CN106548676A - 一种基于vr技术的校园消防演练模拟场景系统 - Google Patents
一种基于vr技术的校园消防演练模拟场景系统 Download PDFInfo
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Abstract
本发明公开了一种基于VR技术的校园消防演练模拟场景系统,包括VR设备、动作采集单元、状态采集单元、数据处理与控制单元、报警模块、充电模块、触屏显示器、储存模块、操作反馈模块和结果反馈模块,该消防演练模拟场景系统,能够让学生切身体验消防过程,并能够在模拟场景中,进行消防练习,提高消防灭火技能和快速反应能力,切实做好火灾预防措施,做到常备不懈,采用VR模拟技术取代真实模拟,避免造成不必要的危险,同时也能够让学生有更加真实的感受,达到演练的目的。
Description
技术领域
本发明涉及一种消防演练模拟场景系统,具体是一种基于VR技术的校园消防演练模拟场景系统,属于VR模拟技术领域。
背景技术
在各种灾害中,火灾是一种最为普遍、威胁也较大的主要灾害,校园作为人口密集的地方,消防经常会在学校组织消防演练,以教授学生应对火灾的一些基本措施,提高学生们的安全意识,目前,公知的消防演练均在实体的场地上进行,存在准备周期长、成本高、对不同建筑物针对性不足等缺点,在演练时也存在一定安全隐患,由于是实体演练,不仅会对校园内的一些公共设施造成损害,也会带来环境污染,同时未经训练的学生很难参与其中,往往只是通过观察消防员的操作动作进行学习,只能学到一些理论上的知识,在实际生活中却并不实用,不能达到很好的学习效果。
发明内容
针对现有技术存在的问题,本发明提供一种基于VR技术的校园消防演练模拟场景系统,该消防演练模拟场景系统,能够让学生切身体验消防过程,并能够在模拟场景中,进行消防练习,提高消防灭火技能和快速反应能力,切实做好火灾预防措施,做到常备不懈,采用VR模拟技术取代真实模拟,避免造成不必要的危险,同时也能够让学生有更加真实的感受,达到演练的目的。
为实现上述目的,本发明的技术方案为:一种基于VR技术的校园消防演练模拟场景系统,所述消防演练模拟场景系统包括:
VR设备,显示系统产生的演练模拟场景,并跟踪演练员的视线轨迹显示相应角度的模拟场景,系统产生的演练模拟场景包括整个校园的建筑物及相应的教室、食堂、操场,还有宿舍楼内的楼道,房间内的床铺、阳台、洗手间等看见的场景;
动作采集单元,用于采集演练员在火灾中所采用的消防动作;
状态采集单元,包括心律传感器、呼吸频率传感器和体温传感器,分别采集演练员演练过程中心律、呼吸频率和体温数据;
数据处理与控制单元,用于控制系统中与其相连的各部分,包括接收数据、处理数据、传输数据、发送控制信号,以保证系统各部分能够正常工作;
报警模块,用于系统故障及异常情况报警,以便于及时处理;
充电模块,用于整个系统各用电部分的供电;
储存模块,用于存储系统运行程序、演练模拟场景、模拟过程的实时记录数据、以及所生成的轨迹数据;
触屏显示器,用于选择系统预存的各类演练场景、自编组合演练场景、实时显示演练模拟过程中的采集数据和反馈数据、回放演练员视角影像及显示系统分析结果;
操作反馈模块,用于产生模拟的消防操作反馈力;
结果反馈模块,用于产生消防后的校园场景;
其演练模拟场景系统包括如下步骤:步骤A、戴上VR设备,系统启动,开始运行自检程序及初始化,如自检通过,整个系统初始化后开始运行,如自检未通过,报警模块的故障灯亮起,并语音提示故障部件及类型,同时触控显示屏显示具体故障部位及解除故障的具体步骤,待故障解除后系统初始化并开始运行;步骤B、通过触控显示屏的人机交互界面,从系统预存的各类演练模拟场景中选择本次演练模拟的具体场景,也可根据需要自由修改具体参数或组合场景,生成自定义的模拟场景,确定选择后,系统开始加载演练模拟程序;
步骤C、头戴式VR设备开始显示系统产生的模拟场景,并跟踪演练员的视线轨迹显示相应角度的场景,同时动作采集单元和状态采集单元开始采集演练员的具体操作和实时状态信息,采集的信息实时传输至数据处理与控制单元;
