CN115880985B - 一种基于增强现实的公共安全仿真装置、方法及终端 - Google Patents
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Abstract
本发明属于增强现实、虚拟仿真技术领域，公开了一种基于增强现实的公共安全仿真装置、方法及终端，基于增强现实的公共安全仿真装置包括：沙盘框架，用于支撑数据输入、结果输出以及人机交互；二维码块，包括圆形码块和正方形码块，用于调整滑块数值及定位；视觉引导装置，包括投影机和摄像头模块，用于采用数字光处理器投影方案，读取所述二维码块的相关信息，并通过码块的移动、增加和移除操作实时改变相关信息；仿真主机，用于数据输入、存储、图像识别、解析以及仿真运算；仿真平台。本发明可以帮助决策者将精力集中到所分析问题的本身，而不必花费巨大精力来熟悉仿真平台的应用和操作，便于科学研究成果走出实验室，并在社会上推广。
Description
技术领域
本发明属于增强现实、虚拟仿真技术领域，尤其涉及一种基于增强现实的公共安全仿真装置、方法及终端。
背景技术
增强现实(Augmented Reality，AR)是一种将真实世界信息与虚拟世界信息集成的新技术。与虚拟现实(Virtual Reality，VR)不同的是，AR技术利用跟踪注册技术(Tracking and Registration)实现将计算机中的虚拟对象与现实世界融合，其与追求虚拟世界沉浸感的VR技术，有着更广泛的应用潜力和可延展性。上世纪90年代波音公司的TomCaudell团队设计了首个增强现实系统以辅助飞机缆线的布线，之后1999年Kato开发了首个具有普及能力的增强现实编程工具ARToolKit，2005年Fiala开发ARTag系统以弥补ARToolKit工具箱在遮挡处理方面的弱项，之后增强现实研究不断深入，成果不断丰富：苹果公司开发的ARKit系统以及Google公司开发的ARCore系统均为移动端增强现实应用提供软件系统保障，另外在增强现实硬件方面，Magic Leap公司开发了Magic Leap One，微软公司开发了HoloLens及Meta公司推开发了Metal等。
增强现实电子沙盘。电子沙盘是多媒体与计算机技术融合发展的结晶，其基于三维显示和计算机仿真模仿真实世界，其包含诸如红外、GIS、三维仿真、VR、AR等高新技术。电子沙盘的研究已开展较长时间，主要热点方向集中在三维建模、基于GIS的动态可视化等方面。虚拟现实技术(VR)是电子沙盘的重要发展方向，其以形象逼真为目的，在电子沙盘中的主要采用VRML构建三维场景，在交互方面，引入VR后主要表现为虚拟场景观察的方位、角度实时变化、沿路径运动视觉模拟以及三维漫游观察。引入增强现实的(AR)电子沙盘可在交互性和实用性方面进一步扩展，基于增强现实的电子沙盘使作业人员通过对现实世界的电子沙盘进行操作，进而控制虚拟世界的模拟程序的运行，也可以通过多通道的交互方式协同操作，实现沉浸式的使用体验。
但是，现有技术中鲜见将增强现实应用于应急仿真领域，且需要耗费巨大的经历熟悉仿真平台的应用和操作，不易于大范围普及。因此，亟需设计一种新的基于增强现实的公共安全仿真装置。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：现有技术中鲜见将增强现实应用于应急仿真领域，且需要耗费巨大的经历熟悉仿真平台的应用和操作，不易于大范围普及。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种基于增强现实的公共安全仿真装置、方法及终端。
本发明是这样实现的，一种基于增强现实的公共安全仿真装置，所述基于增强现实的公共安全仿真装置包括：
视觉引导装置，包括投影机和摄像头，用于采用数字光处理器投影方案，读取所述二维码块的相关信息，并通过码块的移动、增加和移除操作实时改变相关信息；
沙盘框架，用于支撑数据输入、结果输出以及人机交互；
