CN108122436A - 基于虚拟现实和增强现实技术的防化医学应急救援训练平台及其用途 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于虚拟现实技术和增强现实技术的防化医学应急救援模拟训练VR实训平台及其用途。该训练平台由硬件部分和软件部分组成，硬件部分包括：主控台，VR显示装置、可穿戴计算机系统、人体传感器，仿真侦检器及洗消器、仿真急救器械、触觉反馈垫，机身、LED屏显和环幕投影VR显示设备；所述的软件部分包括互联网数据系统，防化医学知识教学及预案系统、防化医学应急救援训练、考核、毒剂泄露扩散模拟、防护、侦检、洗消、急救仿真模拟和上位机软件、操作电控系统、VR头显和VR服务器。本发明体验平台集教学、训练、模拟实战、考核与科研等为一体，具有沉浸体验感强、操作安全、支持多人同时参与体验的特点。

Description

基于虚拟现实和增强现实技术的防化医学应急救援训练平台 及其用途

技术领域

本发明属虚拟现实、人工智能领域，涉及基于虚拟现实技术和增强现实技术及人工智能技术应用的防化医学应急救援模拟训练体验VR实训平台，及其在防化医学应急救援中的学习、训练与考核评估中的应用。

背景技术

化学毒剂的毒性作用迅速，救治困难，如何在染毒后第一时间实施有效的洗消与救治关乎染毒人员的生命安全。防化医学应急救援训练是确保化学毒剂染毒后实施有效处置的根本条件。

由于实毒训练难度较大，很少接触实毒，训练水平和效果很难保证，导致官兵实战意识不强，加之未来战场对参战士兵的作战能力提出了更高要求，仅靠开展实毒训练已难以满足应急救援需求。

本发明通过建立沉浸式虚拟仿真训练平台开展单兵训练，沉浸式虚拟仿真训练与传统虚拟游戏训练系统不同，不再通过鼠标和键盘操作，而让士兵完全沉浸在逼真的战场虚拟环境中开展训练，以最大限度贴近实训，在提升训练效果的同时，又能有效避免训练伤亡，并节省训练费用。

发明内容

1.本发明旨在提供基于虚拟现实技术和增强现实技术应用的防化医学应急救援模拟训练体验VR实训平台。

2.本发明的另一个目的是提供所述基于虚拟现实技术和增强现实技术应用的防化医学应急救援模拟训练体验VR实训平台的实现方法。

3.本发明的再一个目的是提供所述防化医学应急救援模拟训练体验VR实训平台的学习、训练、考核评估的用途。

在本发明的第一方面，提供了基于虚拟现实技术和增强现实技术应用的防化医学应急救援模拟训练体验VR实训平台，由硬件部分和软件部分组成。硬件部分包括：VR显示装置、可穿戴计算机系统、人体传感器，仿真侦检器、仿真洗消器、仿真医疗急救器械、触觉反馈垫，机身、LED屏显和环幕投影VR显示设备。软件部分包括数字游戏系统。所述的软件部分包括互联网数据系统，防化医学教学系统、防化医学应急救援训练软件，防化医学应急救援考核软件，防化医学救援预案系统，化学毒剂泄露扩散模拟软件，防护仿真模拟软件，侦检仿真模拟软件，洗消仿真模拟软件、急救仿真模拟软件，上位机软件、操作电控系统、VR头显和VR服务器。

在另一优选例中，基于虚拟现实技术应用的防化医学应急救援模拟训练体验VR实训平台，提供了化工厂、化工仓库、CBD商场、地铁、机场、学校、体育馆、公园大型公共场所三维场景中的虚拟侦检、虚拟防护、虚拟洗消和虚拟急救训练。

在另一优选例中，所述的基于虚拟现实技术应用的防化医学应急救援模拟训练体验VR实训平台，提供了化学毒剂医学防护知识教学、学习、防化医学应急救援预案和考核评估软件。

在本发明的第二方面，它提供了一种如上述的所述防化医学应急救援模拟训练体验VR实训平台的核心技术，就是利用虚拟现实技术，三维图形技术，人工智能技术和预案驱动技术，能够真实还原被模拟的应急处置场景环境以及事件发生的过程，为受训人员提供交互式、沉浸式的训练环境。

在本发明的第三方面，它提供了一种如上述的所述防化医学应急救援模拟训练体验VR实训平台在防化医学应急救援的医学防护知识的学习、训练、考核评估的用途。

据此，本发明提供了一种基于虚拟现实技术和增强现实技术应用的防化医学应急救援模拟训练VR实训平台，通过建立沉浸式虚拟仿真训练环境开展防化医学应急救援训练，在提升训练效果的同时，又能有效避免训练伤亡，并节省训练费用。集教学、训练、模拟实考核与科研等为一体，具有体验感强、操作安全、支持多人同时参与体验的特点；显著提升应急救援人员的训练水平、快速反应和应急处置能力。

实施例1 虚拟侦检训练系统

受训人员穿着防护服和佩戴防毒面具，手持军用毒剂侦检仪，佩戴VR显示装置，在虚拟的化工仓库三维场景中以虚拟人物的形态对染毒区内的确定染毒人员和疑似染毒人员进行毒剂侦检。

