CN109767666A - 基于vr技术的消防逃生演练方法 - Google Patents

Abstract

本发明所涉及的一种基于VR技术的消防逃生演练方法：使用虚拟现实开发插件在3D软件开发集成开发工具（IDE）构建场景模式，形成虚拟现实场景和界面；使用工厂模式构建场景，包括构建五大场景：信息录入场景、主场景、火种介绍场景、消防器材介绍场景和逃生演习场景；定义其中的数据流转过程为：信号解析——统一收发管理——应用逻辑反馈；其中统一收发管理包括信号池收集、信号分发；通过数据流转过程，定义了总场景管理。通过VR设备使用实现消防逃生演练的可能会涉及的内容，内虚拟场景1:1还原，在虚拟环境中通过人员操作完成处理，并根据操作过程给出评判，保存结果，能够最小成本和投入完成培训，并且量化培训效果建立统一评价标准有利于标准化处理机制的建立。

Description

基于VR技术的消防逃生演练方法

【技术领域】

本发明涉及一种VR实感情景式演练培训系统，尤其涉及通过算法模拟消防情景进行VR模拟的演练方法。

【背景技术】

所谓的VR（Virtual Reality）技术是指虚拟现实技术，采用技术手段构建给人带来超强真实感的虚拟现实环境，将这种技术应用到各种培训、新奇体验、冒险项目中会大幅降低成本的前提下较为完整得获得实际体验感。

现有的消防培训要么需要组织大规模的人员演习，要么只能通过文字课件进行理论培训，仅有理论培训、书本教育信息平面化，难以理解；现实模拟需要动员组织大规模人员，组织难度高、成本高。

现有的培训方式无法进行有效的参数记录形成体系对比数据，无法量化培训效果和进展，只能靠经验和主观感受进行评估，无法形成稳定有效实际成果显著的培训体系和方式。

【发明内容】

本发明针对以上情况提出了一种基于VR技术上的演练方法，填补了传统培训存在的硬性缺点，带来浸入式体验感的消防演习，不仅可以随时开展培训和演练，并且完全模拟现实，有极强的身临其境感。

本发明所涉及的一种基于VR技术的消防逃生演练方法：

步骤一、使用虚拟现实开发插件Steam VR plugin 在3D软件开发集成开发工具（IDE）构建场景模式，形成虚拟现实场景和界面；

步骤二、使用工厂模式构建场景，包括构建五大场景：信息录入场景、主场景、火种介绍场景、消防器材介绍场景和逃生演习场景；

步骤三：定义其中的数据流转过程为：信号解析——统一收发管理——应用逻辑反馈；其中统一收发管理包括信号池收集、信号分发；

步骤四、通过步骤三中的数据流转过程，定义了总场景管理器和各个功能管理器，其中各个功能管理器包含：任务管理器、物品管理器和手柄管理器，任务管理器分管任务的开始、推演和结束；物品管理器分管上一步骤中完成的道具的生成、使用和消除；手柄管理器管理手柄的各个按键消息的派发，生成抛物线和实现移动功能；

步骤五、在统一收发管理的流程中创建了VR追踪器抛物线发射机制，在按下圆柄按钮后会从手柄发出抛物线，对应碰撞到可移动区域后，获取抛物线和平面的交点可得移动目的点，完成移动操作；抛物线形成的数学模型建立：

建立X/Y轴坐标系，以X轴正方向为正前方，Y轴正方向为正上方；

设定：手柄物体为transform,

则：startPos = transform.position为起始点的位置点

startForward = transform.forward为起始点位置的初始发射向量（方向+速度）

gravity ≈ 9.8 为重力加速度

因而抛物线的函数式为：

F(i)= startPos + startForward× gravity ×i²（i> 0）

得到抛物线抛出去和地面相交的落地点，从而得到物品抛出位置，最终实现进行消防过程。

其中场景元素包括灭火器、消火栓和其他物品。

用户界面包括按钮、对话框和提示框。

通过VR设备使用实现消防逃生演练的可能会涉及的内容，内虚拟场景1:1还原，在虚拟环境中通过人员操作完成处理，并根据操作过程给出评判，保存结果，能够最小成本和投入完成培训，并且量化培训效果建立统一评价标准有利于标准化处理机制的建立