步骤D、数据处理与控制单元接收到动作采集单元传输的操作数据后,经运算处理后,同时生成三部分控制信号,并分别传输至操作反馈单元、动作反馈单元和头戴式VR设备;
步骤E、模拟结束后,系统根据消防过程中的各项数据为演练员进行综合评分,评分结果及分析结果显示于触控显示屏,通过操作触控显示屏,可以详细查看模拟过程中演练员的各项操作及其具体评分,还可通过回放视角影像详细分析此次模拟的操作行为,通过操作触控显示屏给系统发送“关闭系统”的指令,系统执行系统关闭程序。
优选的,所述步骤A中,头戴式VR设备,还包括眼球跟踪传感器,用于跟踪监测演练员演练过程中的眼部动作及视线轨迹;
优选的,所述步骤C中,动作采集单元设有多个感应装置,对模拟场景中的消防物品进行感应;
优选的,所述步骤D中,数据处理与控制单元与状态采集单元的感应装置相连接,用于分析处理演练员的位置信息;
优选的,所述步骤E中,操作反馈模块与结果反馈模块共同作用对演练员进行综合分析评价。
本发明的有益效果是:该消防演练模拟场景系统,能够让学生切身体验消防过程,并能够在模拟场景中,进行消防练习,提高消防灭火技能和快速反应能力,切实做好火灾预防措施,做到常备不懈,采用VR模拟技术取代真实模拟,避免造成不必要的危险,同时也能够让学生有更加真实的感受,达到演练的目的。
附图说明
图1为本发明监控管理单元设备的结构框图;
图2为本发明整体流程结构示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述。显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例一:
如图1和图2所示:一种基于VR技术的校园消防演练模拟场景系统,所述消防演练模拟场景系统包括:
VR设备,显示系统产生的演练模拟场景,并跟踪演练员的视线轨迹显示相应角度的模拟场景,系统产生的演练模拟场景包括整个校园的建筑物及相应的教室、食堂、操场,还有宿舍楼内的楼道,房间内的床铺、阳台、洗手间等看见的场景;
动作采集单元,用于采集演练员在火灾中所采用的消防动作;
状态采集单元,包括心律传感器、呼吸频率传感器和体温传感器,分别采集演练员演练过程中心律、呼吸频率和体温数据;
数据处理与控制单元,用于控制系统中与其相连的各部分,包括接收数据、处理数据、传输数据、发送控制信号,以保证系统各部分能够正常工作;
报警模块,用于系统故障及异常情况报警,以便于及时处理;
充电模块,用于整个系统各用电部分的供电;
储存模块,用于存储系统运行程序、演练模拟场景、模拟过程的实时记录数据、以及所生成的轨迹数据;
触屏显示器,用于选择系统预存的各类演练场景、自编组合演练场景、实时显示演练模拟过程中的采集数据和反馈数据、回放演练员视角影像及显示系统分析结果;
操作反馈模块,用于产生模拟的消防操作反馈力;
结果反馈模块,用于产生消防后的校园场景;
其演练模拟场景系统包括如下步骤:步骤A、戴上VR设备,系统启动,开始运行自检程序及初始化,自检通过,整个系统初始化后开始运行;步骤B、通过触控显示屏的人机交互界面,从系统预存的各类演练模拟场景中选择本次演练模拟的宿舍场景,确定选择后,系统开始加载演练模拟程序;
步骤C、头戴式VR设备开始显示系统产生的模拟宿舍场景,并跟踪演练员的视线轨迹显示床铺、阳台、洗手间等场景,同时动作采集单元和状态采集单元开始采集演练员的应急操作和信息,采集的信息实时传输至数据处理与控制单元;
步骤D、数据处理与控制单元接收到动作采集单元传输的操作数据后,经运算处理后,同时生成三部分控制信号,并分别传输至操作反馈单元、动作反馈单元和头戴式VR设备;
步骤E、模拟结束后,系统根据消防过程中的各项数据为演练员进行综合评分,评分结果及分析结果显示于触控显示屏,通过操作触控显示屏给系统发送“关闭系统”的指令,系统执行系统关闭程序。
