CN111199668A - 一种基于虚拟现实交互的公安执法规范教学系统及其方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及一种教学系统,尤其为一种基于虚拟现实交互的公安执法规范教学系统及其方法,包括公安系统云数据平台和执法教学训练服务器,本发明的培训平台采用交互式技术把片中的场景模拟出来,让民警戴上3D眼镜,在虚拟场景下把规范化用语喊出来、把规范化动作做出来,用模拟实战的形式做场景互动演练,这样的训练效果会远远好于只是单向的集中培训、教学和观摩影片。同时,后台系统会自动记录每个民警的训练时长和训练情况,汇总出报表,包括每个基层单位的训练合格率等等,可以为领导决策提供数据支撑。
Description
技术领域
本发明涉及一种教学系统,尤其是一种基于虚拟现实交互的公安执法规范教学系统及其方法。
背景技术
目前基层民警在执法过程和日常训练中要面对几个突出矛盾:第一,是基层民警的日常工作压力比较大,很多民警长时间超负荷工作,对于执法规范化的系统学习,缺少时间支撑。第二,是执法环境日益复杂,民警在执法过程中不仅要面对暴力袭警、谩骂、挑衅和诬陷等伤害,还要面对公众媒体和社会與情的监督,执法过程略有瑕疵,就会被别有用心或不明真相的人放大,所以才会出现雷洋事件、王立军事件等;民警也需要一个执法规范化训练的过程。第三,是公安部人训局针对当前执法形势对基层民警做出了明确的要求,每年战训时长不能小于24天,鉴于此,我们提出一种基于虚拟现实交互的公安执法规范教学系统及其方法。
发明内容
本发明的一个目的是通过提出一种基于虚拟现实交互的公安执法规范教学系统及其方法,以解决上述背景技术中提出的缺陷。
本发明采用的技术方案如下:一方面,本发明提供一种基于虚拟现实交互的公安执法规范教学系统,包括公安系统云数据平台和执法教学训练服务器,所述公安系统云数据平台包括云数据库、用户模块、场景定义模块、题目搭配模块、数据记录模块、数据分析模块和汇总报表模块;
所述执法教学训练服务器包括一执法教学训练教室,所述执法教学训练教室提供警务人员训练场所,在所述执法教学训练教室内安装有设备终端和至少一个定位器,所述执法教学训练服务器还包括训练者在所述执法教学训练教室内佩戴的VR头盔和手柄。
作为本发明的一种优选技术方案:
所述所述云数据库用于储存服务器数据;
所述用户模块用于执法人员管理登录和身份信息的验证;
所述场景定义模块用于从云数据库中选择执法教学场景并根据执法教学场景定难度定义其考核题目;
所述题目搭配模块用于选择和搭配不同难度的执法教学场景以进行训练;
所述数据记录模块用于从所述设备终端中获取执法者的训练信息并进行分类存储;
所述数据分析模块用于分析各个执法者训练内容,并对其进行打分;
所述汇总报表模块用于将各个执法者的考核分数及表现进行汇总并出报表。
作为本发明的一种优选技术方案:所述执法教学训练服务器的软件部分以嵌入式模式烧录在所述设备终端中。
作为本发明的一种优选技术方案:所述设备终端的硬件体系采用x86结构,工控机外壳,尺寸为482*480*222mm,材质采用马钢无花镀锌板、黑砂喷漆箱体、前面板铝板,标配2个12025、2个8025散热风扇,采用ATX标准电源,前置1个13.3寸触摸屏、1个LED温控屏、USB3.0接口。
作为本发明的一种优选技术方案:所述定位器设置有两个,分别位于所述执法教学训练教室的两侧墙壁上,两个定位器分别与VR头盔、手柄以及设备终端信号连接。
作为本发明的一种优选技术方案:所述公安系统云数据平台还配备有对应的APP,APP安装于移动终端或PC上,所述移动终端为手机、平板电脑的任意一种。
作为本发明的一种优选技术方案:所述公安系统云数据平台还配备有对应的小程序,小程序为微信小程序。
作为本发明的一种优选技术方案:所述设备终端与所述公安系统云数据平台通过以太网连接。
另一方面,本发明还提供一种基于虚拟现实交互的公安执法规范教学方法,包括如下步骤:
步骤一:根据公安系统云数据平台自主出题,选择若干难度不同的实例场景作为一次训练;
步骤二:执法人员进行分组,依次进入执法教学训练教室进行训练;
步骤三:操作手柄并根据VR头盔的场景提示,用过警号进行登录;
步骤四:登录成功后训练场景中查看手柄的使用操作;
步骤五:熟悉使用操作后使用手柄播放执法教学视频;
步骤六:观看执法教学视频后选择相对应的场景进行训练。