仿真主机，用于数据输入、存储、图像识别、解析以及仿真运算；
二维码块，包括圆形码块和正方形码块，用于调整滑块数值及定位，当码块布局发生变化，包括添加、更新、移除，投影的虚拟内容将自动发生变化；
桌子。
进一步，所述沙盘框架正上方安装所述视觉引导装置，调节支架的可伸缩横梁使得摄像头正对沙盘平面，垂直落点为沙盘平面的正中央，投影机的放置高度与摄像头相同，投影机与摄像头处在一个水平面。
进一步，所述沙盘框架的铝合金支架上架设沙盘桌面，桌面上垫设地图白模；所述沙盘桌面高度为72～76cm，所述沙盘桌面大小为长150cm×宽85cm；所述沙盘桌面表面处理为白色亚光，所述地图白模大小为长65cm×宽50cm×厚0.5cm，所述支架与沙盘桌面距离为185cm。
进一步，所述圆形码块的大小为直径1.5cm×高1cm，用于调整滑块数值；
所述正方形码块的大小为1.5cm长×1.5cm宽×1cm高，用于定位以及选定灾害类型。
进一步，所述仿真主机置于沙盘框架下方，显示器固定在调节支架上。
进一步，所述仿真主机的硬件系统包括：win10的操作系统，i5 7500或以上的处理器，8GB的内存，GTX1060的显卡，64G以上的硬盘，21英寸的显示器以及键盘鼠标。
进一步，所述仿真主机的运行过程为：
图像识别二维码块类型，圆形码块或正方形码块，解析不同二维码块类型对应的含义，将二维码块对应操作输入仿真平台，进行运算仿真。
进一步，所述仿真平台包括：
对接模块，用于实现仿真平台与增强现实套件的连接，打开所述仿真平台程序和沙盘程序时，双方会自动启动Socket功能，通过Socket建立硬件与软件的连接；
运算模块，用于将套件输入的参数汇入公共安全仿真平台，一方面计算灾区附近区域所能调动的应急力量，另一方面实时计算不同等级灾害的救援进度，以确定救援效率及后续救援策略；
展示模块，用于实时生动地展示应急队伍移动、灾情变化等动画；
数据分析模块，用于将计算数据汇总并分析受灾区域进度以及救援中心的救援力量派出等情况，进而确定应急处置效率及后续应急策略。
本发明的另一目的在于提供一种应用所述的基于增强现实的公共安全仿真装置的基于增强现实的公共安全仿真方法，所述基于增强现实的公共安全仿真方法包括以下步骤：
步骤一，启动，仿真平台程序和沙盘程序位于同一仿真主机上，在打开仿真平台程序和沙盘程序时双方自动启动Socket功能；通过Socket建立硬件与软件的连接，硬件沙盘与软件程序之间通过Socket发送和接收消息；
步骤二，二维码识别，沙盘程序通过摄像头识别码块，获取码块的位置信息，并将滑块功能的码块位置信息转换为滑块数值；仿真平台程序对硬件传输的位置信息进行解析，并映射到模型逻辑；
步骤三，信息传递与运算，沙盘程序通过Socket发送码块的相关信息，仿真平台程序通过Socket接收沙盘传输的信息并处理；
步骤四，显示反馈，仿真平台程序处理硬件传输的信息并映射到模型逻辑，模型逻辑上对应变化并可视化；可视化的界面通过投影仪投影到沙盘上，从而更新沙盘的显示内容。
进一步，所述基于增强现实的公共安全仿真方法还包括利用仿真主机实现以下功能：
(1)兼容ANL用于智能体的算法引擎包，兼容Socket通信；
(2)支持与ANL仿真建模系统V8.7或以上版本相兼容；
(3)基于图像处理技术在定制的工作台上展示仿真过程的可视化动画；
(4)根据提供的全国灾害数据集，动态模拟发生灾害与救治灾害的过程；
(5)提供图表实时展示灾害的救治效率统计数据；
(6)采用实体交互模式，将指令码块放置到工作台上，添加受灾点，从而影响整体的灾害救治情况。
本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行所述的基于增强现实的公共安全仿真方法的步骤。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行所述的基于增强现实的公共安全仿真方法的步骤。
