CN107665277B - 基于bim的vr体验系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于BIM的VR体验系统，解决了无法使参加者有身临其境之感，进而导致在出现灾难的时候，参加者无法冷静的做出相应的判断，大大提高了参加人员在现实灾难出现时出现意外的可能性的问题，其技术方案要点是：所述终端处理装置建立BIM模型文件并读取BIM模型文件以建立灾难场景；所述VR装置获取用户的动作信号并读取用户的动作信号以转换为场景视角信号；所述终端处理装置接合BIM模型文件建立的灾难场景和场景视角信号建立最终视角模型，并将最终视角模型信号输出至VR装置供体验者观察，本发明的一种基于BIM的VR体验方法，能够使参加者较好的体验灾难的情况，降低了参加人员在现实灾难出现时出现意外的可能性。

Description

基于BIM的VR体验系统

技术领域

本发明涉及一种建筑信息模型领域，特别涉及一种基于BIM的VR体验系统。

背景技术

BIM的中文翻译是建筑信息模型，BIM技术是一种应用于工程设计建造管理的数据化工具，通过参数模型整合各种项目的相关信息，从而以这个数字信息模型作为各个建筑项目的基础，去做各个相关工作。

在隧道、高楼等工程建设施工前和过程中，经常需要对工程的建设施工效果进行评估或优化、火灾逃生或坠落等安全事故的演练等。

现有技术条件下，只能进行纸上谈兵式的演练或评估，无法使参加者有身临其境之感，进而导致在出现灾难的时候，参加者无法冷静的做出相应的判断，大大提高了参加人员在现实灾难出现时出现意外的可能性，还有改进的空间。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于BIM的体验系统，能够使参加者较好的体验灾难的情况，降低了参加人员在现实灾难出现时出现意外的可能性。

本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：

一种基于BIM的VR体验方法，包括建立BIM模型文件并读取BIM模型文件以建立灾难场景的终端处理装置、与终端处理装置相互通信并获取用户的动作信号并读取用户的动作信号以转换为场景视角信号的VR装置；

终端处理装置接合BIM模型文件建立的灾难场景和场景视角信号建立最终视角模型，并将最终视角模型信号输出至VR装置供体验者观察。

采用上述方案，终端处理装置的设置可根据需要建立各种不同的灾难场景，而与终端处理装置相互连通的VR装置可调取场景视角信号，并结合终端处理装置建立相应的最终视角模型，从而便于体验者在虚拟的空间内体验各种灾难场景，间接提高了体验者在灾难环境时的应对能力，且同时锻炼了体验者的内心，有利于提高体验者在现实出现灾难的时候的存活能力。

作为优选，包括中央处理器、设置于中央处理器内以计算体验者在灾难场景下的逃生时间的计时模块、设置于中央处理器内以用于将计时模块发送的逃生时间和预设的安全时间进行比较的比较模块、设置于中央处理器内且耦接于比较模块的提示模块；

当计时模块所计算的逃生时间超过比较模块预设的安全时间时，所述提示模块进行提示。

采用上述方案，计时模块可对体验者在灾难场景下的逃生时间进行计算，与之配合的，比较模块会将逃生时间和预设的安全时间进行比较以判别此时的逃生时间是否符合要求，而且在逃生时间不符合要求的时候，提示模块会对体验人员进行提示以便于体验人员清楚自己的逃生时间是否符合要求，从而在体验人员的逃生时间不满足条件的时候提高体验人员的警觉性。

作为优选，包括基于逃生的总过程分解为若干步骤的状况下存储每个步骤的正确操作方式的标准步骤数据库、设置于将体验者的逃生过程中分步骤和调取于标准步骤数据库中的对应步骤一一比对中央处理器内的比对模块、以及显示界面；

所述比对模块将逃生过程中与标准步骤数据库中的标准步骤比对失败的步骤于显示界面处显示。

采用上述方案，比对模块的设置可将体验者的逃生过程的每个步骤和标准步骤数据库中的每个标准步骤进行逐一比对，从而确定体验者在逃生过程中哪些步骤不符合规定，并将不符合规定的步骤在显示界面上进行显示，从而有利于体验者自己清楚不符合规定的步骤，在进行到那些不符合规定的步骤的时候可以自己多加注意，避免在这些步骤的过程中犯错，进而从整体上提高了体验者在灾难面前的应对能力。