【附图说明】

图1是本发明基于VR技术的消防逃生演习方法数据流转过程；

图2是本发明基于VR技术的消防逃生演习方法和实体联系图；

【具体实施方式】

下面将结合本发明附图和具体实施方式对本发明进行进一步的详细说明。

本发明所涉及的本发明所涉及的一种基于VR技术的消防逃生演练方法：

步骤一、使用虚拟现实开发插件Steam VR plugin 在3D软件开发集成开发工具（IDE）构建场景模式，形成虚拟现实场景和界面；

步骤二、使用工厂模式构建场景，包括构建五大场景：信息录入场景、主场景、火种介绍场景、消防器材介绍场景和逃生演习场景；

步骤三：定义其中的数据流转过程为：信号解析——统一收发管理——应用逻辑反馈；其中统一收发管理包括信号池收集、信号分发；

步骤四、通过步骤三中的数据流转过程，定义了总场景管理器和各个功能管理器，其中各个功能管理器包含：任务管理器、物品管理器和手柄管理器，任务管理器分管任务的开始、推演和结束；物品管理器分管上一步骤中完成的道具的生成、使用和消除；手柄管理器管理手柄的各个按键消息的派发，生成抛物线和实现移动功能；

步骤五、在统一收发管理的流程中创建了VR追踪器抛物线发射机制，在按下圆柄按钮后会从手柄发出抛物线，对应碰撞到可移动区域后，获取抛物线和平面的交点可得移动目的点，完成移动操作；抛物线形成的数学模型建立：

建立X/Y轴坐标系，以X轴正方向为正前方，Y轴正方向为正上方；

设定：手柄物体为transform,

则：startPos = transform.position为起始点的位置点

startForward = transform.forward为起始点位置的初始发射向量（方向+速度）

gravity ≈ 9.8 为重力加速度

因而抛物线的函数式为：

F(i)= startPos + startForward× gravity ×i²（i> 0）

得到抛物线抛出去和地面相交的落地点，从而得到物品抛出位置，最终实现进行消防过程。

其中场景元素包括灭火器、消火栓和其他物品。

用户界面包括按钮、对话框和提示框。

在步骤四和步骤五中，加载消防场景环境时，各个管理器相互配合，互相辅助完成对应功能和过程。

其中元素的基类包括但不限于：防火门、消防道具；

其中使用基本属性包括但不限于：移动、抓取和开关门；

其中由基类派生出有具体功能的可操作的物体包括但不限于：由道具派生出的灭火器、消火栓和报警器；由按钮派生出的抛物线点击按钮和扳机按钮；由防火门派生出的钢制疏散门，通道检查门。

通过VR设备使用实现消防逃生演练的可能会涉及的内容，内虚拟场景1:1还原，在虚拟环境中通过人员操作完成处理，并根据操作过程给出评判，保存结果，能够最小成本和投入完成培训，并且量化培训效果建立统一评价标准有利于标准化处理机制的建立。

以上所述，仅是本发明较佳实施例而已，并非对本发明作任何形式上的限制，虽然本发明以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案范围内，当可利用上述揭示的技术内容做出些许变更或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案内容，依据本发明技术是指对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均属于本发明技术方案的范围内。

Claims (3)

1.本发明所涉及的一种基于VR技术的消防逃生演练方法：

步骤一、使用虚拟现实开发插件在3D软件开发集成开发工具（IDE）构建场景模式，形成虚拟现实场景和界面；

步骤二、使用工厂模式构建场景，包括构建五大场景：信息录入场景、主场景、火种介绍场景、消防器材介绍场景和逃生演习场景；

步骤三：定义其中的数据流转过程为：信号解析——统一收发管理——应用逻辑反馈；其中统一收发管理包括信号池收集、信号分发；

步骤四、通过步骤三中的数据流转过程，定义了总场景管理器和各个功能管理器，其中各个功能管理器包含：任务管理器、物品管理器和手柄管理器，任务管理器分管任务的开始、推演和结束；物品管理器分管上一步骤中完成的道具的生成、使用和消除；手柄管理器管理手柄的各个按键消息的派发，生成抛物线和实现移动功能；

步骤五、在统一收发管理的流程中创建了VR追踪器抛物线发射机制，在按下圆柄按钮后会从手柄发出抛物线，对应碰撞到可移动区域后，获取抛物线和平面的交点可得移动目的点，完成移动操作；抛物线形成的数学模型建立：

建立X/Y轴坐标系，以X轴正方向为正前方，Y轴正方向为正上方；

设定：手柄物体为transform,

则：startPos = transform.position为起始点的位置点

startForward = transform.forward为起始点位置的初始发射向量（方向+速度）

gravity ≈ 9.8 为重力加速度

因而抛物线的函数式为：

F(i)= startPos + startForward× gravity ×i²（i> 0）

得到抛物线抛出去和地面相交的落地点，从而得到物品抛出位置，最终实现进行消防过程。

2.根据权利要求1所述基于VR技术的消防逃生演练方法，其特征在于，其中场景元素包括灭火器、消火栓和其他物品。

3.根据权利要求1所述基于VR技术的消防逃生演练方法，其特征在于，用户界面包括按钮、对话框和提示框。