作为本发明的一种优选技术方案:所述操作手柄的数量为两个,执法人员训练时双手各持一个,所述VR头盔佩戴在执法人员头部,且所述VR头盔的VR眼镜对准双眼。
1、本发明的培训平台采用交互式技术把片中的场景模拟出来,让民警戴上3D眼镜,在虚拟场景下把规范化用语喊出来、把规范化动作做出来,用模拟实战的形式做场景互动演练,这样的训练效果会远远好于只是单向的集中培训、教学和观摩影片。同时,后台系统会自动记录每个民警的训练时长和训练情况,汇总出报表,包括每个基层单位的训练合格率等等,可以为领导决策提供数据支撑。
2、本发明的系统在后台设置了基于大数据分析的考核模块,各地公安机关可以根据实际情况定义场景的难度,把场景分为高、中、低三个难度,比如某个训练场景90%的民警可以顺利地通过训练,就定义为低难度,70%可以通过,就定义为中难度,60%以下定义为高难度。这样,基层单位在组织相关考核时,可以以此为依据,自由搭配题目,对民警进行考核。
附图说明
图1为本发明优选实施例公安系统云数据平台的系统框图;
图2为本发明优选实施例中执法教学训练服务器的结构示意图。
附图标号说明:
公安系统云数据平台1、云数据库101、用户模块102、场景定义模块103、题目搭配模块104、数据记录模块105、数据分析模块106、汇总报表模块107;
执法教学训练服务器2、执法教学训练教室20、设备终端201、定位器202、VR头盔203、手柄204。
具体实施方式
需要说明的是,在不冲突的情况下,本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合,下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例,都属于本发明保护的范围。
参照图1-2,本发明优选实施例提供了一种基于虚拟现实交互的公安执法规范教学系统,包括公安系统云数据平台1和执法教学训练服务器2,公安系统云数据平台1包括云数据库101、用户模块102、场景定义模块103、题目搭配模块104、数据记录模块105、数据分析模块106和汇总报表模块107;
云数据库101用于储存服务器数据;
用户模块102用于执法人员管理登录和身份信息的验证;
场景定义模块103用于从云数据库101中选择执法教学场景并根据执法教学场景定难度定义其考核题目;
题目搭配模块104用于选择和搭配不同难度的执法教学场景以进行训练;
数据记录模块105用于从设备终端201中获取执法者的训练信息并进行分类存储;
数据分析模块106用于分析各个执法者训练内容,并对其进行打分;
汇总报表模块107用于将各个执法者的考核分数及表现进行汇总并出报表。
需要补充的是,为保证云端的分析流畅性,本实施例中采用K折交叉验证分离作为数据分析模块106的算法,其具体如下:
from pandas import read_csv
from sklearn.model_selection import train_test_split
from sklearn.linear_model import LogisticRegression
from sklearn.model_selection import cross_val_score
from sklearn.model_selection import KFold
#导入数据
iris
=pandas.read_csv('http://archive.ics.uci.edu/ml/machine-learning-databases/iris/iris.data',header=None)
iris.columns=['SepalLengthCm','SepalWidthCm','PetalLengthCm','PetalWidthCm','Species']
#将数据分为输入数据和输出结果
arrary=iris.values
X=arrary[:,0:4]
le=LabelEncoder()
le.fit(iris['Species'])
Y=le.transform(iris['Species'])#对花的类别进行编号处理
#K折交叉
n_splits=10
seed=6
kfold=KFold(n_splits=n_splits,random_state=seed,shuffle=False)
#选择模型
model=LogisticRegression()
#查看训练结果
