CN110675679B - 一种基于vr技术的仿真足迹提取的训练方法及装置 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种基于VR技术的仿真足迹提取的训练方法及装置，通过结合VR技术的仿真足迹提取，模拟设置了不同的足迹遗留现场，操作人员可以根据不同的模拟场景进行模拟训练。具体的，仿真足迹提取的训练方法依次为设置VR场景、进入VR场景、探照足迹、标记现场、拍摄取证、提取足迹、操作判定。实现上述方法的装置包括计算机，接入所述计算机的VR设备，以及连接所述VR设备的操控手柄。所述计算机通过unity3D平台建立不同场景的足迹提取虚拟现场。在场景训练过程中，操作人员可以模拟学习如何使用相机和静电吸附仪等相关设备和仪器，按步骤正确的进行足迹提取，给操作人员更直观、更形象的感官刺激，同时也提供了高质量和高还原度的现场环境。

Description

一种基于VR技术的仿真足迹提取的训练方法及装置

技术领域

本发明涉及虚拟环境教学技术领域，具体涉及一种基于VR技术的仿真足迹提取的训练方法及装置。

背景技术

当前时代背景下，VR虚拟现实在教育领域的应用较为广泛。虚拟现实技术可以为学生提供较为直观的、形象的多重感官刺激，对学生的学习有很大的帮助。

与此同时，在一些特定的教育行业虚拟现实技术不是很完善，一些VR虚拟教学产品研发速度慢，规模小，周期长，尤其是在警院刑侦方向的虚拟教学内容上，就如何利用VR虚拟技术进行足迹提取而言，难以进行深度及细节上的规划和应用，无法达到高质量、高还原的教学目的。因此，设计一种针对警院刑侦方向的VR环境虚拟仿真足迹提取装置显得非常必要。

发明内容

发明目的：旨在提供一种基于VR技术的仿真足迹提取的训练方法，以解决现有技术存在的上述问题。进一步目的是提供一种实现上述方法的装置。

技术方案：一种基于VR技术的仿真足迹提取的训练方法，包括以下步骤：

步骤一、设置VR场景：在Unity3D引擎中设置地面，在地面上印制足迹，设置足迹在没有被探照灯照射前透明度为0.258，与地面透明度一致，为不可见状态，地面高度为0，当探照灯照射射线检测距离为1米，倾斜照射到足迹时，足迹的透明度变更到1.0，即为可见状态；

步骤二、进入VR场景：模拟训练者穿戴好操控手柄和VR设备，打开计算机，进入足迹提取模拟现场；

步骤三、探照足迹：控制操控手柄，打开工具箱，在工具箱内取出足迹探照灯，打开探照灯，以倾角30°~45°照射地面，寻找到足迹；

步骤四、标记现场：放置标识牌和直角尺，通过引擎的射线接口，检测地面足迹位置，并将直角尺与标识牌设置在足迹旁边；

步骤五、拍摄取证：控制操控手柄，在工具箱内取出照相机，对放置了标识牌与直角尺的足迹进行拍照取证；

步骤六、提取足迹：控制操控手柄，在工具箱内取出静电吸附仪，将静电吸附仪对准足迹处，提取足迹；

步骤七、操作判定：足迹提取完成后，系统对提取足迹过程中的操作方法进行判定，指出错误的操作步骤，显示正确的操作方法。

在进一步的实施例中，所述步骤二包括如下步骤：计算机在本地处理数据，将数据通过内置的GPU输出图像信号，图像信号通过USB数据线、HDMI数据线、WiGig无线连接方式串流到VR设备。

在进一步的实施例中，所述步骤三探照足迹包括如下步骤：寻找地面上的足迹，探照灯从地面外围向中间探照搜寻，避免误触地面上的足迹。

在进一步的实施例中，当足迹探照灯照射到时，透明度参数变更到可见状态，所述足迹探照灯探照足迹，通过unity3D引擎的射线接口检测地面足迹，射线反馈足迹，场景内足迹的透明度参数由0.258更改为1.0，足迹在VR设备上显示。

在进一步的实施例中，所述步骤四包括如下步骤：放置标识牌和直角尺，调整标识牌和直角尺的角度，摄像机拍照取证时与摄像机拍摄角度保持平行。

一种基于VR技术的仿真足迹提取装置，其特征在于包括：计算机，接入所述计算机的VR设备，以及连接所述VR设备的操控手柄；所述计算机通过unity3D平台建立不同场景的足迹提取虚拟现场，足迹提取虚拟现场设有提取足迹的工具，包括足迹探照灯、标识牌、角度尺和静电吸附仪，所述足迹提取工具统一放置在足迹提取虚拟现场设置的工具箱里。

