一种基于VR的灭火操作演练系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于VR的灭火操作演练系统，包括：安装有虚拟3D演示软件的终端、VR眼镜、用于提供VR交互训练过程中的空间定位的定位器、操作手柄、灭火器以及用于采集灭火器的姿态位置、灭火器的保险栓的开关状态、灭火器的阀门角度的数据采集单元，VR眼镜、定位器、操作手柄、数据采集单元连接终端连接，定位器安装于灭火器上。本发明专利技术的灭火操作演练系统使体验者能够真实的体验其在虚拟环境中的灭火操作演练情况，从而使体验者能够快速、准确的掌握灭火的方法。握灭火的方法。握灭火的方法。

【技术实现步骤摘要】
一种基于VR的灭火操作演练系统


[0001]本专利技术属于虚拟现实和消防安全
，具体涉及一种基于VR的灭火操作演练系统。

技术介绍

[0002]火是推动人类文明进步的重要因素，但火灾也常伴人类文明左右，造成财产损失和人员伤亡。如何避免火灾以及在火灾中自救是公众不得不思考和参与的一件事。防火灭火的教育也已普及多年，但因消防设施较为昂贵，人员组织培训也停留在听和看上，实践操作有很多达不到的效果。VR(Virtual Reality，虚拟现实)技术的出现及应用给我们的教育培训提供了很好的操作实战平台，其独特的沉浸式体验效果能为我们提供逼真的现实场景，也能够通过动作来与场景中的物品进行交互，从而达到理论和实践相结合的培训效果，起到安全警示教育的目的，而且可以重复利用。目前，一般采用纯粹的VR方案模拟火灾现场场景，用VR遥控器手柄替代灭火器进行虚拟灭火操作。
[0003]但是，这种方式因为没有应用灭火器，使得体验者无法真实把握灭火器的使用方法和有效灭火方法，从而易导致在面临真实火灾时，出现不能正确操作灭火器和正确的进行灭火的情况存在。