作为优选，包括存储有每个步骤出错的次数的步骤出错次数数据库、设置于中央处理器内的第一排序模块；

所述第一排序模块以显示界面处所显示的步骤为查询条件于步骤出错次数数据库调取与之对应的出错次数并以出错次数由多至少进行排序，并于显示界面处由上至下显示。

采用上述方案，第一排序模块的设置可调取步骤出错次数数据库中每个步骤对应的出错次数，并能够基于出错次数有多至少的对每个步骤进行排布并在显示界面处进行显示，从而有利于体验者了解哪些步骤出错较多，并在之后的体验过程中去对一些出错较多的步骤进行注意，减少出错，从整体上提高了体验者在灾难面前的应对能力。

作为优选，包括存储有针对每个步骤常见的出错原因的步骤出错原因数据库、设置于中央处理器内的原因显示模块；

原因显示模块以显示界面处所显示的步骤为查询条件于步骤出错原因数据库中调取与之对应的出错原因并于显示界面所列的步骤旁显示对应的出错原因。

采用上述方案，通过原因显示模块的设置可将在显示界面处显示的出错步骤在步骤出错原因数据库中调取相应的原因并在出错步骤旁显示，从而有利于体验者去主动了解这些出错步骤的原因，而在体验者了解清楚出错步骤的原因后，可大大降低之后步骤的出错概率，从整体上提高了体验者在灾难面前的应对能力。

作为优选，包括存储有减少每个步骤出错的建议的建议数据库、设置于中央处理器内的建议显示模块；

建议显示模块以显示界面处所显示的步骤为查询条件于建议数据库中调取与之对应的建议并于显示界面所列的步骤旁显示对应的建议。

采用上述方案，与原因显示模块类似的，建议显示模块的设置可将在显示界面处显示的出错步骤在步骤出错原因数据库中调取相应的建议并在出错步骤旁显示，从而有利于体验者清楚如何去减少这些步骤出错的次数，从而渗透于体验过程中，从整体上提高了体验者在灾难面前的应对能力。

作为优选，包括设置于中央处理器内的智能调整模块；

智能调整模块调取步骤出错次数数据库中的每个步骤的出错次数并以出错次数由多至少对所有的步骤由上至下排序，并以每个步骤的时间在体验时间中的占比由上至下降低每个步骤的占比。

采用上述方案，智能调整模块的设置可根据步骤的出错情况，对应性的对出错较多的步骤提高体验时间，而对出错较少的步骤减少相应的体验时间，综上，提高了时间的利用率，从整体上提高了体验者在灾难面前的应对能力。

作为优选，包括存储有该场景中灾难在不同月份的发生次数的灾难发生月份统计数据库、设置于中央处理器内的第二排序模块、设置于中央处理器内的体验时间调整模块；第二排序模块调取灾难发生月份数据库中灾难在不同月份的发生次数并以灾难的发生次数由多至少对所对应的月份由上至下排序；体验时间调整模块以第二排序模块对灾难的由上至下的排序，由上至下降低该月份的体验时间。

采用上述方案，以灾难发生月份统计数据库以及第二排序模块可依据灾难在每个月的发生次数进行排序，从而有重点的对体验人员加强体验时间，这样即使灾难在发生次数较多的月份发生的时候，体验人员也会由于在这些时间段增加了体验时间，可大大增强应对灾难的能力。

作为优选，包括提醒模块，所述提醒模块基于体验时间调整模块所调整的每个月体验时间，均匀分配每个月的体验时间，并于体验时间到的时候对体验人员进行提醒。

采用上述方案，提醒模块的设置可对体验者按照时间均匀分隔提醒，从而避免体验者时间分配不均，以至于在某一个时间段锻炼太多时间，导致在一些时间段疏忽了体验，因此提醒模块的设置可从整体上提高体验者在灾难面前的应对能力

作为优选，包括存储有所有体验者所在楼层数以及与之对应的身份信息的所住楼层数据库、设置于中央处理器内以楼层由高至低的顺序减少体验时间并进行存储的智能时间调整数据库、身份识别调取模块；

所述身份识别调取模块用于识别体验者的身份并以生成的身份信息于所住楼层数据库中调取与之对应的楼层数，并以该楼层数于智能时间调整数据库中调取出对应的体验时间。

采用上述方案，智能时间调整数据库的设置可针居住的楼层情况设置相应的体验时间，而身体识别调取模块的设置可在楼层数据库中调取与体验者对应的楼层数，而且以楼层数在智能时间调整数据库中调取相应的体验时间，综上，有利于根据每个人所住楼层的高低情况相应的调节体验时间，合理的根据跟人情况提高了体验者在灾难面前的体验能力。