result=cross_val_score(model,X,Y,cv=kfold)
print("结果:%.3f,%.3f"%(result.mean()*100,result.std()*100))
执法教学训练服务器2包括一执法教学训练教室20,执法教学训练教室20提供警务人员训练场所,在执法教学训练教室20内安装有设备终端201和至少一个定位器202,执法教学训练服务器2还包括训练者在执法教学训练教室20内佩戴的VR头盔203和手柄204。
具体的,执法教学训练服务器2的软件部分以嵌入式模式烧录在设备终端201中,提供了设备终端201基本的软件支持,其中,其相当于一个智能终端,存储着HTC VIVE虚拟现实模块,用以实现VR操作的基本功能,并且,通过设备终端201记录执法人员在进行VR操作训练时的视频,并上传至公安系统云数据平台1。
其次,设备终端201的硬件体系采用x86结构,工控机外壳,尺寸为482*480*222mm,材质采用马钢无花镀锌板、黑砂喷漆箱体、前面板铝板,标配2个12025、2个8025散热风扇,采用ATX标准电源,前置1个13.3寸触摸屏、1个LED温控屏、USB3.0接口。
除此之外,定位器202设置有两个,分别位于执法教学训练教室20的两侧墙壁上,两个定位器202分别与VR头盔203、手柄204以及设备终端201信号连接,用以实现对训练者动作的记录和反馈。
进一步的,公安系统云数据平台1还配备有对应的APP,APP安装于移动终端或PC上,移动终端为手机、平板电脑的任意一种,执法人员可以在自己的手机和电脑上下载APP,在线上平台上查看和修改自己的个人信息,并可以查看自己的训练记录,同时,管理员也可以对批量用户进行统一管理,并下载报表进行评分等。
进一步的,公安系统云数据平台1还配备有对应的小程序,小程序为微信小程序,为了实现更加方便的查看,还特地增设微信小程序登录的方式,进一步方便用户操作。
具体的,设备终端201与公安系统云数据平台1通过以太网连接,以实现平台和终端之间的信息交互。
在此,本实施例提供一种基于虚拟现实交互的公安执法规范教学方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤一:根据公安系统云数据平台1自主出题,选择若干难度不同的实例场景作为一次训练;
步骤二:执法人员进行分组,依次进入执法教学训练教室20进行训练;
步骤三:操作手柄204并根据VR头盔203的场景提示,用过警号进行登录;
步骤四:登录成功后训练场景中查看手柄的使用操作;
步骤五:熟悉使用操作后使用手柄播放执法教学视频;
步骤六:观看执法教学视频后选择相对应的场景进行训练。
具体的,操作手柄204的数量为两个,执法人员训练时双手各持一个,VR头盔203佩戴在执法人员头部,且VR头盔203的VR眼镜对准双眼。
仅作为辅助理解本技术方案,本实施例以下列实例情景作为举例来说明具体的训练内容:
训练中心场景中移动到【请登录】面板前,输入警号,确认无误后,点击面板左下角【登录】按钮,即可登录。
【注意】警号的输入方式为:手柄对着数字扣动扳机即可输入数字。
警号输入错误,点击面板右下角【重置】,即可重新输入警号。
登录成功后,点击右上角【X】关闭按钮,即可退出登录。
训练场景中移动到【设备操作指南前】即可查看手柄的使用操作。
训练场景中有身份盘查、执法拦截、武器使用等一系列场景展示,手柄对着每个面板左下角【执法教学】按钮,扣动扳机,即可播放执法教学视频。
视频播放后,点击视频面板右上角【X】关闭按钮,即可退出视频。
训练场景中有身份盘查、执法拦截、武器使用等一系列场景展示,手柄对着每个面板左下角【开始训练】按钮,扣动扳机,即可进入相对应的场景。
在身份盘查、阻碍执法、交警执法、武器使用场景中,按下【右手柄菜单键】,即可打开操作提示面板。
在身份盘查、阻碍执法、交警执法、武器使用场景中,按下【左手柄菜单键】,即可打开结束训练面板,手柄对着【结束训练】按钮,扣动扳机,即可回到训练场景。
实例如下:
实例一:
警情:
在群众聚集的马路边发生了一起青年男性持刀抢劫青年女性背包的案件,此时你担任的是公安民警,请针对此场景中发生的事件做出正确武器选择。
操作流程:
1.出警时先检查设备是否健全。
2.到达现场后,立即打开执法记录仪,全程录音录像。
3.观察周围环境是否存在围观群众或危险物品。