本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述的基于增强现实的公共安全仿真装置。
结合上述的技术方案和解决的技术问题，本发明所要保护的技术方案所具备的优点及积极效果为：
本发明提供的基于增强现实的公共安全仿真装置，通过将增强现实(AR)技术引入仿真过程，搭建AR沙盘。本发明中，一方面决策者只需在沙盘上摆放二维码模块，便可以在计算机内迅速构建救援网络的空间布局模型；另一方面，运行计算数据可以实时便捷反馈到沙盘，便于决策者观察决策。
同时，比实际实验要丰富且省钱。基于本公共安全仿真方法所开发的仿真实验可实现实验内容丰富，实验时空间不受限，实验经费降低等实验要求。有效克服现了现实公共安全实验所存在的实验内容单一、时空间受限、实验经费较高等问题。
本发明可帮助决策者将精力集中到所分析问题的本身，而不必花费巨大精力来熟悉仿真平台的应用和操作，便于科学研究成果走出实验室，在社会推广。
本发明的技术方案转化后的预期收益和商业价值为：随着我国“人民至上、生命至上”相关政策的提出，公共安全问题受到高度重视。本发明公开的一种基于增强现实的公共安全仿真装置、方法及终端技术是有效控制的公共安全事件损失的重要手段。该技术以其易用性和便捷性，非常便于公共安全应对决策机构及人员使用，使用人员即使缺少数学及建模相关基础，依然可以借助增强现实技术高效地搭建完整且合理的公共安全事件运行模型，突发事件运行及其后果的计算数据可以实时反馈到沙盘，便于操作者观察决策。故而该技术方案具有很高的预期收益和商业价值。
本发明的技术方案填补了国内外业内技术空白：①领域创新。本发明将增强现实沙盘引入公共安全实验仿真领域，现阶段增强现实沙盘技术多应用于生产规划、工业工程、交通工程等领域，鲜见其应用于公共安全仿真领域。②技术集成创新。本发明提供的嵌入增强现实技术的公共安全仿真套件，综合运用先进的仿真建模、AR沙盘、数据分析等技术手段，综合集成专业仿真引擎、图形化建模工具、模型资源管理、模型资源库、专业数据集(库)及其它仿真支撑功能软件，构建出具有高度交互能力的公共安全仿真系统。
本发明的技术方案是否解决了人们一直渴望解决、但始终未能获得成功的技术难题：公共安全仿真实验平台需专业人员操作，若专家不熟悉该平台，则会对应急决策造成不便。针对此问题，本发明将增强现实(AR)技术引入仿真过程，搭建AR沙盘。一方面操作者只需在沙盘上“摆积木般”摆放二维码模块，便可以在计算机内迅速构建公共安全事件演变模型，另一方面运行计算数据可以实时便捷反馈到沙盘，便于操作者观察决策。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案，下面将对本发明实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的基于增强现实的公共安全仿真装置示意图；
图2是本发明实施例提供的基于增强现实的公共安全仿真装置的逻辑框架图；
图3是本发明实施例提供的AR沙盘硬件框架示意图；
图4是本发明实施例提供的二维码块实物示意图；
图5是本发明实施例提供的视觉引导装置示意图；
图6是本发明实施例提供的投影仪示意图；
图7是本发明实施例提供的摄像头示意图；
图8是本发明实施例提供的仿真主机示意图；
图9是本发明实施例提供的仿真主机显示器示意图；
图10是本发明实施例提供的硬件支架示意图；
图11是本发明实施例提供的硬件框架组装示意图；
图12是本发明实施例提供的摄像头、投影仪连接到仿真主机示意图；
图13是本发明实施例提供的投影仪与摄像头校准示意图；
图14是本发明实施例提供的虚拟现实交互示意图；
图15是本发明实施例提供的基于增强现实的公共安全仿真方法流程图；
图16是本发明实施例提供的基于增强现实的公共安全仿真方法人机交互示意图；
图17是本发明实施例提供的灾害区域选定示意图；
图18是本发明实施例提供的灾害种类设定示意图；
图19是本发明实施例提供的灾害级别设定示意图；