实施例2 虚拟防护系统

受训人员佩戴VR显示装置，在虚拟的地铁三维场景中进行防护服和防毒面具的穿戴训练。具体程序如下：打开塑料袋，取出防毒服；先穿裤子，在密闭裤子的门襟时，先将内门襟向右拉平整，采用自下而上密合的顺序。再穿上衣，在密闭上衣的门襟时，先将内门襟向右拉平整，把拉链向上拉至劲部，按上尼龙搭扣。

实施例3 虚拟洗消系统

受训人员佩戴VR显示装置，在虚拟的机场三维场景中进行洗消帐篷内的洗消训练，先对伤员衣服上的可见毒剂液滴利用军用毒剂消毒包洗消，然后脱去衣服，对伤口采取次氯酸钠洗消后，进行全身淋浴洗消。

实施例4 虚拟救治系统

受训人员佩戴VR显示装置，在虚拟的CBD商场三维场景中进行医学分类，将伤员分为濒临死亡、重度伤员、中度伤员和轻伤员，对于神经性毒剂中毒重度伤员给予急救注射针后，脱离染毒区后，进行军用毒剂消毒包洗消，并根据具体伤情采取止血、心肺复苏，骨折伤员安置固定等急救措施。

实施例5 虚拟学习系统

受训人员可以进行自主学习，借助防化医学防护知识电子手册，智能讲解，分步提示等模块指导学习训练过程，系统根据学员的理论知识的考核和运用、受训人员的事件处置的反应等指标进行考核评分。

实施例6 防化医学应急救援环幕投影VR实验室

采用多台投影机组合而成的多通道大屏幕展示系统，它比普通的标准投影系统具备更大的显示尺寸、更宽的视野、更多的显示内容、更高的显示分辨率，以及更具冲击力和沉浸感的视觉效果。

Claims (12)

1.一种基于虚拟现实技术和增强现实技术应用的防化医学应急救援训练VR实训平台，由硬件部分和软件部分组成。

2.如权利要求1所述的防化医学应急救援训练VR实训平台，其硬件部分包括：VR显示装置、可穿戴计算机系统、人体传感器、仿真侦检器、仿真洗消器、仿真医疗急救器械、触觉反馈垫、机身、LED屏显和环幕投影VR显示设备。

3.如权利要求1所述的防化医学应急救援训练VR实训平台，软件部分包括互联网数据系统，防化医学教学系统、防化医学应急救援训练软件，防化医学应急救援考核软件，防化医学救援预案系统，化学毒剂泄露扩散软件，防护仿真软件，侦检仿真软件，洗消仿真软件、急救仿真软件，上位机软件、操作电控系统、VR头显和VR服务器。

4.如权利要求1所述的防化医学应急救援训练体验VR实训平台，其特征在于具有防化医学知识的学习、训练、考核评估功能。

5.如权利要求1所述的防化医学应急救援训练VR实训平台，其特征在于包括虚拟防护训练系统，虚拟侦检训练系统，虚拟洗消训练系统，虚拟救治及手术训练系统。

6.如权利要求5所述的防化医学应急救援训练VR实训平台，虚拟防护训练系统包括下列防护的一种或几种：A级、B级、C级防护和化学毒剂皮肤防护膏的防护。

7.如权利要求5所述的防化医学应急救援训练VR实训平台，虚拟侦检训练系统包括下列侦检手段的中的一种或几种：手持式军事毒剂侦检仪、侦毒管、防化医学检毒箱、防化侦察车和检验车、胆碱酯酶测定试剂盒的现场侦检和实验室侦检。

8.如权利要求5所述的防化医学应急救援训练VR实训平台，虚拟洗消训练系统包括下列洗消的一种或几种：军用毒剂消毒包，RSDL，迪辐特灵，去氟灵，六氟灵，敌腐特灵，三合二，次氯酸钠进行的紧急洗消以及救援人员、轻伤员、重伤员在洗消走廊内实施的洗消剂洗消和淋浴洗消。

9.如权利要求5所述的防化医学应急救援训练VR实训平台，虚拟救治系统包括染毒人员和疑似染毒人员的分类、急救、后送及院后救治。

10.如权利要求5所述的虚拟救治系统，包括下列毒剂中的一类或几类毒剂的中毒救治：神经性毒剂、全身中毒性毒剂、糜烂性毒剂、窒息性毒剂、失能性毒剂、刺激性毒剂、生物毒素中毒的急救和复合伤的救治。

11.如权利要求1所述的防化医学应急救援训练VR实训平台，防化救援三维训练场景包括以下的一种或几种：石化工厂、化工仓库、CBD商场、地铁、机场、学校、体育馆、公园、火箭发射场等场景。

12.如权利要求1所述的防化医学应急救援训练VR实训平台，系统架构灵活，开放，极具扩展性；通过互联网技术与多套训练系统集成，软硬件无缝升级，阶梯型功能扩展。软硬件采用标准化配置和创新一体化集成式箱体机械结构的模块化组合，通过预留标准接口实现产品模块的阶梯型功能扩展，可以按需组合，自由升级。