CN108766083A - 一种虚拟场景和现实场景切换的vr消防体验装置及方法 - Google Patents
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Abstract
一种虚拟场景和现实场景切换的VR消防体验装置，VR头盔具有显示系统、数据处理系统、蓝牙无线模块、摄像头、场景切换模块；每个灭火器具有类型标志、供电电源模块、蓝牙无线模块；显示系统中嵌入与灭火器的类型标志对应的若干个火灾现场场景，显示系统播放一个火灾现场场景，场景切换模块控制摄像头进入现实场景，VR头盔佩戴者从现实场景中选择一个灭火器，场景切换模块控制显示系统进入该火灾现场场景，VR头盔佩戴者来操作灭火器，灭火器的类型标志经蓝牙无线模块传送到数据处理系统，数据处理系统结合该火灾现场场景和所选灭火器的类型标志判断是否正确的灭火器被使用，并针对正确和失败通过显示系统分别展现。还有方法。
Description
技术领域
本发明属于虚拟现实和消防安全的技术领域，具体地涉及一种虚拟场景和现实场景切换的VR消防体验装置，以及采用该装置的方法。
背景技术
根据数据显示，2016年我国共接到火灾报警30余万起，因火灾导致的死亡人数达到了1582人，全年火灾造成的直接财产损失高达37.2亿元。因此，普及灭火器使用方法，提高消防意识的安全教育迫在眉睫。
目前消防培训和灭火体验有如下两种方式：
(1)采用真实火灾和真实灭火器进行培训和灭火体验。这种方式存在安全隐患，同时限于场地，火势控制等限制，不能满足多数人群体验灭火器的使用方法的需求。而且
(2)采用纯粹的VR(Virtual Reality，虚拟现实)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。这种方式虽然没有安全隐患，但是因为没有真实的灭火器，导致体验者无法真实把握灭火器的使用方法和有效灭火方法。一旦火灾来临，面对真实灭火器会惊慌失措，仍然无法正确操作。
申请人经过长期思考和大量试验，研发了一种能够将真实灭火器与VR技术结合的消防体验装置和方法。但是，因为真实情况下火灾的类型多种多样，面对不同类型的火灾(例如，金属品火灾、橡胶制品火灾、油品火灾等)，需要采用特定的灭火器(例如，二氧化碳灭火器主要用来扑灭油品及电气设备的火灾)才能达到扑灭大火、挽救生命和财产的目的。如果使用了错误类型的灭火器，无法达到灭火目的，甚至会加大火势，造成无法挽回的更大损失。为此，在消防体验装置中应该实现面对各种火灾现场，体验者能够正确采用恰当的灭火器的训练目的。
发明内容
本发明的技术解决问题是：克服现有技术的不足，提供一种虚拟场景和现实场景切换的VR消防体验装置,其能够训练体验人员面对各种火灾现场正确采用恰当的灭火器，从而确实地提高了消防培训的作用，同时也降低了消防培训的成本。
本发明的技术解决方案是：这种虚拟场景和现实场景切换的VR消防体验装置，其包括一个VR头盔和若干个灭火器；
VR头盔具有显示系统、数据处理系统、蓝牙无线模块、摄像头、场景切换模块；
每个灭火器具有类型标志、供电电源模块、蓝牙无线模块；
显示系统中嵌入与灭火器的类型标志对应的若干个火灾现场场景，显示系统播放一个火灾现场场景，场景切换模块控制摄像头进入现实场景，VR头盔佩戴者从现实场景中的若干个灭火器选择一个灭火器，场景切换模块控制显示系统进入该火灾现场场景，VR头盔佩戴者来操作灭火器，灭火器的类型标志经蓝牙无线模块传送到数据处理系统，数据处理系统结合该火灾现场场景和所选灭火器的类型标志判断是否正确的灭火器被使用，并针对正确和失败通过显示系统分别展现。
本发明通过显示系统中嵌入与灭火器的类型标志对应的若干个火灾现场场景，显示系统播放一个火灾现场场景，场景切换模块控制摄像头进入现实场景，VR头盔佩戴者从现实场景中的若干个灭火器选择一个灭火器，场景切换模块控制显示系统进入该火灾现场场景，VR头盔佩戴者来操作灭火器，灭火器的类型标志经蓝牙无线模块传送到数据处理系统，数据处理系统结合该火灾现场场景和所选灭火器的类型标志判断是否正确的灭火器被使用，并通过显示系统展现，将虚拟场景与现实场景紧密地结合，既避免了起火灭火的安全隐患，又能够训练体验人员面对各种火灾现场正确采用恰当的灭火器，从而确实地提高了消防培训的作用，同时也降低了消防培训的成本。