在进一步的实施例中，所述VR设备与所述计算机通过USB数据线或HDMI数据线连接，所述VR设备选用HTC VIVE设备。

在进一步的实施例中，所述USB数据线、HDMI数据线与所述计算机的接口通过磁吸接口连接，所述USB数据线遵循USB3.1通讯协议，所述HDMI数据线遵循HDMI2.0及以上通讯协议。

在进一步的实施例中，所述磁吸接口包括设置在所述计算机的相应接口处的母端组件，以及设置在所述USB数据线、HDMI数据线一端的公端组件；所述USB数据线、HDMI数据线为公头，所述计算机对应于USB数据线和HDMI数据线的接口为母头；所述母端组件包括配合插入所述母头的母端转接部；所述母端转接部的一端与所述母头接驳，另一端设有与所述母头引出的第一触点组，所述母端转接部位于所述第一触点组的一端为磁吸连接座；所述公端组件包括配合插入所述公头的公端转接部，所述公端转接部的一端设有与所述公头引出的第二触点组；所述公端转接部位于所述第二触点组的一端设有磁性触点；所述磁吸连接座和磁性触点选用钕磁铁。

在进一步的实施例中，所述VR设备与所述计算机通过无线局域网连接，无线连接方式选用WiGig通信协议，所述VR设备与所述计算机分别内置WiGig收发模块形成互联。

有益效果：本发明涉及一种基于VR技术的仿真足迹提取的训练方法及装置，通过结合VR技术的仿真足迹提取，模拟设置了不同的足迹遗留现场，操作人员可以根据不同的模拟场景进行模拟训练。具体的，仿真足迹提取的训练方法依次为设置VR场景、进入VR场景、探照足迹、标记现场、拍摄取证、提取足迹、操作判定。实现上述方法的装置包括计算机，接入所述计算机的VR设备，以及连接所述VR设备的操控手柄。所述计算机通过unity3D平台建立不同场景的足迹提取虚拟现场。在场景训练过程中，操作人员可以模拟学习如何使用相机和静电吸附仪等相关设备和仪器，按步骤正确的进行足迹提取，给操作人员更直观、更形象的感官刺激，同时也提供了高质量和高还原度的现场环境。

附图说明

图1为本发明的实施流程图。

图2为本发明步骤三中使用足迹探照灯对足迹进行照射的VR实景图。

图3为本发明步骤四中标记现场的VR实景图。

图4为本发明步骤五中拍摄取证的VR实景图。

图5为本发明步骤六提取足迹中使用静电吸附仪进行提取操作的VR实景图。

图6为本发明实施例一中磁吸接口母端组件的结构示意图。

图7为本发明实施例一中磁吸接口公端组件的结构示意图。

图8为本发明实施例一、实施例二中两种串流方式的示意图。

图中各附图标记为：公头1、第一触点组2、磁吸连接座3、母头4、第二触点组5、计算机6、磁性触点7。

具体实施方式

在下文的描述中，给出了大量具体的细节以便提供对本发明更为彻底的理解。然而，对于本领域技术人员而言显而易见的是，本发明可以无需一个或多个这些细节而得以实施。在其他的例子中，为了避免与本发明发生混淆，对于本领域公知的一些技术特征未进行描述。

在本发明的描述中，需要说明的是，术语“中心”、“上”、“下”、“左”、“右”、“竖直”、“水平”、“内”、“外”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此不能理解为对本发明的限制。此外，术语“第一”、“第二”、“第三”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性。

申请人认为，在一些特定的教育行业虚拟现实技术不是很完善，一些VR虚拟教学产品研发速度慢，规模小，周期长，尤其是在警院刑侦方向的虚拟教学内容上，就如何利用VR虚拟技术进行足迹提取而言，难以进行深度及细节上的规划和应用，无法达到高质量、高还原的教学目的。因此，申请人认为设计一种针对警院刑侦方向的VR环境虚拟仿真足迹提取装置显得非常必要。