图20是本发明实施例提供的灾害体量设定示意图；
图21是本发明实施例提供的运行模式设定示意图；
图22是本发明实施例提供的仿真数据统计反馈示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
为了使本领域技术人员充分了解本发明如何具体实现，该部分是对权利要求技术方案进行展开说明的解释说明实施例。
如图1所示，本发明实施例提供的基于增强现实的公共安全仿真装置包括：
视觉引导装置，包括投影机和摄像头，用于采用数字光处理器投影方案，读取所述二维码块的相关信息，并通过码块的移动、增加和移除操作实时改变相关信息；
沙盘框架，用于支撑数据输入、结果输出以及人机交互；
仿真主机，用于数据输入、存储、图像识别、解析以及仿真运算；
二维码块，包括圆形码块和正方形码块，用于调整滑块数值及定位，当码块布局发生变化，包括添加、更新、移除，投影的虚拟内容将自动发生变化；
桌子。
本发明实施例提供的基于增强现实的公共安全仿真装置的逻辑框架图如图2所示。
所述沙盘框架正上方安装视觉引导装置，调节支架的可伸缩横梁使得摄像头正对沙盘平面，垂直落点为沙盘平面的正中央，投影机的放置高度与摄像头相同，投影机与摄像头处在一个水平面。
本发明实施例提供的仿真主机置于所述沙盘框架下方，其显示器则固定在调节支架上。
如图3所示，本发明实施例提供的沙盘框架的铝合金支架上架设沙盘桌面，桌面上垫设地图白模；桌面高度为72～76cm，桌面大小为长150cm×宽85cm，桌面表面处理为白色亚光，地图白模大小为长65cm×宽50cm×厚0.5cm，支架与桌面距离为185cm。
如图4所示，本发明实施例提供的二维码块包括圆形码块和正方形码块，圆形码块，大小为直径1.5cm×高1cm，用于调整滑块数值，于摄像头识别码块后，根据码块的相对位置向仿真平台发送数值数据；
正方形码块，大小为1.5cm长×1.5cm宽×1cm高，用于定位，于摄像头识别该码块后，根据码块的相对位置向仿真平台发送坐标数据。
如图5所示，本发明实施例提供的视觉引导装置采用数字光处理器投影方案，包括投影机和摄像头模块两部分。
如图6所示，投影仪：投影投放尺寸为40～300英寸，工作尺寸为工作区最大(长*宽)1.4m*1m，亮度(流明)为3200，物理分辨率为1920×1080dpi，对比度为10001～20000：1，投影光源为超高压汞灯泡，显示技术为DLP，投影镜头为F＝2.6～2.78，f＝10.2～12.24mm，照度均匀度为70％，屏幕宽高比例为16：9，投射比例为0.9～1.08，缩放比例为1.2：1。
如图7所示，本发明实施例提供的摄像头包括，RGB摄像头围1920×108030or15fps，FOV为70°无畸变，定制的摄像头支座。
如图8所示，本发明实施例提供的仿真主机的硬件系统包括：win10的操作系统，i57500或以上的处理器，8GB的内存，GTX1060的显卡，64G以上的硬盘，21英寸的显示器(见图9)，以及键盘鼠标。
进一步，本发明实施例提供的仿真主机的软件系统的功能包括：
(1)兼容ANL用于智能体的算法引擎包，兼容Socket通信；
(2)支持与ANL仿真建模系统V8.7或以上版本相兼容；
(3)基于图像处理技术，在定制的工作台上展示仿真过程大幅可视化动画展示；
(4)根据提供的全国灾害数据集，动态模拟发生灾害与救治灾害的过程；
(5)提供图表实时展示灾害的救治效率统计数据；
(6)采用实体交互模式，将指令码块放置到工作台上，可以添加受灾点，从而影响整体的灾害救治情况。
本发明实施例提供的公共安全仿真装置的搭建流程如下：
首先，如图10、图11所示，硬件框架组装，组装支架和平台；
然后，如图12所示，进行视觉引导系统联接与适配，测试摄像头、投影仪可正常使用并连接到运行仿真主机；
其次，如图13所示，校准投影仪，调整投影仪焦距至投影清晰；校准摄像头，调整摄像头焦距至摄像头能清楚地拍摄到投影细节；