综上所述，本发明具有以下有益效果：

1、通过标准步骤数据库、比对模块、显示界面、以及步骤出错次数数据库和第一排序模块的设置，可根据步骤出错的次数情况对步骤进行合理排序，有利于用户及时的了解到哪些步骤出错比较严重。

2、通过步骤出错原因数据库、原因显示模块、以及建议数据库和建议显示模块的设置，可根据显示界面处显示的步骤显示相应的原因和建议，有利于体验者知道之后在体验过程中如何去做的更好。

3、通过灾难发生月份统计数据库、第二排序模块、体验时间调整模块，可根据月份情况定义出用户的体验时间，而再结合智能调整模块，可对每个用户的体验时间中的每个步骤的体验时间做出进一步的限定。

附图说明

图1为基于BIM的VR体验系统的用户体验逻辑框图；

图2为由计时模块、比较模块、提示模块构成的逻辑框图；

图3为由标准步骤数据库、比对模块、显示界面、建议显示模块、建议数据库、原因显示模块、步骤原因数据库、第一排序模块、步骤出错次数数据库构成的逻辑框图；

图4为灾难发生月份统计数据库、第二排序模块、提醒模块、以及智能调整模块的逻辑框图；

图5为所住楼层数据库、身份识别模块、智能时间调整数据库、智能调整模块的逻辑框图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明作进一步详细说明。

如图1所示，本实施例公开的一种基于BIM的VR体验方法，包括终端处理装置和与之通信的VR装置，包括：终端处理装置，建立BIM模型文件并读取BIM模型文件以建立灾难场景；VR装置，获取用户的动作信号并读取用户的动作信号以转换为场景视角信号；终端处理装置接合BIM模型文件建立的灾难场景和场景视角信号建立最终视角模型，并将最终视角模型信号输出至VR装置供体验者观察。

以发生火灾为例，本发明可以模拟火灾情况下周围的环境情况，不仅能够过测试BIM中所设计的消防方案是否满足要求，还能进行火灾情况下参与者如何进行逃离。

如图2所示，一种基于BIM的VR体验系统中的终端处理装置包括中央处理器，中央处理器包括用于计算体验者在灾难场景下的逃生时间的计时模块3、用于将计时模块3发送的逃生时间和预设的安全时间进行比较的比较模块4、以及耦接于比较模块4且在出现逃生时间超过预设的安全时间时对体验者进行提示的提示模块5，此处的提示模块5不局限于发光、发声的形式，还可通过短信装置发送短信的方式进行提示。

基于上述设置可以对体验人员的逃生时间进行模拟，进一步的为保证体验人员在体验过程，保持步骤的正确性，减少意外的发生，有以下设置。

如图3所示，基于BIM的VR体验系统还包括基于逃生的总过程分解为若干步骤的状况下存储每个步骤的正确操作方式的标准步骤数据库6、显示界面8，所述中央处理器包括用于将体验者的逃生过程中分步骤和调取于标准步骤数据库6中的对应步骤一一比对的比对模块7；所述显示界面8用于显示逃生过程的步骤中与标准步骤不一致的步骤，例如在火灾过程中，因为火灾会产生大量二氧化碳气体,人呼入过多的二氧化碳会窒息，一般二氧化碳气体会悬浮在空间的顶部，故火灾发生时,人要用湿毛巾捂住口鼻防止吸入过量二氧化碳,弯腰尽量将身体口鼻部位降低,有利于逃生，所以用湿毛巾捂住口鼻防止吸入大量的二氧化碳气体，同时弯腰尽量将身体口鼻部位降低是标准步骤数据库中的步骤，而如果此时人在操作过程中只是将身体口鼻部位降低，而未将湿毛巾捂住口鼻，此时即表示逃生步骤不符合标准步骤数据库的步骤。

基于以上设置可方便体验人员了解在体验过程中那些步骤还不够准确，进而在以后在体验过程中将这些步骤做到位。

此外，基于BIM的VR体验系统还包括存储有每个步骤出错的次数的步骤出错次数数据库9、第一排序模块10，所述第一排序模块10以显示界面8处所显示的步骤为查询条件于步骤出错次数数据库9调取与之对应的出错次数并以出错次数由多至少进行排序，并于显示界面8处由上至下显示，基于以上设置可智能化的根据体验人员常犯错误的步骤相应的增加体验时间，进一步保证了体验人员在体验过程中减少相应的错误。