所述步骤A中,头戴式VR设备,还包括眼球跟踪传感器,用于跟踪监测演练员演练过程中的眼部动作及视线轨迹,所述步骤C中,动作采集单元设有多个感应装置,对模拟场景中的消防物品进行感应,所述步骤D中,数据处理与控制单元与状态采集单元的感应装置相连接,用于分析处理演练员的位置信息,所述步骤E中,操作反馈模块与结果反馈模块共同作用对演练员进行综合分析评价。
实施例二:
一种基于VR技术的校园消防演练模拟场景系统,所述消防演练模拟场景系统包括:
VR设备,显示系统产生的演练模拟场景,并跟踪演练员的视线轨迹显示相应角度的模拟场景,系统产生的演练模拟场景包括整个校园的建筑物及相应的教室、食堂、操场,还有宿舍楼内的楼道,房间内的床铺、阳台、洗手间等看见的场景;
动作采集单元,用于采集演练员在火灾中所采用的消防动作;
状态采集单元,包括心律传感器、呼吸频率传感器和体温传感器,分别采集演练员演练过程中心律、呼吸频率和体温数据;
数据处理与控制单元,用于控制系统中与其相连的各部分,包括接收数据、处理数据、传输数据、发送控制信号,以保证系统各部分能够正常工作;
报警模块,用于系统故障及异常情况报警,以便于及时处理;
充电模块,用于整个系统各用电部分的供电;
储存模块,用于存储系统运行程序、演练模拟场景、模拟过程的实时记录数据、以及所生成的轨迹数据;
触屏显示器,用于选择系统预存的各类演练场景、自编组合演练场景、实时显示演练模拟过程中的采集数据和反馈数据、回放演练员视角影像及显示系统分析结果;
操作反馈模块,用于产生模拟的消防操作反馈力;
结果反馈模块,用于产生消防后的校园场景;
其演练模拟场景系统包括如下步骤:
步骤A、戴上VR设备,系统启动,开始运行自检程序及初始化,自检未通过,报警模块的故障灯亮起,语音提示故障部件及类型,同时触控显示屏显示具体故障部位及解除故障的具体步骤,故障解除后系统初始化并开始运行;步骤B、通过触控显示屏的人机交互界面,从系统预存的各类演练模拟场景中选择本次演练模拟的教学楼场景,确定选择后,系统开始加载演练模拟程序;
步骤C、头戴式VR设备开始显示系统产生的模拟场景,演练员的视线轨迹显示相应教室、消防栓、安全门等场景,同时动作采集单元和状态采集单元开始采集演练员的具体操作和实时状态信息,采集的信息实时传输至数据处理与控制单元;
步骤D、数据处理与控制单元接收到动作采集单元传输的操作数据后,经运算处理后,同时生成三部分控制信号,并分别传输至操作反馈单元、动作反馈单元和头戴式VR设备;
步骤E、模拟结束后,系统根据消防过程中的各项数据为演练员进行综合评分,评分结果及分析结果显示于触控显示屏,通过操作触控显示屏,可以详细查看模拟过程中演练员的各项操作及其具体评分,通过操作触控显示屏给系统发送“关闭系统”的指令,系统执行系统关闭程序。
所述步骤A中,头戴式VR设备,还包括眼球跟踪传感器,用于跟踪监测演练员演练过程中的眼部动作及视线轨迹,所述步骤C中,动作采集单元设有多个感应装置,对模拟场景中的消防物品进行感应,所述步骤D中,数据处理与控制单元与状态采集单元的感应装置相连接,用于分析处理演练员的位置信息,所述步骤E中,操作反馈模块与结果反馈模块共同作用对演练员进行综合分析评价。
以上所举实施例为本发明的较佳实施方式,仅用来方便说明本发明,并非对本发明作任何形式上的限制,任何所属技术领域中具有通常知识者,若在不脱离本发明所提技术特征的范围内,利用本发明所揭示技术内容所作出局部更动或修饰的等效实施例,并且未脱离本发明的技术特征内容,均仍属于本发明技术特征的范围内。
Claims (5)
1.一种基于VR技术的校园消防演练模拟场景系统,其特征在于,所述消防演练模拟场景系统包括:
VR设备,显示系统产生的演练模拟场景,并跟踪演练员的视线轨迹显示相应角度的模拟场景,系统产生的演练模拟场景包括整个校园的建筑物及相应的教室、食堂、操场,还有宿舍楼内的楼道,房间内的床铺、阳台、洗手间等看见的场景;
动作采集单元,用于采集演练员在火灾中所采用的消防动作;
状态采集单元,包括心律传感器、呼吸频率传感器和体温传感器,分别采集演练员演练过程中心律、呼吸频率和体温数据;