还提供了一种虚拟场景和现实场景切换的VR消防体验方法，包括以下步骤：
(1)显示系统中嵌入与灭火器的类型标志对应的若干个火灾现场场景；
(2)显示系统播放一个火灾现场场景；
(3)场景切换模块控制摄像头进入现实场景，VR头盔佩戴者从现实场景中的若干个灭火器选择一个灭火器；
(4)场景切换模块控制显示系统进入该火灾现场场景，VR头盔佩戴者来操作灭火器；
(5)灭火器的类型标志经蓝牙无线模块传送到数据处理系统；
(6)数据处理系统结合该火灾现场场景和所选灭火器的类型标志判断是否正确的灭火器被使用，并通过显示系统展现是则执行步骤(7)，否则执行步骤(8)；
(7)对该火灾现场场景按照灭火流程开始灭火，完成灭火后跳转到步骤(9)；
(8)显示系统播放根据错误灭火器而导致的火灾加重场景；
(9)结束。
附图说明
图1示出了根据本发明的虚拟场景和现实场景切换的VR消防体验装置的结构示意图。
图2示出了根据本发明的采用该虚拟场景和现实场景切换的VR消防体验方法的流程图。
具体实施方式
如图1所示，这种虚拟场景和现实场景切换的VR消防体验装置，其包括一个VR头盔和若干个灭火器(灭火器1、2、3…)；
VR头盔具有显示系统、数据处理系统、蓝牙无线模块、摄像头、场景切换模块；
每个灭火器具有类型标志、供电电源模块、蓝牙无线模块；
显示系统中嵌入与灭火器的类型标志对应的若干个火灾现场场景，显示系统播放一个火灾现场场景，场景切换模块控制摄像头进入现实场景，VR头盔佩戴者从现实场景中的若干个灭火器选择一个灭火器，场景切换模块控制显示系统进入该火灾现场场景，VR头盔佩戴者来操作灭火器，灭火器的类型标志经蓝牙无线模块传送到数据处理系统，数据处理系统结合该火灾现场场景和所选灭火器的类型标志判断是否正确的灭火器被使用，并针对正确和失败通过显示系统分别展现。
本发明通过显示系统中嵌入与灭火器的类型标志对应的若干个火灾现场场景，显示系统播放一个火灾现场场景，场景切换模块控制摄像头进入现实场景，VR头盔佩戴者从现实场景中的若干个灭火器选择一个灭火器，场景切换模块控制显示系统进入该火灾现场场景，VR头盔佩戴者来操作灭火器，灭火器的类型标志经蓝牙无线模块传送到数据处理系统，数据处理系统结合该火灾现场场景和所选灭火器的类型标志判断是否正确的灭火器被使用，并通过显示系统展现，将虚拟场景与现实场景紧密地结合，既避免了起火灭火的安全隐患，又能够训练体验人员面对各种火灾现场正确采用恰当的灭火器，从而确实地提高了消防培训的作用，同时也降低了消防培训的成本。
另外，所述VR头盔的显示系统、数据处理系统、蓝牙无线模块、摄像头、场景切换模块集成在手机终端上。
另外，每个灭火器还具有安全栓，通过安全栓锁紧灭火器的操作手柄，安全栓的使用在所述现实场景中执行，当安全栓使用正确时，操作手柄被打开。
另外，所述火灾现场场景包括金属品火灾场景、橡胶制品火灾场景、油品火灾场景；所述灭火器包括金属品灭火器、干粉灭火器、二氧化碳灭火器。
如图2所示，与装置对应地，还提供了结合真实灭火器的VR消防体验方法，包括以下步骤：
(1)显示系统中嵌入与灭火器的类型标志对应的若干个火灾现场场景；
(2)显示系统播放一个火灾现场场景；
(3)场景切换模块控制摄像头进入现实场景，VR头盔佩戴者从现实场景中的若干个灭火器选择一个灭火器；
(4)场景切换模块控制显示系统进入该火灾现场场景，VR头盔佩戴者来操作灭火器；
(5)灭火器的类型标志经蓝牙无线模块传送到数据处理系统；
(6)数据处理系统结合该火灾现场场景和所选灭火器的类型标志判断是否正确的灭火器被使用，并通过显示系统展现是则执行步骤(7)，否则执行步骤(8)；
(7)对该火灾现场场景按照灭火流程开始灭火，完成灭火后跳转到步骤(9)；
(8)显示系统播放根据错误灭火器而导致的火灾加重场景；
(9)结束。根据不同的火灾场景，体验者需要在陈列的灭火器中选择适合该火灾场景的灭火器进行消防训练，在选择错误的灭火器的时候导致的火灾蔓延效果，也让体验者切实体会不同灭火器的应用方法，并警醒正确使用灭火器。