4.在现场发现青年男性正在持刀抢劫青年女性背包,并进行语言攻击,危及青年女性生命安全。
5.采用“三角站位”站位法控制青年男性。
6.由于周围存在围观群众,所以不得使用枪械,应使用警棍对青年男性进行语言警告。
实例二:
警情:
在无群众无危险物品的马路边发生一起青年男性持刀抢劫青年女性背包的案件,并且青年男性持刀准备伤害青年女性,此时你担任的是公安民警,请针对此场景中发生的事件做出
正确武器选择。
操作流程:
1.出警时先检查设备是否健全。
2.到达现场后,立即打开执法记录仪,全程录音录像。
3.观察周围环境是否存在围观群众或危险物品。
4.在现场发现青年男性正在持刀抢劫青年女性背包,并进行语言攻击,危及青年女性生命安全。
5.采用“三角站位”站位法控制青年男性。
6.发现青年男性持刀挥动马上要伤害到青年女性的生命安全。
7.来不及口头警告青年男性。
8.拔枪并打开枪支保险,立即开枪制服青年男性。
9.随时持枪戒备,确认危险消除。
10.确认危险消除后,给青年男性带上手铐。
11.关闭枪支保险并将其放回枪套。
12.随后报告所属公安机关。
13.现场有人员受伤,立即拨打120,请求救援。
实例三:
警情:
在无群众无危险物品的马路边发生一起青年男性持刀抢劫青年女性背包的案件,民警到达现场后青年女性借机远离青年男性躲到民警身后,民警口头警告青年男性且青年男性不服从警告,此时你担任的是公安民警,请针对此场景中发生的事件做出正确武器选择。
操作流程:
1.出警时先检查设备是否健全。
2.到达现场后,立即打开执法记录仪,全程录音录像。
3.观察周围环境是否存在围观群众或危险物品。
4.在现场发现青年男性正在持刀抢劫青年女性背包,并进行语言攻击,危及青年女性生命安全。
5.采用“三角站位”站位法控制青年男性。
6.青年女性借机躲到民警身后。
7.拔枪并打开枪支保险,口头警告青年男性。
8.青年男性不服从警告,依旧持刀继续挥霍,并不让民警靠近。
9.对不服从警告的被执法人,此时民警应开枪制服。
10.开枪后,为避免被执法人伤害他人生命安全,应随时持枪戒备,确认危险消除。
11.确认危险消除后,给青年男性带上手铐。
12.关闭枪支保险并将其放回枪套。
13.随后向所属公安机关报告警情。
14.现场有人员受伤,立即拨打120,请求救援。
实例四:
警情:
在无群众无危险物品的马路边发生一起青年男性持刀抢劫青年女性背包的案件,民警到达现场后青年女性借机远离青年男性躲到民警身后,民警口头警告后,青年男性表示服从警告,此时你担任的是公安民警,请针对此场景中发生的事件做出正确武器选择。
操作流程:
1.出警时先检查设备是否健全。
2.到达现场后,立即打开执法记录仪,全程录音录像。
3.观察周围环境是否存在围观群众或危险物品。
4.在现场发现青年男性正在持刀抢劫青年女性背包,并进行语言攻击,危及青年女性生命安全。
5.采用“三角站位”站位法控制青年男性。
6.青年女性借机躲到民警身后。
7.拔枪并打开枪支保险,对青年男性说“站那别动,否则开枪”。
8.口头警告后,青年男性说“我不动了,别开枪”。
9.青年男性服从警告后,民警让其放下刀、趴下。
10.青年男性随后听从民警的话,把刀放在地上,并趴在地上。
11.民警随时持枪戒备,确认危险消除。
12.确认危险消除后给青年男性带上手铐。
13.民警关闭枪支保险并将其放回枪套。
实例五:
警情:
在无群众无危险物品的马路边发生一起孕妇持刀挥动的案件,此时你担任的是公安民警,请针对此场景中发生的事件做出正确武器选择。
操作流程:
1.出警时先检查设备是否健全。
2.到达现场后,立即打开执法记录仪,全程录音录像。
3.观察周围环境是否存在围观群众或危险物品。
4.民警发现孕妇正在持刀挥动。
5.随即民警采用“三角站位”站位法控制孕妇。
6.民警观察被执法人为孕妇,并且没有使用危险物品。
7.民警不得使用枪支,应使用警械,并口头警告孕妇停止违法犯罪行为。
对于本领域技术人员而言,显然本发明不限于上述示范性实施例的细节,而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下,能够以其他的具体形式实现本发明。因此,无论从哪一点来看,均应将实施例看作是示范性的,而且是非限制性的,本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定,因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化囊括在本发明内。不应将权利要求中的任何附图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外,应当理解,虽然本说明书按照实施方式加以描述,但并非每个实施方式仅包含一个独立的技术方案,说明书的这种叙述方式仅仅是为清楚起见,本领域技术人员应当将说明书作为一个整体,各实施例中的技术方案也可以经适当组合,形成本领域技术人员可以理解的其他实施方式。
