CN218939090U - 基于vr设备的内浮顶油罐事故处置训练系统 - Google Patents

Abstract

本申请提供一种基于VR的内浮顶油罐事故处置训练系统，包括：球形空间，所述球形空间包括球形侧壁；内浮顶油罐模型，位于所述球形空间的地面中心；VR设备，用于呈现虚拟影像，所述虚拟影像包括所述内浮顶油罐模型影像；动作捕捉装置，用于捕捉操作人员的手部动作并生成手部动作信号；以及中央控制器，与所述VR设备以及动作捕捉装置通讯连接，用以接收所述手部动作信号，根据所述手部动作信号生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述VR设备。

Description

基于VR设备的内浮顶油罐事故处置训练系统

本申请要求在先申请号为2021219738380，名称为“基于VR的内浮顶油罐事故处置教学和训练系统”的优先权，并包含该优先权文件的全部内容。

技术领域

本实用新型涉及计算机技术领域，具体而言，涉及一种基于VR设备的内浮顶油罐事故处置训练系统。

背景技术

浮顶油罐是大型储备库最重要的设备，随着油库扩容的要求,多年来国内外的浮顶卡阻沉顶事故多次发生,造成巨大经济损失,成为急待解决的课题。随着国民经济稳中求进，国内石油化工、煤化工、精细化工等化工行业蓬勃发展，带动了化工原材料对存储需求的增加。大量装载危险化学品的油罐出现在祖国的大江南北。由于油罐救火的难度大,条件困难,危害性大的原因，这给应急部门尤其是消防救援部门带来了巨大的风险和救援压力。其中内浮顶油罐(例如用于存储原油)，发生事故几率也较高。内浮顶油罐消防培训演练是为了增强安全防火意识，让大家进一步了解掌握火灾的处理流程，以及提升在处理突发事件过程中的协调配合能力，增强消防人员在火灾中处置事故的能力。

现有内浮顶油罐消防培训演练方法包括实物训练方式和视频教学训练方式，实物训练方式采用实罐或模型罐方式实地训练，存在场地限制、训练成本高、环境污染、无法重现、多次重复训练难度大等缺点。视频教学训练方式通过视频方式呈现内浮顶油罐事故处理步骤及注意事项，存在不够直观，不能亲自操作等缺点。

实用新型内容

针对上述现有技术中存在的问题之一，本实用新型公开了一种基于VR设备的内浮顶油罐事故处置训练系统，该系统可以使得操作人员获得更好的训练体验，提升训练效果。

本申请提供一种基于VR的内浮顶油罐事故处置训练系统，包括：

球形空间，所述球形空间包括球形侧壁；

内浮顶油罐模型，位于所述球形空间的地面中心；

VR设备，用于呈现虚拟影像，所述虚拟影像包括所述内浮顶油罐模型影像；

动作捕捉装置，用于捕捉操作人员的手部动作并生成手部动作信号；以及

中央控制器，与所述VR设备以及动作捕捉装置通讯连接，用以接收所述手部动作信号，根据所述手部动作信号生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述VR设备。

在一些实施例中，所述内浮顶油罐模型包括储罐壳，所述储罐壳包括铺板。

在一些实施例中，所述内浮顶油罐模型包括设置于所述储罐壳顶面的透光孔、通气孔以及量油孔。

在一些实施例中，所述内浮顶油罐模型还包括设置于所述储罐壳侧面的至少一个通气孔。

在一些实施例中，所述VR设备包括头盔式显示器或双目全方位显示器。

在一些实施例中，所述动作捕捉装置包括动作捕捉手套、动作捕捉手环和/或动作捕捉手柄。

本申请实施例的上述方案与相关技术相比，至少具有以下有益效果：

该系统通过实物内浮顶油罐模型与虚拟内浮顶油罐模型影像相结合，并结合动作捕捉装置和VR设备，通过中央控制器通讯连接，实现模拟真实场景下事故处置的模拟训练。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，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。在附图中：