最后，如图14所示，虚拟现实交互，仿真主机连接两个显示器，其一是沙盘框架之上的操作显示器；其二是投影仪，在操作显示器上启动虚拟现实交互程序，并校准识别所述二维码块，校准完成后即可正常使用。
如图15～16所示，本发明实施例提供的基于增强现实的公共安全仿真方法，包括以下步骤：
S101，启动，仿真平台程序和沙盘程序位于同一仿真主机上，在打开仿真平台程序和沙盘程序时双方自动启动Socket功能；通过Socket建立硬件与软件的连接，硬件沙盘与软件程序之间通过Socket发送和接收消息；
S102，二维码识别，沙盘程序通过摄像头识别码块，获取码块的位置信息，并将滑块功能的码块位置信息转换为滑块数值；仿真平台程序对硬件传输的位置信息进行解析，并映射到模型逻辑；
S103，信息传递与运算，沙盘程序通过Socket发送码块的相关信息，仿真平台程序通过Socket接收沙盘传输的信息并处理；
S104，显示反馈，仿真平台程序处理硬件传输的信息并映射到模型逻辑，模型逻辑上对应变化并可视化；可视化的界面通过投影仪投影到沙盘上，从而更新沙盘的显示内容。
为了证明本发明的技术方案的创造性和技术价值，该部分是对权利要求技术方案进行具体产品上或相关技术上的应用的应用实施例。
本发明实施例依次从运行主界面操作和仿真数据统计界面操作等方面，以自然灾害(公共安全的重要分类)为例，详细介绍本仿真实验套件的使用方法。示例模型选用了某年全年自然灾害中的2800次典型灾害数据。在模型运行过程中，于某年某月某日，在浙江杭州全境添加一次冻害灾害，灾害级别为三级，灾害体量是42，之后继续运行模型。
运行主界面设置：
本部分着重就公共安全(灾害类)的区域、种类、级别、体量等应急模型参数，以及运行模式、运行速度等仿真参数进行确认。
(1)公共安全(灾害类)区域选定
进入主界面后首先需添加受灾区域，共分为3个步骤。
①选择添加市或添加县，使用方形码块选择。
②在地图上定位，若在第一步选择的是添加市，则第二步定位的是省；若在第一步选择的是添加县，则第二步定位的是市，使用方形码块在左边地图上选择。
③选择市或县，若在第二步定位的是省，则第三步选择的是市；若在第二步定位的是市，则第三步选择的是县，使用方形码块在右边第三步选择。码块放置一次是选中，再次放置是取消选中。如图17所示。
(2)公共安全(灾害类)种类设定
在第4.1步设置受灾点的灾害类型，共可选暴雨、洪涝、滑坡、泥石流、台风、大风、沙尘暴、低温、冻害、雪灾、坍塌、地震、旱灾、冰雹、火灾、雷击等16类典型灾害，使用方形码块选择。如图18所示。
(3)公共安全(灾害类)级别设定
在第4.2步设置受灾点的灾害级别，具体在“国家、省、市、县”经典模型下可选一级、二级、三级、四级等4个灾害级别，在“国家、团、省、市、县”联动模型下可选一级、区域级、二级、三级、四级等5个灾害级别。使用方形码块选择。如图19所示。
(4)公共安全(灾害类)体量设定
在第4.3步设置受灾点的灾害体量，体量大小根据灾害级别调整。一般地，一级灾害应急体量为500-2000、区域级灾害应急体量为300-500、二级灾害应急体量为100-300、三级灾害应急体量为10-100、四级灾害应急体量为0-10。使用圆形码块选择。如图20所示。
(5)运行模式设定
在第5步设置受灾点的运行模式，共有“单一”和“平分”等2种模式可选，具体为：“单一”表示所有受灾点体量都是4.3设置的数值，该模式用于受灾点较少情况；“平分”表示所有受灾点体量都是4.3设置的数值/受灾点数量，该模式用于受灾点较多情况。使用方形码块选择。如图21所示。
(6)运行控制设定
在右下角设置模型的运行速度，使用圆形码块设置，最慢速度是0.1倍速，最快速度是1000倍速，调节精度为0.1，默认速度是1倍速(正常速)。当以上所有受灾点信息全部配置完毕，即可在运行控制区域选择run模式，使用圆形码块设置。运行控制区域分run、pause、stop三档，其中run可以使模型继续运行，模型右上角的日期会继续递增；pause可以使模型暂停，可以在暂停模式下继续添加并配置受灾点；选中stop是停止运行模型，模型将停止运行并返回到参数设置界面。