若灭火失败，所述虚拟现实火灾应用程序向体验者播放包括但不限于火势蔓延、火光冲天及浓烟弥漫、火势太大必须撤离的警示画面中的一种或多种。
另外，所述VR头盔的显示系统、数据处理系统、蓝牙无线模块、摄像头、场景切换模块集成在手机终端上。
另外，每个灭火器还具有安全栓，通过安全栓锁紧灭火器的操作手柄，安全栓的使用在所述现实场景中执行，当安全栓使用正确时，操作手柄被打开。
另外，所述步骤(2)中，通过虚拟现实技术的凝视方法来选定显示系统上的若干个火灾现场场景中的一个，显示系统播放该选定的火灾现场场景。
另外，所述火灾现场场景包括金属品火灾场景、橡胶制品火灾场景、油品火灾场景；所述灭火器包括金属品灭火器、干粉灭火器、二氧化碳灭火器。
另外，在所述步骤(1)之前，执行灭火演示步骤：显示系统播放灭火演示教程，所述灭火演示教程包括灭火有效区提示、正确的灭火器操作方法和灭火演示画面，VR头盔佩戴者按提示将灭火剂喷头对准灭火有效区，按压灭火器的手柄，向显示系统中的火源喷射灭火剂，并围绕灭火有效区扫射进行灭火体验操作。
下面更加详细地描述本发明。
(1)体验者头戴VR头盔，VR头盔的显示终端或VR头盔内置的手机中预存有虚拟消防训练体验应用程序，启动虚拟消防训练应用程序，依照程序内置的图文说明、语音介绍、教程演练等，针对不同火灾场景，选择正确灭火器类别，在虚拟火灾场景演练灭火有效性和灭火器的实操方法。
(2)将应用画面切换到现实场景界面：通过VR头盔摄像头或VR头盔连接的手机摄像头，训练参与者的视线切换到现实场景状态下，按照灭火器使用方法介绍内容，手持灭火器，拔掉安全栓，按照正确的姿势端起灭火器。火灾种类包括但不限于办公室火灾、厨房火灾和工厂火灾，体验者自主选择任一种火灾场景进行灭火体验。同时根据不同的火灾场景，体验者需要在陈列的灭火器中选择适合该火灾场景的灭火器进行消防训练，在选择错误的灭火器的时候导致的火灾蔓延效果也让体验者切实体会不同灭火器的应用方法，并警醒正确使用灭火器。
(3)将应用画面切换到虚拟火灾场景，将灭火剂喷管出口对准火源；虚拟消防训练体验应用程序播放灭火演示教程，按提示将灭火剂喷管出口对准灭火有效区，按压真实灭火器的手柄，向火源喷射灭火剂，并围绕灭火有效区(火源位置)扫射进行灭火体验操作。
进一步地，所述步骤(3)之后还包括如下步骤：
所述虚拟火灾应用程序对体验者的灭火结果进行实时评价，得出灭火成功及分数评定，或灭火失败以及失败原因分析的评价结论，并向体验者显示。进一步地，若灭火失败，所述虚拟现实火灾应用程序进一步判定灭火失败的原因，以包括但不限于文字，图片，雷达图等多种方式并向体验者显示灭火失败的原因和改进措施
进一步地，灭火失败的原因从未对准灭火有效区、灭火超时、灭火剂耗光和扫射动作不正确等原因中按照消防训练预先设定的权重，进行评分计算。
进一步地，所述步骤(3)中，当火势变大时，所述虚拟现实火灾应用程序将虚拟火灾场景自动切换至远景，并提示体验者远离；当火势变小时，所述虚拟现实火灾应用程序将虚拟火灾场景自动切换至近景，并提示体验者靠近。
进一步地，若灭火失败，所述虚拟现实火灾应用程序向体验者播放包括但不限于火势蔓延、火光冲天及浓烟弥漫、火势太大必须撤离的警示画面中的一种或多种。
进一步地，当体验者按下所述开关手柄后，所述虚拟现实火灾应用程序自动监测灭火剂喷射的有效率、命中率以评估体验者灭火操作动作的正确性、灭火有效性。
本发明可用于灭火培训，防灾演练等，体验者是否正确使用灭火器，是否正确喷射灭火，是否对准火源灭火有效区等数据，手机与后台会备份数据，并进行数据分析，归纳总结。体验者无需额外输入数据或信息，正常体验即可。
以上所述，仅是本发明的较佳实施例，并非对本发明作任何形式上的限制，凡是依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属本发明技术方案的保护范围。
Claims (10)
1.一种虚拟场景和现实场景切换的VR消防体验装置，其特征在于：其包括一个VR头盔和若干个灭火器；
VR头盔具有显示系统、数据处理系统、蓝牙无线模块、摄像头、场景切换模块；
每个灭火器具有类型标志、供电电源模块、蓝牙无线模块；