图1是根据本实用新型的实施例的基于VR设备的内浮顶油罐事故处置训练系统的结构示意图；以及

图2是根据本实用新型的实施例的内浮顶油罐模型结构示意图。

具体实施方式

为了使本实用新型的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合附图对本实用新型作进一步地详细描述，显然，所描述的实施例仅仅是本实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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它实施例，都属于本实用新型保护的范围。

还需要说明的是，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的商品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种商品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个”限定的要素，并不排除在包括所述要素的商品或者装置中还存在另外的相同要素。

本申请提供一种基于VR设备的内浮顶油罐事故处置训练系统，包括：球形空间1，所述球形空间1包括球形侧壁；内浮顶油罐模型4，大致位于所述球形空间1的地面中心；VR设备2，用于呈现虚拟影像，所述虚拟影像包括所述内浮顶油罐模型影像；动作捕捉装置3，用于捕捉操作人员的手部动作并生成手部动作信号；以及中央控制器5，与所述VR设备2以及动作捕捉装置3通讯连接，用以接收所述手部动作信号，根据所述手部动作信号生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述VR设备。。该系统搭建出内浮顶油罐出现灾害的模拟场景，并通过VR设备进行内浮顶油罐灾害场景的可视化呈现，操作人员通过操作球形空间内的内浮顶油罐模型，并将操作动作传输到VR设备，从而模拟出现场处置灾害的效果，从而实现对待培训人员的模拟培训。

图1是根据本实用新型的实施例的一种基于VR设备的内浮顶油罐事故处置训练系统的结构示意图，图2是根据本实用新型的实施例的内浮顶油罐模型结构示意图。

如图1所示，VR设备的内浮顶油罐事故处置训练系统包括：球形空间1，VR设备2，动作捕捉装置3，中央控制器5，内浮顶油罐模型4。

球形空间1作为基于VR设备的内浮顶油罐事故处置训练的操作空间，来实施基于VR设备的内浮顶油罐事故处置训练。球形空间1可以为半球形空间，或者是任意已知参数的球冠结构，例如，当为半球形空间时，半球形空间的半径已知后，就可以确定位于其大致中心(例如球形)的位置参数，即当操作人员和内浮顶油罐模型4大致位于半球形空间的中心时，就可以确定其位置。相对于任意形状的空间结构，省略了位置确定装置，减少了数据传输量，提升了训练的实时效果。

VR设备2，用于呈现虚拟影像，所述虚拟影像包括所述内浮顶油罐模型5的影像。内浮顶油罐模型4呈现在球形空间1的地面靠近中心的位置。VR设备2例如包括VR头盔式显示器、双目全方位显示器或其他显示器，通过现有的3D渲染技术可以逼真的把内浮顶油罐模型4的影像显示在眼前，从而实现虚拟现实功能。所述VR设备2具体的型号不做具体介绍，任何能够进行虚拟显示的VR设备2都可以应用于本申请。

如图1和2所示，内浮顶油罐模型4呈现在球形空间1的地面靠近中心的位置，例如当球形空间1为半球形空间时，内浮顶油罐模型4位于地面的球心位置，内浮顶油罐模型可以按照大致10:1的比例制作实物模型，内浮顶油罐模型包括储罐壳10，所述储罐壳包括大致为平面的铺板11，铺板11将储罐壳分割为上下两层。在一些实施例中，所述内浮顶油罐模型包括设置于所述储罐壳顶面的透光孔12、通气孔13以及量油孔14。在一些实施例中，所述内浮顶油罐模型还包括设置于所述储罐壳侧面的至少一个通气孔13。操作人员可以通过相应动作操作模拟对透光孔12、通气孔13以及量油孔14的操作，例如打开或关闭或检查，以确保内浮顶油罐的安全性。对内浮顶油罐模型的其他结构的培训操作不做过多赘述，可以根据培训需要增加所需的培训项目。