进一步的，基于BIM的VR体验系统还包括存储有针对每个步骤常见的出错原因的步骤出错原因数据库11、以及原因显示模块12；原因显示模块12，设置于中央处理器内，以显示界面8处所显示的步骤为查询条件于步骤出错原因数据库11中调取与之对应的出错原因并于显示界面8所列的步骤旁边显示对应的出错原因。

类似的，基于BIM的VR体验系统还包括存储有减少每个步骤出错的建议的建议数据库13、以及建议显示模块14，所述建议显示模块14设置于中央处理器内，以显示界面8处所显示的步骤为查询条件于建议数据库13中调取与之对应的建议并于显示界面8所列的步骤旁边显示对应的建议。

在上述设置的基础上，有利于用户了解此时出错步骤的原因以及给到的一些建议，有利于体验人员在了解出错原因以及给到的一些建议，在之后的体验过程中了解如何去解决这些问题。

上述针对步骤的具体过程如下：

S1、首先通过比对模块7调取标准步骤数据库6中的所有步骤和体验者在逃生过程中的步骤进行一一比对。

S2、在显示界面8处显示比对不上的步骤，此时第一排序模块10以这些比对不上的步骤为查询条件于步骤出错次数数据库9调出这些步骤的出错次数并根据出错次数进行排序。

S3、原因显示模块12以比对不上的步骤为查询条件于步骤出错原因数据库11中调取对应的原因并于对应步骤的旁边显示，同步的，建议显示模块14以比对不上的步骤为查询条于建议数据库13中调出这些步骤出粗时的建议并于步骤的旁边显示。

如图4所示，进一步的，基于BIM的VR体验系统还包括智能调整模块15，智能调整模块15设置于中央处理器内，调取步骤出错次数数据库9中的每个步骤的出错次数并以出错次数由多至少对所有的步骤由上至下，并以每个步骤的时间在体验时间中的占比由上至下降低每个步骤的占比，有利于对体验者基于体验步骤的出错情况主动的做出相应的规划，进而对体验者对如何提升自己的临时应对能力具有较好的作用。

此外，基于BIM的VR体验系统包括存储有该场景中灾难在不同月份的发生次数的灾难发生月份统计数据库16、设置于中央处理器内以调取灾难发生月份数据库中灾难在不同月份的发生次数并以灾难的发生次数由多至少对月份由上至下排序的第二排序模块17、以及设置于中央处理器内以第二排序模块17对灾难的由上至下的排序，由上至下降低该月份的体验时间的体验时间调整模块18，基于上述设置可对体验时间进行较好的调控，有效增加在灾难频发的月份里增加体验时间，从而进一步避免了体验者在灾难真实发生的时候出现意外。

除了上述设置，由于用户无法及时的获知何时进行体验，1基于BIM的VR体验系统还包括提醒模块22，提醒模块22基于体验时间调整模块18所调整的每个月体验时间，均匀分配每个月的体验时间，并于体验时间到的时候对体验人员进行提醒。

再者，基于BIM的VR体验系统包括存储有所有体验者所在楼层数以及与之对应的身份信息的所住楼层数据库19、设置于中央处理器内以楼层由高至低的顺序减少体验时间并进行存储的智能时间调整数据库20、以及身份识别调取模块，所述身份识别调取模块用于识别体验者的身份并以生成的身份信息于所住楼层数据库19中调取与之对应的楼层数，并以该楼层数于智能时间调整数据库20中调取出对应的体验时间，身份识别的方式可以是虹膜识别、指纹识别等，基于上述设置可结合体验者的所住的楼层相应的调整体验时间，例如，对住在高层的体验者增加了体验时间，由于住在高层在出现灾难的时候出意外的可能性高于住在低楼层的体验者，从而通过该设置可以统筹兼顾的安排好所有楼层人的体验时间，并且基于智能调整模块15可合理分配相应步骤的时间。

具体体验时间调整过程如下：

S1、通过智能调整模块15可初步根据步骤出错次数数据库9中所有步骤的出错次数，对出错次数较多的步骤分配更多的时间，而对出错次数较少或基本不出错的步骤分配较少的时间。