下面接合实施例，并接合相应的附图，对本发明的技术方案做进一步说明。

实施例一：

本发明公开了一种基于VR技术的仿真足迹提取的训练方法及装置。如图1所示，基于VR技术的仿真足迹提取装置包括计算机6、VR设备和操控手柄，VR设备接入计算机6，所述计算机6通过unity3D平台建立不同场景的足迹提取虚拟现场，足迹提取虚拟现场设有提取足迹的工具，包括足迹探照灯、标识牌、角度尺和静电吸附仪，足迹提取工具统一放置在足迹提取虚拟现场设置的工具箱里。VR设备与计算机6通过USB数据线或HDMI数据线有线连接，接口为磁吸接口，如图6和图7所示，所述磁吸接口包括母端组件和公端组件，所述母端组件设置在所述计算机6的相应接口处，所述公端组件设置在所述USB数据线或HDMI数据线的一端。所述USB数据线或HDMI数据线为公头1，所述计算机6对应于USB数据线或HDMI数据线的接口为母头4；所述母端组件包括母端转接部，所述公端组件包括公端转接部，所述母端转接部的一端与所述母头4接驳，另一端设有与所述母头4引出的第一触点组2，所述母端转接部位于所述第一触点组2的一端为磁吸连接座3；所述公端转接部的一端设有与所述公头1引出的第二触点组5；所述公端转接部位于所述第二触点组5的一端设有磁性触点7；所述磁吸连接座3和磁性触点7选用钕磁铁。选用磁吸接口使得接头和接口之间既存在预定的吸合力，又可以在受到牵扯时及时脱落，防止操作人员在体验VR时因走动距离过大而线材不够长导致线材拉动计算机6，甚至被绊倒。计算机6在本地处理数据，将数据通过内置的GPU输出图像信号，图像信号通过USB数据线或HDMI数据线有线串流到VR设备。所述VR设备选用HTC VIVE设备；在Unity3D引擎中设置地面，在地面上印制足迹，设置足迹在没有被探照灯照射前透明度为0.258，与地面透明度一致，为不可见状态，地面高度为0，当探照灯照射射线检测距离为1米，倾斜照射到足迹时，足迹的透明度变更到1.0，即为可见状态，在VR设备上显示。

实施例二：

如图1所示，基于VR技术的仿真足迹提取装置包括计算机6、VR设备和操控手柄，VR设备接入计算机6，所述计算机6通过unity3D平台建立不同场景的足迹提取虚拟现场，足迹提取虚拟现场设有提取足迹的工具，包括足迹探照灯、标识牌、角度尺和静电吸附仪，足迹提取工具统一放置在足迹提取虚拟现场设置的工具箱里。如图8所示，所述VR设备与计算机6通过无线局域网连接，无线连接方式选用WiGig通信协议，所述VR设备与所述计算机6分别内置WiGig收发模块形成互联。WiGig作为近距离传输协议，具备10 米内最高以 8 Gbps 或每秒 1GB 的速度传输资料的能力。WiGig在60GHz频段运作，该频段受到的干扰小，不拥堵，兼备高带宽和低延迟两个优点，能够保证对带宽需求大的数据传输稳定。计算机6在本地处理数据，将数据通过内置的GPU输出图像信号，图像信号通过WiGig无线连接方式串流到VR设备。所述VR设备选用HTC VIVE设备；在Unity3D引擎中设置地面，在地面上印制足迹，设置足迹在没有被探照灯照射前透明度为0.258，与地面透明度一致，为不可见状态，地面高度为0，当探照灯照射射线检测距离为1米，倾斜照射到足迹时，足迹的透明度变更到1.0，即为可见状态，在VR设备上显示。

如图2至图5所示，警校学生在计算机6选择学生入口进入，教师人员选择教师入口进入，教师可以全程观看学生操作流程，学生选择完入口之后开始足迹提取的模拟训练。在正式开始前先设置好VR场景，在Unity3D引擎中设置地面，在地面上印制足迹，设置足迹在没有被探照灯照射前透明度为0.258，与地面透明度一致，为不可见状态，地面高度为0，当探照灯照射射线检测距离为1米，倾斜照射到足迹时，足迹的透明度变更到1.0，即为可见状态。在VR场景设置完毕后，学生穿戴操控手柄和VR设备，调整好设备并打开计算机6。计算机6在本地处理数据，将数据通过内置的GPU输出图像信号，图像信号通过USB数据线、HDMI数据线、WiGig无线连接方式串流到VR设备。然后，进入足迹提取模拟现场，控制操控手柄，打开工具箱，取出足迹探照灯，打开探照灯，以倾角30°~45°照射地面，探照灯从地面外围向中间探照搜寻，避免误触地面上的足迹，直至找到地面上的足迹。当足迹探照灯照射到时，透明度参数变更到可见状态，所述足迹探照灯探照足迹，通过unity3D引擎的射线接口检测地面足迹，射线反馈足迹，场景内足迹的透明度参数由0.258更改为1.0，足迹在VR设备上显示。然后，从工具箱里取出直角尺和标识牌，将直角尺和标识牌放置在足迹旁边，调整标识牌和直角尺的角度，摄像机拍照取证时与摄像机拍摄角度保持平行，其中标识牌为现场勘察时对物证所放置的一块塑料牌，直角尺用于拍照时对照尺寸，放置时不遮挡物证即可。接着，学生控制操控手柄从工具箱里取出摄像机，对放置了标识牌和直角尺的足迹进行拍照取证；下一步，从工具箱里取出静电吸附仪，将静电吸附仪对准足迹，提取足迹。最后，系统对提取足迹过程中的操作方法进行判定，指出学生错误的操作步骤，显示正确的操作方法。

