【技术实现步骤摘要】
本专利技术涉及增强现实火灾疏散，尤其是涉及一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散方法及可穿戴系统。
技术介绍
1、火灾作为威胁人类生命健康以及财产的主要灾害之一，越来越被人们所重视。地面建筑及地下空间发生火灾时，火源会产生大量的热、高温烟气以及有毒有害气体。火灾释放出大量的热，会严重灼伤人员的皮肤、损伤呼吸道以及肺脏，造成人员的伤亡，研究表明隧道内火灾可高达1300℃以上；浓烈的烟气迅速蔓延至建筑物内，降低建筑物内的能见度，极大地阻碍的人员的疏散、逃生。如1999年mont blanc隧道火灾，浓烈的烟气降低隧道内能见度，隧道消防救援车辆进入隧道后甚至无法深入火区，只能中途停止；此外，火灾产生的高温使得混凝土材料发生爆裂甚至结构的失稳，种种因素都将成为火灾场景时人们生命安全的威胁。
2、火灾发生后，除火灾本身危害外，人员如何正确面对火灾、快速逃生，消防人员如何准确及时灭火，直接影响着隧道内人员的生命健康。因此需要对人们进行火灾疏散逃生演练，对消防人员进行消防灭火训练，从而提高人们对火灾危险情况的应对能力。然而，通过真实火灾场景的体验达到科普、培训、教育、应急处理等的目的，不论从实际可操作性还最终取得的效果来看，都不能满足人们对各种火灾应急处理的需求。
3、增强现实(ar)——旨在通过有限的交互在现实环境视图上添加数字元素。增强现实(ar)是现实环境的增强交互式版本，采用全息技术通过数字视觉元素、声音和其他感官刺激而实现。ar融入了以下三个特点：数字世界和现实世界的结合、实时进行的交互以及虚拟对象和真实对
4、ar技术可以通过ar智能眼镜等设备将疏散信息呈现在人员眼前，包括疏散路线、安全出口、逃生设备等信息。人员只需要佩戴ar智能眼镜，就可以实时获取这些信息，避免了传统指示方式存在的不足。此外，ar技术还可以通过虚拟现实技术模拟火灾场景，让人员更加直观地了解火灾状况，提高疏散效率和安全性。
5、目前，借助计算流体力学等方面的知识，增强现实技术已经能够逐步实现对火灾场景的模拟，计算火灾发生时空间内的温度、声音、烟雾等，并在此基础上通过虚拟现实技术进而实现疏散逃生、消防灭火等目的。利用增强现实技术对火灾进行模拟时，要力求让体验者感受更真切、更生动、更身临其境，以便更好地达到疏散逃生、消防灭火等实际目的。
6、然而，现有的火灾体验产品大多侧重于视觉效果，未充分其他因素的考虑，在感官的多样性和真实感上都存在着较大的改进空间，这势必导致不能真实反映火灾的场景，体验效果差，进而造成人们火灾演练、消防训练的效果不佳，这对于相关的科研工作如探究人员在火场下的真实疏散行为也会造成较大的不便。而要实现火灾的真实仿真漫游体验，需要对火灾发生时产生的视觉、听觉、触觉、嗅觉等多个感官进行全方位的模拟，尽可能实现增强现实体验的沉浸性和真实性。鉴于此，本专利技术提供了一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散模拟方法及可穿戴系统，多通道中分为提供视觉信息、声音信息、嗅觉、温度、热辐射等。
技术实现思路
1、本专利技术的目的就是为了克服上述现有技术存在的缺陷而提供一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散模拟方法及可穿戴系统。
2、本专利技术的目的可以通过以下技术方案来实现：
3、本专利技术提供一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散模拟方法，包括以下步骤：
4、步骤1、通过增强现实眼镜获取模拟火灾场景中火焰与烟气视觉信息以及真实空间场景的视觉信息；
5、步骤2、将获取的视觉数据发送至数据控制中枢进行火灾场景计算和场景数据处理，得到火灾场景中声音、风速、嗅觉、温度、热辐射和负荷多种物理特征体感数据，将所述物理特征体感数据进行表达，使佩戴人员获得真实火灾的感受。
6、所述步骤2具体包括：
7、步骤21、将声音、风速、嗅觉、温度、热辐射数据发送至火灾交互头盔中，使佩戴人员感受到火场的声音，热空气的风速，烟气的味道，火焰燃烧的温度和热辐射的强度；
8、步骤22、将温度数据发送至火灾交互手套中，通过手套内置的触觉反馈装置将温度信息转化为触觉反馈，使佩戴人员通过触觉感受到火灾场景中触碰到障碍物的温度变化；
9、步骤23、将负荷数据发送至火灾交互护具中，使佩戴人员在火灾疏散过程中的疲劳感受到身体负荷和疲劳。
10、当所述增强现实眼镜获取的视觉信息发生变化时，所述数据控制中枢调节多种物理特征体感数据，并实时反馈至火灾交互头盔、火灾交互手套和火灾交互护具中。
11、第三方面，本专利技术一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散可穿戴系统，包括，
12、增强现实眼镜：用以模拟火灾场中火焰与烟气视觉信息以及真实空间场景的视觉信息；
13、火灾交互头盔：用于接收提供火灾疏散场景下多种感官信号，包括声音、风速、嗅觉、温度、热辐射的物理特征体感；
14、火灾交互手套：用于在火灾疏散增强现实体验过程中实现温度感知、触觉和场景互动；