本发明实施例中仿真数据统计反馈，如图22所示。本部分主要通过数据表、折线图、饼图等多种形式呈现公共安全事件的应急响应仿真实时运算情况。在模型上方选择主界面或统计数据，可以进行主界面与统计界面的相互切换，使用方形码块选择。
作为本发明实施例的技术方案的具体应用，某年某月，在某省某市发生洪涝灾害，灾害级别为二级。通过本发明的增强现实技术，可以轻松地而迅速地构建应急模型，通过对模型的模拟计算推演关于此次洪涝灾害的整个应急响应过程，一方面可以提前确定某省救灾物资储备是否到位，进而精准决策需要某省内的哪些救援中心参与救援，实现高效地应急救援；另一方面可以提前预估正常进度下的救援全程时间，如需缩短救援时间，则可提供有针对性的决策支持(比如增补哪些应急中心参加任务、不同救援中心间救援队伍临时如何协助)。
作为本发明实施例的技术方案的具体应用，以上述某省为待考查区域，在突发事件未发生的预防预备阶段，提前构思一场洪涝灾害，灾害范围为某市，灾害级别为二级，通过本发明的增强现实技术，可以轻松地构建应急模型，通过对模型的模拟计算推演本次洪涝灾害的整个应急过程，一方面，可以测试某省整体应急储备是否到位，以及整体能力水平是否达标，查找短板，提前应对，另一方面，通过成千上万次地运行模拟应急过程，对现有应急能力(默认为无法短时间内突然提升)进行优化：即优化初始救援队伍投入数量，为未来真实应急响应时的初始救援力量投入供科学参考。
作为本发明实施例的技术方案的具体应用，某灾害发生后，通过本发明的增强现实技术，可以轻松地而迅速地构建应急模型，通过对模型的模拟计算推演整个应急响应过程，一方面可以提前确定救灾物资储备是否到位，进而精准决策需要受灾区域附近的哪些救援中心参与救援，实现高效地应急救援；另一方面可以提前预估正常进度下的救援全程时间，如需缩短救援时间，则可提供有针对性的决策支持(比如增补哪些应急中心参加任务、不同救援中心间救援队伍临时如何协助)。
作为本发明实施例的技术方案的具体应用，在突发事件发生之前的预防预备阶段，提前构思单个或一系列连续突发事件，通过本发明的增强现实技术，可以轻松地构建应急模型，通过对模型的模拟计算推演整个应急过程，一方面，可以测试待考查区域内整体应急储备是否到位，以及整体能力水平是否达标，查找短板，提前应对，另一方面，通过成千上万次地运行模拟应急过程，优化初始救援队伍投入数量，为未来真实应急响应时的初始救援力量投入供科学参考。
应当注意，本发明的实施方式可以通过硬件、软件或者软件和硬件的结合来实现。硬件部分可以利用专用逻辑来实现；软件部分可以存储在存储器中，由适当的指令执行系统，例如微处理器或者专用设计硬件来执行。本领域的普通技术人员可以理解上述的设备和方法可以使用计算机可执行指令和/或包含在处理器控制代码中来实现，例如在诸如磁盘、CD或DVD-ROM的载体介质、诸如只读存储器(固件)的可编程的存储器或者诸如光学或电子信号载体的数据载体上提供了这样的代码。本发明的设备及其模块可以由诸如超大规模集成电路或门阵列、诸如逻辑芯片、晶体管等的半导体、或者诸如现场可编程门阵列、可编程逻辑设备等的可编程硬件设备的硬件电路实现，也可以用由各种类型的处理器执行的软件实现，也可以由上述硬件电路和软件的结合例如固件来实现。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (7)
1.一种基于增强现实的公共安全仿真装置，其特征在于，所述基于增强现实的公共安全仿真装置包括：
视觉引导装置，包括投影机和摄像头，用于采用数字光处理器投影方案，读取二维码块的相关信息，并通过码块的移动、增加和移除操作实时改变相关信息；
沙盘框架，用于支撑数据输入、结果输出以及人机交互；
仿真主机，用于数据输入、存储、图像识别、解析以及仿真运算；