S2、进一步在通过第二排序模块17调取灾难发生月份统计数据库16中灾难的发生次数进行排序，从而对发生灾难发生次数的月份分配较多的体验时间，而针对灾难发生次数较少的月份分配较少的体验时间。

S3、为避免体验人员在体验过程中忘记去体验，通过提醒模块22可对体验人员进行定期的提醒。

本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (8)

1.一种基于BIM的VR体验系统，其特征在于,包括建立BIM模型文件并读取BIM模型文件以建立灾难场景的终端处理装置、与终端处理装置相互通信并获取用户的动作信号并读取用户的动作信号以转换为场景视角信号的VR装置；

终端处理装置接合BIM模型文件建立的灾难场景和场景视角信号建立最终视角模型，并将最终视角模型信号输出至VR装置供体验者观察；

包括存储有减少每个步骤出错的建议的建议数据库、设置于中央处理器内的建议显示模块；建议显示模块以显示界面处所显示的步骤为查询条件于建议数据库中调取与之对应的建议并于显示界面所列的步骤旁显示对应的建议；

包括存储有所有体验者所在楼层数以及与之对应的身份信息的所住楼层数据库、设置于中央处理器内以楼层由高至低的顺序减少体验时间并进行存储的智能时间调整数据库、身份识别调取模块；

所述身份识别调取模块用于识别体验者的身份并以生成的身份信息于所住楼层数据库中调取与之对应的楼层数，并以该楼层数于智能时间调整数据库中调取出对应的体验时间。

2.根据权利要求1所述的基于BIM的VR体验系统，其特征在于，包括中央处理器、设置于中央处理器内以计算体验者在灾难场景下的逃生时间的计时模块、设置于中央处理器内以用于将计时模块发送的逃生时间和预设的安全时间进行比较的比较模块、设置于中央处理器内且耦接于比较模块的提示模块；

当计时模块所计算的逃生时间超过比较模块预设的安全时间时，所述提示模块进行提示。

3.根据权利要求2所述的基于BIM的VR体验系统,其特征在于，包括基于逃生的总过程分解为若干步骤的状况下存储每个步骤的正确操作方式的标准步骤数据库、设置于将体验者的逃生过程中分步骤和调取于标准步骤数据库中的对应步骤一一比对中央处理器内的比对模块、以及显示界面；

所述比对模块将逃生过程中与标准步骤数据库中的标准步骤比对失败的步骤于显示界面处显示。

4.根据权利要求3所述的基于BIM的VR体验系统，其特征在于，包括存储有每个步骤出错的次数的步骤出错次数数据库、设置于中央处理器内的第一排序模块；

所述第一排序模块以显示界面处所显示的步骤为查询条件于步骤出错次数数据库调取与之对应的出错次数并以出错次数由多至少进行排序，并于显示界面处由上至下显示。

5.根据权利要求4所述的基于BIM的VR体验系统，其特征在于，包括存储有针对每个步骤常见的出错原因的步骤出错原因数据库、设置于中央处理器内的原因显示模块；

原因显示模块以显示界面处所显示的步骤为查询条件于步骤出错原因数据库中调取与之对应的出错原因并于显示界面所列的步骤旁显示对应的出错原因。

6.根据权利要求4所述的基于BIM的VR体验系统，其特征在于，包括设置于中央处理器内的智能调整模块；

智能调整模块调取步骤出错次数数据库中的每个步骤的出错次数并以出错次数由多至少对所有的步骤由上至下排序，并以每个步骤的时间在体验时间中的占比由上至下降低每个步骤的占比。

7.根据权利要求6所述的基于BIM的VR体验系统，其特征在于，包括存储有该场景中灾难在不同月份的发生次数的灾难发生月份统计数据库、设置于中央处理器内的第二排序模块、设置于中央处理器内的体验时间调整模块；

第二排序模块调取灾难发生月份数据库中灾难在不同月份的发生次数并以灾难的发生次数由多至少对所对应的月份由上至下排序；体验时间调整模块以第二排序模块对灾难的由上至下的排序，由上至下降低该月份的体验时间。

8.根据权利要求7所述的基于BIM的VR体验系统，其特征在于，包括提醒模块，所述提醒模块基于体验时间调整模块所调整的每个月体验时间，均匀分配每个月的体验时间，并于体验时间到的时候对体验人员进行提醒。

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