15、火灾交互护具：用于佩戴在肘部、膝盖关节部位，实现不同阻力调节以模拟佩戴人员的疲劳感受；
16、数据控制中枢分别与增强现实眼镜、火灾交互头盔、火灾交互手套和火灾交互护连接，所述数据控制中枢用于计算增强现实眼镜获取的视觉信息，得到火灾场景中声音、风速、嗅觉、温度、热辐射和负荷多种物理特征体感数据，并将所述物理特征体感数据发送至增强现实眼镜、火灾交互头盔、火灾交互手套和火灾交互护，使佩戴人员感受到真实的火场场景。
17、所述火灾交互头盔设有一眼镜接口，所述增强现实眼镜通过所述眼镜接口固定在所述火灾交互头盔上。
18、所述火灾交互头盔包括声音模块、通风模块、气味模块、温度模块和热辐射模块。
19、所述声音模块的数量为2个；所述通风模块、温度模块和热辐射模块的数量均为3个，所述气味模块的数量为1个。
20、所述声音模块设置在所述火灾交互头盔的耳朵位置。
21、所述通风模块、温度模块和热辐射模块依次设置在所述火灾交互头盔上。
22、所述气味模块设置在所述火灾交互头盔的鼻子位置。
23、与现有技术相比，本专利技术具有以下有益效果：
24、一、基于增强现实的火灾场景：本专利技术利用增强现实技术，人员可以清晰从增强现实眼镜看到火灾，如：火势蔓延和烟气扩散等情况。同时，增强现实眼镜也允许人员看到真实空间中的建筑结构、人员位置和逃生通道等重要信息，真实感更强。
25、二、火灾场景的体验真实：本专利技术集合了各种火灾物理信息收集、分析、表达模块，可根据体验者虚拟漫游不同方位实现火灾虚拟现实场景内视觉、音响、温度、热辐射、通风、压力、嗅觉、振动等各种火灾信息的感知，加强火灾场景的真实性体验。
26、三、支持火灾场景互动：本专利技术可实现体现者与本文档来自技高网...
【技术保护点】
1.一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散方法，其特征在于，当所述增强现实眼镜获取的视觉信息发生变化时，所述数据控制中枢调节多种物理特征体感数据，并实时反馈至火灾交互头盔、火灾交互手套和火灾交互护具中。
4.一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散可穿戴系统，其特征在于，包括，
5.根据权利要求4所述的一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散可穿戴系统，所述火灾交互头盔设有一眼镜接口，所述增强现实眼镜通过所述眼镜接口固定在所述火灾交互头盔上。
6.根据权利要求5所述的一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散可穿戴系统，所述火灾交互头盔包括声音模块、通风模块、气味模块、温度模块和热辐射模块。
7.根据权利要求6所述的一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散可穿戴系统，所述声音模块的数量为2个；所述通风模块、
8.根据权利要求6所述的一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散可穿戴系统，所述声音模块设置在所述火灾交互头盔的耳朵位置。
9.根据权利要求6所述的一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散可穿戴系统，所述通风模块、温度模块和热辐射模块依次设置在所述火灾交互头盔上。
10.根据权利要求6所述的一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散可穿戴系统，所述气味模块设置在所述火灾交互头盔的鼻子位置。
...【技术特征摘要】
1.一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散模拟方法，其特征在于，包括以下步骤：
2.根据权利要求1所述的一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散方法，其特征在于，所述步骤2具体包括：
3.根据权利要求2所述的一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散方法，其特征在于，当所述增强现实眼镜获取的视觉信息发生变化时，所述数据控制中枢调节多种物理特征体感数据，并实时反馈至火灾交互头盔、火灾交互手套和火灾交互护具中。
4.一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散可穿戴系统，其特征在于，包括，
5.根据权利要求4所述的一种基于人机实时多通道的增强现实火灾疏散可穿戴系统，所述火灾交互头盔设有一眼镜接口，所述增强现实眼镜通过所述眼镜接口固定在所述火灾交互头盔上。
6.根据权利要求5所述的一...
【专利技术属性】
技术研发人员：闫治国，张予馨，朱合华，冯守中，沈奕，
申请(专利权)人：同济大学，
类型：发明
国别省市：
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