显示系统中嵌入与灭火器的类型标志对应的若干个火灾现场场景，显示系统播放一个火灾现场场景，场景切换模块控制摄像头进入现实场景，VR头盔佩戴者从现实场景中的若干个灭火器选择一个灭火器，场景切换模块控制显示系统进入该火灾现场场景，VR头盔佩戴者来操作灭火器，灭火器的类型标志经蓝牙无线模块传送到数据处理系统，数据处理系统结合该火灾现场场景和所选灭火器的类型标志判断是否正确的灭火器被使用，并针对正确和失败通过显示系统分别展现。
2.根据权利要求1所述的虚拟场景和现实场景切换的VR消防体验装置，其特征在于：所述VR头盔的显示系统、数据处理系统、蓝牙无线模块、摄像头、场景切换模块集成在手机终端上。
3.根据权利要求1或2所述的虚拟场景和现实场景切换的VR消防体验装置，其特征在于：每个灭火器还具有安全栓，通过安全栓锁紧灭火器的操作手柄，安全栓的使用在所述现实场景中执行，当安全栓使用正确时，操作手柄被打开。
4.根据权利要求1所述的虚拟场景和现实场景切换的VR消防体验装置，其特征在于：所述火灾现场场景包括金属品火灾场景、橡胶制品火灾场景、油品火灾场景；所述灭火器包括金属品灭火器、干粉灭火器、二氧化碳灭火器。
5.一种虚拟场景和现实场景切换的VR消防体验方法，其特征在于：包括以下步骤：
(1)显示系统中嵌入与灭火器的类型标志对应的若干个火灾现场场景；
(2)显示系统播放一个火灾现场场景；
(3)场景切换模块控制摄像头进入现实场景，VR头盔佩戴者从现实场景中的若干个灭火器选择一个灭火器；
(4)场景切换模块控制显示系统进入该火灾现场场景，VR头盔佩戴者来操作灭火器；
(5)灭火器的类型标志经蓝牙无线模块传送到数据处理系统；
(6)数据处理系统结合该火灾现场场景和所选灭火器的类型标志判断是否正确的灭火器被使用，是则执行步骤(7)，否则执行步骤(8)；
(7)对该火灾现场场景按照灭火流程开始灭火，完成灭火后跳转到步骤(9)；
(8)显示系统播放根据错误灭火器而导致的火灾加重场景；
(9)结束。
6.根据权利要求5所述的虚拟场景和现实场景切换的VR消防体验方法，其特征在于：所述VR头盔的显示系统、数据处理系统、蓝牙无线模块、摄像头、场景切换模块集成在手机终端上。
7.根据权利要求5或6所述的虚拟场景和现实场景切换的VR消防体验方法，其特征在于：每个灭火器还具有安全栓，通过安全栓锁紧灭火器的操作手柄，安全栓的使用在所述现实场景中执行，当安全栓使用正确时，操作手柄被打开。
8.根据权利要求5所述的虚拟场景和现实场景切换的VR消防体验方法，其特征在于：所述步骤(2)中，通过虚拟现实技术的凝视方法来选定显示系统上的若干个火灾现场场景中的一个，显示系统播放该选定的火灾现场场景。
9.根据权利要求5所述的虚拟场景和现实场景切换的VR消防体验方法，其特征在于：所述火灾现场场景包括金属品火灾场景、橡胶制品火灾场景、油品火灾场景；所述灭火器包括金属品灭火器、干粉灭火器、二氧化碳灭火器。
10.根据权利要求5所述的虚拟场景和现实场景切换的VR消防体验方法，其特征在于：在所述步骤(1)之前，执行灭火演示步骤：显示系统播放灭火演示教程，所述灭火演示教程包括灭火有效区提示、正确的灭火器操作方法和灭火演示画面，VR头盔佩戴者按提示将灭火剂喷头对准灭火有效区，按压灭火器的手柄，向显示系统中的火源喷射灭火剂，并围绕灭火有效区扫射进行灭火体验操作。
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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 | ||
| SE01 | Entry into force of request for substantive examination | ||
| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |
Application publication date: 20181106 |
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| RJ01 | Rejection of invention patent application after publication |