其中，可以采用现有的任何3D渲染技术，通过3D渲染技术将内浮顶油罐模型4进行3D模拟渲染，并同步显示于VR设备2，例如预先模拟出内浮顶油罐模型的3D影像并进行显示等，对此不做介绍，可参考现有技术。可以预见的，本领域技术人员可以通过现有的3D渲染技术渲染出任何需要训练的目标进行训练，不限于内浮顶油罐模型4，例如可以是毒气泄漏装置、炸药存放装置等。

动作捕捉装置3用于捕捉操作人员的手部动作并生成手部动作信号。手部动作信号对应操作人员的具体操作，可以体现出操作人员在应对内浮顶油罐事故的各种具体操作。所述动作捕捉装置3包括有动作捕捉手套、动作捕捉手环或动作捕捉手柄。动作捕捉手柄类似于游戏手柄或摇杆之类的采集设备，通过动作捕捉手柄可以获取训练人员的手部动作，例如左、右、前、后、确定等。具体的，动作捕捉装置3例如为VR手柄，VR手柄用于与虚拟现实世界中的对象互动，内置有可被定位器追踪的感应器；定位器内置有激光发生器和光敏传感器，用来确定VR手柄的位置。对于动作捕捉装置具体的型号、结构不做限定，能够具有上述功能的所有动作捕捉装置都能满足本申请的需要。动作捕捉装置将训练人员的手部动作(例如对内浮顶油罐模型4的操作动作)生成对应的手部动作信号，将其传输至中央控制器5，例如模拟打开通气孔13的动作，并对内浮顶油罐模型4的通气孔13执行打开操作，中央控制器5获取该动作信号并将相应的动作信号传输至VR设备2，同步显示对内浮顶油罐模型影像的操作，以实现训练的目的。中央控制器5的信号获取传输信号的方式采用常规的实现方式即可实现，在此不做赘述。

中央控制器5与所述VRVR设备2以及动作捕捉装置3通讯连接，例如为有线和/或无线连接，用以接收所述手部动作信号和定位信号，根据所述手部动作信号和定位信号生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述VRVR设备2。中央控制器5通过将控制信号发送至VR设备2，并与VR设备中显示的内浮顶油罐模型4影像结合，实现内浮顶油罐模型4的事故处置培训，例如模拟打开通气孔13，防止油罐内部可燃气体浓度过高引起爆炸。

最后应说明的是：本说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的系统或装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

以上实施例仅用以说明本申请的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述实施例对本申请进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本申请各实施例技术方案的精神和范围。

Claims (6)

1.一种基于VR设备的内浮顶油罐事故处置训练系统，其特征在于，包括：

球形空间，所述球形空间包括球形侧壁；

内浮顶油罐模型，位于所述球形空间的地面中心；

VR设备，用于呈现虚拟影像，所述虚拟影像包括所述内浮顶油罐模型影像；

动作捕捉装置，用于捕捉操作人员的手部动作并生成手部动作信号；以及

中央控制器，与所述VR设备以及动作捕捉装置通讯连接，用以接收所述手部动作信号，根据所述手部动作信号生成控制信号，并将所述控制信号发送至所述VR设备。

2.根据权利要求1所述的基于VR设备的内浮顶油罐事故处置训练系统，其特征在于：所述内浮顶油罐模型包括储罐壳，所述储罐壳包括铺板。

3.根据权利要求2所述的基于VR设备的内浮顶油罐事故处置训练系统，其特征在于：所述内浮顶油罐模型包括设置于所述储罐壳顶面的透光孔、通气孔以及量油孔。

4.根据权利要求2所述的基于VR设备的内浮顶油罐事故处置训练系统，其特征在于：所述内浮顶油罐模型还包括设置于所述储罐壳侧面的至少一个通气孔。

5.根据权利要求1所述的基于VR设备的内浮顶油罐事故处置训练系统，其特征在于：所述VR设备包括头盔式显示器或双目全方位显示器。

6.根据权利要求1所述的基于VR设备的内浮顶油罐事故处置训练系统，其特征在于：所述动作捕捉装置包括动作捕捉手套、动作捕捉手环和/或动作捕捉手柄。

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