二维码块，包括圆形码块和正方形码块，用于调整滑块数值及定位，当码块布局发生变化，包括添加、更新、移除，投影的虚拟内容将自动发生变化；
二维码块包括圆形码块和正方形码块，圆形码块，大小为直径1.5cm×高1cm，用于调整滑块数值，于摄像头识别码块后，根据码块的相对位置向仿真平台发送数值数据；正方形码块，大小为1.5cm长×1.5cm宽×1cm高，用于定位，于摄像头识别该码块后，根据码块的相对位置向仿真平台发送坐标数据；
桌子；
所述沙盘框架正上方安装所述视觉引导装置，调节支架的可伸缩横梁使得摄像头正对沙盘平面，垂直落点为沙盘平面的正中央，投影机的放置高度与摄像头相同，投影机与摄像头处在一个水平面；
所述沙盘框架的铝合金支架上架设沙盘桌面，桌面上垫设地图白模；所述沙盘桌面高度为72～76cm，所述沙盘桌面大小为长150cm×宽85cm；所述沙盘桌面表面处理为白色亚光，所述地图白模大小为长65cm×宽50cm×厚0.5cm，所述支架与沙盘桌面距离为185cm；
所述仿真主机置于沙盘框架下方，显示器固定在调节支架上。
2.如权利要求1所述的基于增强现实的公共安全仿真装置，其特征在于，所述圆形码块的大小为直径1.5cm×高1cm，用于调整滑块数值；
所述正方形码块的大小为1.5cm长×1.5cm宽×1cm高，用于定位。
3.如权利要求1所述的基于增强现实的公共安全仿真装置，其特征在于，所述仿真主机的运行过程为：
图像识别二维码块类型，圆形码块或正方形码块，解析不同二维码块类型对应的含义，将二维码块对应操作输入仿真平台，进行运算仿真。
4.一种应用于如权利要求1～3任意一项所述的基于增强现实的公共安全仿真装置的基于增强现实的公共安全仿真方法，其特征在于，所述基于增强现实的公共安全仿真方法包括以下步骤：
步骤一，启动，仿真平台程序和沙盘程序位于同一仿真主机上，在打开仿真平台程序和沙盘程序时双方自动启动Socket功能；通过Socket建立硬件与软件的连接，硬件沙盘与软件程序之间通过Socket发送和接收消息；
步骤二，二维码识别，沙盘程序通过摄像头识别码块，获取码块的位置信息，并将滑块功能的码块位置信息转换为滑块数值，向仿真主机运行的仿真平台程序发送数值数据；
步骤三，信息传递与运算，沙盘程序通过Socket发送码块的相关信息，通过Socket接收沙盘传输的信息并处理；
步骤四，显示反馈，仿真主机运行的仿真平台程序处理硬件传输的信息并映射到模型逻辑，模型逻辑上对应变化并可视化；可视化的界面通过投影仪投影到沙盘上，从而更新沙盘的显示内容。
5.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求4所述基于增强现实的公共安全仿真方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时，使得所述处理器执行如权利要求4所述基于增强现实的公共安全仿真方法的步骤。
7.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现如权利要求1～3任意一项所述基于增强现实的公共安全仿真装置。
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|---|---|---|---|
| CN202211317503.2A CN115880985B (zh) | 2022-10-26 | 一种基于增强现实的公共安全仿真装置、方法及终端 |
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|---|---|
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| CN115880985B true CN115880985B (zh) | 2024-06-04 |
Family
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