总之，针对现有技术的不足，本发明提出一种基于VR技术的仿真足迹提取的训练方法，并进一步提出一种实现上述方法的装置，结合VR技术仿真模拟现场环境，给予训练人员更直观、更形象的感官刺激，训练人员能够很快的融入现场环境，完成一系列的足迹取证；通过操作步骤模拟训练，训练人员的取证手法和取证技巧能够得到很好的锻炼，学会熟悉的操作各种仪器，同时避免了现实环境里，因为失误操作导致的仪器设备损坏；高质量、高还原度的模拟教学环境，保证了警院刑侦方向的学习训练的真实度。

如上所述，尽管参照特定的优选实施例已经表示和表述了本发明，但其不得解释为对本发明自身的限制。在不脱离所附权利要求定义的本发明的精神和范围前提下，可对其在形式上和细节上做出各种变化。

Claims (2)

1.一种基于VR技术的仿真足迹提取的训练方法，其特征是基于如下仿真足迹提取装置，包括计算机，接入所述计算机的VR设备，以及连接所述VR设备的操控手柄；所述计算机通过unity3D平台建立不同场景的足迹提取虚拟现场，足迹提取虚拟现场设有提取足迹的工具，包括足迹探照灯、标识牌、角度尺和静电吸附仪，提取足迹的工具统一放置在足迹提取虚拟现场设置的工具箱里；所述VR设备与所述计算机通过USB数据线或HDMI数据线连接，所述USB数据线或HDMI数据线与所述计算机的接口通过磁吸接口连接，所述磁吸接口包括设置在所述计算机的相应接口处的母端组件，以及设置在所述USB数据线或HDMI数据线一端的公端组件；所述USB数据线或HDMI数据线为公头，所述计算机对应于USB数据线或HDMI数据线的接口为母头；所述母端组件包括配合插入所述母头的母端转接部；所述母端转接部的一端与所述母头接驳，另一端设有与所述母头引出的第一触点组，所述母端转接部位于所述第一触点组的一端为磁吸连接座；所述公端组件包括配合插入所述公头的公端转接部，所述公端转接部的一端设有与所述公头引出的第二触点组；所述公端转接部位于所述第二触点组的一端设有磁性触点；所述磁吸连接座和磁性触点的材质为钕磁铁；

训练方法包括以下步骤：

步骤一、设置VR场景：在Unity3D引擎中设置地面，在地面上印制足迹，设置足迹在没有被探照灯照射前透明度为0.258，与地面透明度一致，为不可见状态，地面高度为0，当探照灯照射射线检测距离为1米，倾斜照射到足迹时，足迹的透明度变更到1.0，即为可见状态；

步骤二、进入VR场景：模拟训练者穿戴好操控手柄和VR设备，打开计算机，进入足迹提取模拟现场；计算机在本地处理数据，将数据通过内置的GPU输出图像信号，图像信号通过USB数据线或HDMI数据线或WiGig无线连接方式串流到VR设备；

步骤三、探照足迹：控制操控手柄，打开工具箱，在工具箱内取出足迹探照灯，打开探照灯，以倾角30°~45°照射地面，寻找到足迹；探照灯从地面外围向中间探照搜寻，避免误触地面上的足迹；足迹探照灯照射到时，透明度参数变更到可见状态，所述足迹探照灯探照足迹，通过unity3D引擎的射线接口检测地面足迹，射线反馈足迹，场景内足迹的透明度参数由0.258更改为1.0，足迹在VR设备上显示；

步骤四、标记现场：放置标识牌和直角尺，通过引擎的射线接口，检测地面足迹位置，并将直角尺与标识牌设置在足迹旁边；调整标识牌和直角尺的角度，摄像机拍照取证时与摄像机拍摄角度保持平行；

步骤五、拍摄取证：控制操控手柄，在工具箱内取出照相机，对放置了标识牌与直角尺的足迹进行拍照取证；

步骤六、提取足迹：控制操控手柄，在工具箱内取出静电吸附仪，将静电吸附仪对准足迹处，提取足迹；

步骤七、操作判定：足迹提取完成后，系统对提取足迹过程中的操作方法进行判定，指出错误的操作步骤，显示正确的操作方法。

2.根据权利要求1所述的一种基于VR技术的仿真足迹提取的训练方法，其特征在于：所述VR设备与所述计算机通过无线局域网连接，无线连接方式选用WiGig通信协议，所述VR设备与所述计算机分别内置WiGig收发模块形成互联。

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