Claims (10)
1.一种基于虚拟现实交互的公安执法规范教学系统,其特征在于:包括公安系统云数据平台(1)和执法教学训练服务器(2),所述公安系统云数据平台(1)包括云数据库(101)、用户模块(102)、场景定义模块(103)、题目搭配模块(104)、数据记录模块(105)、数据分析模块(106)和汇总报表模块(107);
所述执法教学训练服务器(2)包括一执法教学训练教室(20),所述执法教学训练教室(20)提供警务人员训练场所,在所述执法教学训练教室(20)内安装有设备终端(201)和至少一个定位器(202),所述执法教学训练服务器(2)还包括训练者在所述执法教学训练教室(20)内佩戴的VR头盔(203)和手柄(204)。
2.根据权利要求1所述的基于虚拟现实交互的公安执法规范教学系统,其特征在于:
所述云数据库(101)用于储存服务器数据;
所述用户模块(102)用于执法人员管理登录和身份信息的验证;
所述场景定义模块(103)用于从云数据库(101)中选择执法教学场景并根据执法教学场景定难度定义其考核题目;
所述题目搭配模块(104)用于选择和搭配不同难度的执法教学场景以进行训练;
所述数据记录模块(105)用于从所述设备终端(201)中获取执法者的训练信息并进行分类存储;
所述数据分析模块(106)用于分析各个执法者训练内容,并对其进行打分;
所述汇总报表模块(107)用于将各个执法者的考核分数及表现进行汇总并出报表。
3.根据权利要求1所述的基于虚拟现实交互的公安执法规范教学系统,其特征在于:所述执法教学训练服务器(2)的软件部分以嵌入式模式烧录在所述设备终端(201)中。
4.根据权利要求1所述的基于虚拟现实交互的公安执法规范教学系统,其特征在于:所述设备终端(201)的硬件体系采用x86结构,工控机外壳,尺寸为482*480*222mm,材质采用马钢无花镀锌板、黑砂喷漆箱体、前面板铝板,标配2个12025、2个8025散热风扇,采用ATX标准电源,前置1个13.3寸触摸屏、1个LED温控屏、USB3.0接口。
5.根据权利要求1所述的基于虚拟现实交互的公安执法规范教学系统,其特征在于:所述定位器(202)设置有两个,分别位于所述执法教学训练教室(20)的两侧墙壁上,两个定位器(202)分别与VR头盔(203)、手柄(204)以及设备终端(201)信号连接。
6.根据权利要求1所述的基于虚拟现实交互的公安执法规范教学系统,其特征在于:所述公安系统云数据平台(1)还配备有对应的APP,APP安装于移动终端或PC上,所述移动终端为手机、平板电脑的任意一种。
7.根据权利要求1所述的基于虚拟现实交互的公安执法规范教学系统,其特征在于:所述公安系统云数据平台(1)还配备有对应的小程序,小程序为微信小程序。
8.根据权利要求1所述的基于虚拟现实交互的公安执法规范教学系统,其特征在于:所述设备终端(201)与所述公安系统云数据平台(1)通过以太网连接。
9.一种基于虚拟现实交互的公安执法规范教学方法,其特征在于:包括如下步骤:
步骤一:根据公安系统云数据平台(1)自主出题,选择若干难度不同的实例场景作为一次训练;
步骤二:执法人员进行分组,依次进入执法教学训练教室(20)进行训练;
步骤三:操作手柄(204)并根据VR头盔(203)的场景提示,用过警号进行登录;
步骤四:登录成功后训练场景中查看手柄的使用操作;
步骤五:熟悉使用操作后使用手柄播放执法教学视频;
步骤六:观看执法教学视频后选择相对应的场景进行训练。
10.根据权利要求9所述的基于虚拟现实交互的公安执法规范教学方法,其特征在于:所述操作手柄(204)的数量为两个,执法人员训练时双手各持一个,所述VR头盔(203)佩戴在执法人员头部,且所述VR头盔(203)的VR眼镜对准双眼。
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