動作。然后，通過外部導入相關的模型動作動畫，將其與捕捉到的動作進行結合，以實現設備對接的具體細節，及其更復雜的交互式動畫效果，最后實現設備整體流程的交互式動畫制作。模塊內置動畫制作工具，支持關鍵幀動畫、時間軸編輯功能。從而更加靈活地創建和編輯動畫，實現更復雜的交互式動畫效果，更好地展示和講解相關的知識或技能。
8、培訓流程設計子模塊串接各個交互式培訓動畫，采用圖形化編程技術，提供可視化管理界面，用戶可通過拖拽、連接等操作輕松構建培訓流程圖，并添加相應的培訓內容。可以高效地生成符合學習曲線需求的培訓教程，提升虛擬培訓效果。最后將制作完成的教程保存到數據模型庫中。
9、2)交互式培訓模塊
10、交互式培訓模塊包括：ue虛擬培訓訓練、ue虛擬培訓考核、電子答題系統、培訓效果評估四個子模塊構成，該模塊用于實現在基于ue構建的三維虛擬系統中開展培訓訓練、模擬操作考核、理論知識考核以及培訓效果評估等培訓考核。其中：ue虛擬培訓訓練子模塊是交互式培訓模塊的核心部分，用于通過導入制作完成的培訓教程，在基于ue構建的三維交互式培訓模塊中開展培訓訓練、模擬操作考核、理論知識考核以及培訓效果評估等培訓考核內容。從數據模型庫中導入培訓教程、測試題庫，在ue虛擬培訓訓練中開展虛擬培訓、模擬操作及操作考核，并記錄學員學習培訓數據，電子答題系統通過隨機抽取測試題庫中的測試題，形成理論知識測試，培訓效果評估通過學員培訓數據以及理論測試成績形成學員培訓效果評估結果。
11、數據模型庫是該培訓系統數據存儲的中心，包括交互式裝配動畫庫、產品模型庫、調試設備模型庫、工具工裝庫、裝配流程庫以及測試電子題庫構成。完成培訓教程數據、用戶使用數據等的存儲。
12、3)用戶管理模塊
13、用戶管理包括用戶數據管理、用戶權限管理。用戶數據管理包括用戶的培訓過程數據、培訓考核數據、培訓效果評估數據等數據的存儲和管理，用戶權限管理完成用戶的分類、權限控制等功能。
14、4)系統硬件支撐
15、系統硬件是支持軟件運行、沉浸式三維顯示、數據模型存儲以及人機交互的重要支撐手段。由高性能圖形工作站、普通顯示器、3d頭顯設備、交互式手柄構成。高性能圖形工作站支撐三維場景的運行，負責數據模型的存儲；普通顯示器完成三維場景顯示、培訓/訓練測試顯示，測評結果評估顯示；3d頭顯設備完成三維沉浸式顯示；交互式手柄完成人機交互操作。
16、本發明的有益效果為：
17、本發明在裝備使用培訓上投入使用后，能夠彌補當前裝備培訓采用實物開展，組織效率低，培訓成本高，培訓覆蓋面窄等不足，有效提升裝備使用人員的學習效率、降低培訓成本、增加安全性、增強實踐能力、提高學員參與度、準確評估培訓結果等有益效果。
1.一種基于ue的虛擬裝配培訓系統，其特征在于：
2.根據權利要求1所述的虛擬培訓系統，其特征在于：
3.根據權利要求1所述的虛擬培訓系統，其特征在于：
4.根據權利要求1所述的虛擬培訓系統，其特征在于，
5.根據權利要求4所述的虛擬培訓系統，其特征在于，
6.根據權利要求1所述的虛擬培訓系統，其特征在于：
7.根據權利要求1所述的虛擬培訓系統，其特征在于：
8.根據權利要求1-7任一項所述的虛擬培訓系統，其特征在于：
9.根據權利要求1-7任一項所述的虛擬培訓系統，其特征在于，所述收集學員學習過程數據包括學習時長、平時測試成績、操作時長和操作練習正確率。
10.根據權利要求1-7任一項所述的虛擬培訓系統，其特征在于：