技术实现思路

[0004]为了解决现有技术中存在的上述问题，本专利技术提供了一种基于VR的灭火操作演练系统。本专利技术要解决的技术问题通过以下技术方案实现：
[0005]一种基于VR的灭火操作演练系统，包括：安装有虚拟3D演示软件的终端、VR眼镜、用于提供VR交互训练过程中的空间定位的定位器、操作手柄、灭火器以及用于采集所述灭火器的姿态位置、所述灭火器的保险栓的开关状态、所述灭火器的阀门角度的数据采集单元，其中，
[0006]所述VR眼镜、所述定位器、所述操作手柄、所述数据采集单元连接所述终端连接，所述定位器安装于所述灭火器上。
[0007]在本专利技术的一个实施例中，所述数据采集单元包括：
[0008]姿态采集模块，用于采集所述灭火器的姿态位置；
[0009]开关状态采集模块，用于采集所述灭火器的保险栓的开关状态；
[0010]阀门角度采集模块，用于采集所述灭火器的阀门角度；
[0011]信号采集盒，分别连接所述姿态采集模块、所述开关状态采集模块、所述阀门角度采集模块和所述终端，用于将所述灭火器的姿态位置、所述灭火器的保险栓的开关状态、所述灭火器的阀门角度发送至所述终端。
[0012]在本专利技术的一个实施例中，所述姿态采集模块包括姿态传感器，所述姿态传感器安装于所述灭火器上。
[0013]在本专利技术的一个实施例中，所述姿态传感器为9-轴姿态航向参考系统。
[0014]在本专利技术的一个实施例中，所述开关状态采集模块包括IO卡，所述IO卡安装于所述灭火器的保险栓上。
[0015]在本专利技术的一个实施例中，所述阀门角度采集模块包括角度传感器，所述角度传感器安装于所述灭火器的阀门上。
[0016]在本专利技术的一个实施例中，所述虚拟3D演示软件包括教学演示模块和灭火演练模块，其中，
[0017]所述教学演示模块，用于通过教学演示提供灭火知识的教学；
[0018]所述灭火演练模块，用于对不同的着火场景进行灭火演练操作。
[0019]在本专利技术的一个实施例中，所述教学演示模块包括文本、图片、多媒体素材、音频、视频中的至少一种。
[0020]在本专利技术的一个实施例中，所述灭火演练模块包括存储有若干具有键值的特效粒子的特效对象池。
[0021]在本专利技术的一个实施例中，还包括显示装置，所述显示装置连接所述终端。
[0022]本专利技术的有益效果：
[0023]本专利技术通过数据采集单元采集了灭火器的姿态位置、灭火器的保险栓的开关状态以及灭火器的阀门角度等数据，并将其发送至终端，使得终端安装的虚拟3D演示软件能够实时的反映体验者对灭火器的操作情况，另外，本实施例还通过定位器实时提供体验者在虚拟环境中的环境位置，以使体验者能够真实的体验其在虚拟环境中的灭火操作演练情况，从而使体验者能够快速、准确的掌握灭火的方法。
[0024]以下将结合附图及实施例对本专利技术做进一步详细说明。
附图说明
[0025]图1是本专利技术实施例提供的一种基于VR的灭火操作演练系统的示意图；
[0026]图2是本专利技术实施例提供的一种灭火操作演练系统的架构示意图；
[0027]图3是本专利技术实施例提供的一种虚拟3D演示软件的示意图；
[0028]图4是本专利技术实施例提供的一种消防器材的示意图；
[0029]图5是本专利技术实施例提供的一种消防标识的示意图；
[0030]图6是本专利技术实施例提供的一种灭火器的示意图；
[0031]图7是本专利技术实施例提供的一种碰撞效果的示意图；
[0032]图8是本专利技术实施例提供的一种工作流程的示意图。
具体实施方式
[0033]下面结合具体实施例对本专利技术做进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0034]实施例一
[0035]请参见图1，图1是本专利技术实施例提供的一种基于VR的灭火操作演练系统的示意图。本专利技术实施例提供一种基于VR的灭火操作演练系统，该灭火操作演练系统包括：安装有虚拟3D演示软件的终端、VR眼镜、用于提供VR交互训练过程中的空间定位的定位器、操作手柄、灭火器以及用于采集灭火器的姿态位置、灭火器的保险栓的开关状态、灭火器的阀门角
度的数据采集单元，其中，VR眼镜、定位器、操作手柄、数据采集单元连接终端连接，定位器安装于灭火器上。
[0036]具体地，终端例如为VR显示计算机，其主要用来安装虚拟3D演示软件，虚拟3D演示软件能够借助Unity3D开发软件实现逼真度高且便于交互的3D场景，能够提供三维交互程序的渲染输出及相关操作逻辑的处理，其中，Unity3D是由Unity Technologies开发的一个能够创建诸如三维视频游戏、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型开发工具；操作手柄与终端直接连接，能够提供VR的交互控制；定位器可以安装于灭火器的底部，从而提供交互训练过程中的空间定位，定位器的型号例如为HEC 395C，该定位器固定在灭火器底部中心位置，通过惯导进行定位；VR眼镜例如通过DP(DisplayPort，显示接口)接口与终端连接，主要用于向体验者提供沉浸式演示环境，具体通过视频和音频的形式提供沉浸式演示环境；数据采集单元在半实物模拟训练过程中向终端提供灭火器的姿态数据、保险栓的开关状态以及阀门(例如阀门为鸭嘴阀)的角度，在实际使用时，只有当保险栓打开后才能利用灭火器进行喷水灭火操作，因此在保险栓打开后，可以通过采集灭火器的姿态数据和阀门的角度数据确定灭火器在虚拟环境中的使用状态，从而确定体验者的操作是否符合要求，虚拟环境例如可以为工地木材起火环境、厨房起火环境、化学品起火环境、巴士起火环境等。
[0037]请参见图2，本实施例的灭火操作演练系统的系统架构分为基础设施中心的物理层、软件平台模块架构的平台层、提供数据支撑服务的数据层、软件本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于VR的灭火操作演练系统，其特征在于，包括：安装有虚拟3D演示软件的终端、VR眼镜、用于提供VR交互训练过程中的空间定位的定位器、操作手柄、灭火器以及用于采集所述灭火器的姿态位置、所述灭火器的保险栓的开关状态、所述灭火器的阀门角度的数据采集单元，其中，所述VR眼镜、所述定位器、所述操作手柄、所述数据采集单元连接所述终端连接，所述定位器安装于所述灭火器上。2.根据权利要求1所述的灭火操作演练系统，其特征在于，所述数据采集单元包括：姿态采集模块，用于采集所述灭火器的姿态位置；开关状态采集模块，用于采集所述灭火器的保险栓的开关状态；阀门角度采集模块，用于采集所述灭火器的阀门角度；信号采集盒，分别连接所述姿态采集模块、所述开关状态采集模块、所述阀门角度采集模块和所述终端，用于将所述灭火器的姿态位置、所述灭火器的保险栓的开关状态、所述灭火器的阀门角度发送至所述终端。3.根据权利要求2所述的灭火操作演练系统，其特征在于，所述姿态采集模块包括姿态传感器，所述姿态传感器安装于所述灭火器上。4.根据权利...

【专利技术属性】
技术研发人员：贺升平，毛旭东，杨俊，陈平，
申请(专利权)人：中国人民解放军九六零三八部队，
类型：发明
国别省市：