数据处理与控制单元,用于控制系统中与其相连的各部分,包括接收数据、处理数据、传输数据、发送控制信号,以保证系统各部分能够正常工作;
报警模块,用于系统故障及异常情况报警,以便于及时处理;
充电模块,用于整个系统各用电部分的供电;
储存模块,用于存储系统运行程序、演练模拟场景、模拟过程的实时记录数据、以及所生成的轨迹数据;
触屏显示器,用于选择系统预存的各类演练场景、自编组合演练场景、实时显示演练模拟过程中的采集数据和反馈数据、回放演练员视角影像及显示系统分析结果;
操作反馈模块,用于产生模拟的消防操作反馈力;
结果反馈模块,用于产生消防后的校园场景;
其演练模拟场景系统包括如下步骤:步骤A、戴上VR设备,系统启动,开始运行自检程序及初始化,如自检通过,整个系统初始化后开始运行,如自检未通过,报警模块的故障灯亮起,并语音提示故障部件及类型,同时触控显示屏显示具体故障部位及解除故障的具体步骤,待故障解除后系统初始化并开始运行;步骤B、通过触控显示屏的人机交互界面,从系统预存的各类演练模拟场景中选择本次演练模拟的具体场景,也可根据需要自由修改具体参数或组合场景,生成自定义的模拟场景,确定选择后,系统开始加载演练模拟程序;
步骤C、头戴式VR设备开始显示系统产生的模拟场景,并跟踪演练员的视线轨迹显示相应角度的场景,同时动作采集单元和状态采集单元开始采集演练员的具体操作和实时状态信息,采集的信息实时传输至数据处理与控制单元;
步骤D、数据处理与控制单元接收到动作采集单元传输的操作数据后,经运算处理后,同时生成三部分控制信号,并分别传输至操作反馈单元、动作反馈单元和头戴式VR设备;
步骤E、模拟结束后,系统根据消防过程中的各项数据为演练员进行综合评分,评分结果及分析结果显示于触控显示屏,通过操作触控显示屏,可以详细查看模拟过程中演练员的各项操作及其具体评分,还可通过回放视角影像详细分析此次模拟的操作行为,通过操作触控显示屏给系统发送“关闭系统”的指令,系统执行系统关闭程序。
2.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的校园消防演练模拟场景系统,其特征在于:所述步骤A中头戴式VR设备,还包括眼球跟踪传感器,用于跟踪监测演练员演练过程中的眼部动作及视线轨迹。
3.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的校园消防演练模拟场景系统,其特征在于:所述步骤C中动作采集单元设有多个感应装置,对模拟场景中的消防物品进行感应。
4.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的校园消防演练模拟场景系统,其特征在于:所述步骤D中数据处理与控制单元与状态采集单元的感应装置相连接,用于分析处理演练员的位置信息。
5.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的校园消防演练模拟场景系统,其特征在于:所述步骤E中操作反馈模块与结果反馈模块共同作用对演练员进行综合分析评价。
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Legal Events
Date | Code | Title | Description |
---|---|---|---|
PB01 | Publication | ||
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SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20170329 |
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RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |