基于精确定位和增强现实的消防作战三维可视化指挥系统技术方案

本发明专利技术提供基于精确定位和增强现实的消防作战三维可视化指挥系统，其特征在于，包括增强现实采集与呈现终端、增强现实支撑平台和增强现实处理中心，增强现实采集与呈现终端用于采集视频信息和传感信息；增强现实支撑平台用于根据视频信息和传感信息、目标与外界信息和场景知识进行信息融合，构建由实体三维模型组成的增强现实场景；增强现实采集与呈现终端还用于展示增强现实场景给用户；增强现实处理中心用于提供识别图像库、场景知识库、三维模型库、目标信息库和外界信息库。本发明专利技术可以精确的对每个消防员进行运动跟踪和定位，并利用增强现实技术为其提供精准的三维态势信息和可视化指挥信息，以便更好地进行监控管理和调度。

Three dimensional visual command system of fire fighting based on precise location and augmented reality

The present invention provides precise positioning and based on Augmented Reality 3D visualization of fire operational command system, which is characterized in that the augmented reality including acquisition and presentation terminal, augmented reality and augmented reality platform processing center, augmented reality acquisition and presentation terminal for collecting video information and sensing information; augmented reality platform for information fusion based on video information and information sensing, target and external information and scene knowledge, constructing augmented reality scene composed of three-dimensional entity model; augmented reality acquisition and presentation of terminal is also used to show augmented reality scene to the user; augmented reality processing center for providing recognition, scene knowledge database, 3D model library, object database and external information library. The invention can accurately tracking and positioning of each firefighter, and using augmented reality technology to provide accurate information and 3D posture visualization command information, in order to better monitor the management and scheduling.

【技术实现步骤摘要】
基于精确定位和增强现实的消防作战三维可视化指挥系统
本专利技术涉及消防指挥系统
，尤其涉及一种基于精确定位和增强现实的消防作战三维可视化指挥系统。
技术介绍
随着通信和定位技术的发展，在消防作战的具体应用场合，指挥员面临这样这三个问题：一是必须考虑在无通信基础设施地域的恶劣环境下，各消防作战人员之间、作战人员与指挥所或指挥员之间如何实现宽带无线通信；二是消防是一项极其危险和复杂的工作，在救火过程中消防员时刻都面临着生命的威胁，尤其是在室内执行任务的状况下；三是消防员视觉受火场光线影响较大，对消防员的作战效能有极大消极影响。
技术实现思路
本专利技术的目的在于提供一种基于精确定位和增强现实的消防作战三维可视化指挥系统。一方面，本专利技术实施例提供一种基于精确定位和增强现实的消防作战三维可视化指挥系统，包括增强现实采集与呈现终端、增强现实支撑平台和增强现实处理中心，所述增强现实采集与呈现终端用于采集视频信息和传感信息，并发送至所述增强现实支撑平台；所述增强现实支撑平台用于根据来自所述增强现实采集与呈现终端的所述视频信息和所述传感信息，来自所述增强现实处理中心的目标与外界信息和场景知识进行信息融合，构建由实体三维模型组成的增强现实场景，并将所述增强现实场景发送至所述增强现实采集与呈现终端；所述增强现实采集与呈现终端还用于展示所述增强现实场景给用户；所述增强现实处理中心用于提供识别图像库、场景知识库、三维模型库、目标信息库和外界信息库。优选地，所述增强现实采集与呈现终端包括摄像头、头戴式显示器、头部动作跟踪模块、定位模块、投射器、无线通信模块和信息处理模块，所述摄像头用于采集所述视频信息；所述头部动作跟踪模块用于跟踪用户头部转动信息；所述定位模块用于对用户的位置进行定位，将位置信息经所述信息处理模块处理后发送至所述头戴式显示器进行显示，并将所述位置信息通过所述无线通信模块发送至所述增强现实处理中心；所述投射器用于将所述增强现实场景投射到所述头戴式显示器上进行显示。优选地，所述头部动作跟踪模块包括重力感应传感器、陀螺仪和红外传感器。优选地，所述定位模块包括卫星定位系统芯片和传感器芯片所述传感器芯片包括六轴陀螺仪传感器、加速度传感器、地磁传感器和气压传感器芯片。优选地，所述增强现实支撑平台包括信息引接存储模块、信息整编处理模块和增强现实场景构建模块，所述信息引接存储模块用于接收来自所述增强现实处理中心的所述目标与外界信息、所述场景知识信息，还由于接收来自所述增强现实采集与呈现终端的所述视频信息和所述传感信息，并存储所述目标与外界信息、所述场景知识信息、所述视频信息和所述传感信息；所述信息整编处理模块用于对存储的所述视频信息进行图像识别，根据图像识别的结果对标识物进行跟踪生成识别后的视频信息，用于根据所述传感信息跟踪用户头部动作，通过所述识别后的视频信息和所述场景知识信息进行场景知识关联，根据用户头部动作跟踪结果和场景知识关联结果进行三维模型调用生成三维模型信息，还用于对所述目标信息和外界信息进行整编与转换，对整编与转换后的结果进行融合叠加以生成外界信息和目标信息；所述增强现实场景构建模块用于利用所述外界信息、所述目标信息、所述三维模型信息和所述识别后的视频信息进行三维空间场景构建与转换。优选地，所述增强现实场景构建模块包括信息引接单元、信息处理单元和实体三维模型构建单元，所述信息引接单元用于根据所述三维模型库，提取所述识别后的视频信息中的地形数据、模型数据和纹理数据；所述信息处理单元用于根据实体管理表建立实体显示表，结合所述识别后的视频信息和定位信息进行模型调用、特效处理，预测所需纹理信息；所述实体三维模型构建单元用于根据所述所需纹理信息，加载所述地形数据、所述模型数据和所述纹理数据以构建所述实体三维模型。优选地，所述所需纹理信息包括分辨率、经纬度范围、时间。优选地，所述增强现实场景为包括基础地理模型、静态地物模型、运动标识物模型和三维队标四个层次标识的多层模型信息。优选地，所述基础地理模型层用于展现数字高程模型、数字正射影像图、数字表面模型、基础地形要素矢量数据；所述静态地物模型层主用于展现重要建筑物、工事的三维模型；所述运动标识物模型用于展现车辆、飞行器、人员的运动；所述三维队标用于展现战场要素标识模型。优选地，所述增强现实处理中心还用于实现多用户协同操作，将不具约束冲突的模型信息呈现给多个用户。实施本专利技术实施例，具有如下有益效果：本专利技术提供的基于精确定位和增强现实的消防作战三维可视化指挥系统可以精确的对每个消防员进行运动跟踪和定位，并在此基础上利用增强现实技术为其提供精准的三维态势信息和可视化指挥信息，以便更好地进行监控管理和调度。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本专利技术的一些实施例，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是本专利技术实施例一提供的基于精确定位和增强现实的消防作战三维可视化指挥系统的原理图。图2是图1所示的增强现实采集与呈现终端的结构示意图。图3是图1所示的增强现实支撑平台的结构示意图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。实施例一本专利技术实施例提供了一种基于精确定位和增强现实的消防作战三维可视化指挥系统。参见图1，该基于精确定位和增强现实的消防作战三维可视化指挥系统包括增强现实采集与呈现终端100、增强现实支撑平台200和增强现实处理中心300。具体地，在本实施例中，所述增强现实采集与呈现终端100用于采集视频信息、传感信息，并发送至所述增强现实支撑平台200；所述增强现实支撑平台200用于根据来自所述增强现实采集与呈现终端100的所述视频信息和所述传感信息，来自所述增强现实处理中心300的目标与外界信息和场景知识进行信息融合，构建由实体三维模型组成的增强现实场景，并将所述增强现实场景发送至所述增强现实采集与呈现终端100；所述增强现实采集与呈现终端100还用于展示所述增强现实场景给用户；所述增强现实处理中心300用于提供识别图像库、场景知识库、三维模型库、目标信息库和外界信息库。图2是图1所示的增强现实采集与呈现终端的结构示意图。如图2所示，所述增强现实采集与呈现终端100包括摄像头110、头戴式显示器120、头部动作跟踪模块130、定位模块140、投射器150、无线通信模块160和信息处理模块170，其中，所述摄像头110用于采集所述视频信息；所述头部动作跟踪模块130用于跟踪用户头部转动信息；所述定位模块140用于对用户的位置进行定位，将位置信息经信息处理模块170处理后发送至所述头戴式显示器120进行显示，并将所述位置信息通过所述无线通信模块160发送至所述增强现实处理中心300；所述投射器150用于将所述增强现实场景投射到所述头戴式显示器120上进行显示。头盔式显示器(Head-本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种基于精确定位和增强现实的消防作战三维可视化指挥系统，其特征在于，包括增强现实采集与呈现终端、增强现实支撑平台和增强现实处理中心，所述增强现实采集与呈现终端用于采集视频信息和传感信息，并发送至所述增强现实支撑平台；所述增强现实支撑平台用于根据来自所述增强现实采集与呈现终端的所述视频信息和所述传感信息，来自所述增强现实处理中心的目标与外界信息和场景知识进行信息融合，构建由实体三维模型组成的增强现实场景，并将所述增强现实场景发送至所述增强现实采集与呈现终端；所述增强现实采集与呈现终端还用于展示所述增强现实场景给用户；所述增强现实处理中心用于提供识别图像库、场景知识库、三维模型库、目标信息库和外界信息库。

【技术特征摘要】
1.一种基于精确定位和增强现实的消防作战三维可视化指挥系统，其特征在于，包括增强现实采集与呈现终端、增强现实支撑平台和增强现实处理中心，所述增强现实采集与呈现终端用于采集视频信息和传感信息，并发送至所述增强现实支撑平台；所述增强现实支撑平台用于根据来自所述增强现实采集与呈现终端的所述视频信息和所述传感信息，来自所述增强现实处理中心的目标与外界信息和场景知识进行信息融合，构建由实体三维模型组成的增强现实场景，并将所述增强现实场景发送至所述增强现实采集与呈现终端；所述增强现实采集与呈现终端还用于展示所述增强现实场景给用户；所述增强现实处理中心用于提供识别图像库、场景知识库、三维模型库、目标信息库和外界信息库。2.根据权利要求1中所述的基于精确定位和增强现实的消防作战三维可视化指挥系统，其特征在于，所述增强现实采集与呈现终端包括摄像头、头戴式显示器、头部动作跟踪模块、定位模块、投射器、无线通信模块和信息处理模块，所述摄像头用于采集所述视频信息；所述头部动作跟踪模块用于跟踪用户头部转动信息；所述定位模块用于对用户的位置进行定位，将位置信息经所述信息处理模块处理后发送至所述头戴式显示器进行显示，并将所述位置信息通过所述无线通信模块发送至所述增强现实处理中心；所述投射器用于将所述增强现实场景投射到所述头戴式显示器上进行显示。3.根据权利要求2中所述的基于精确定位和增强现实的消防作战三维可视化指挥系统，其特征在于，所述头部动作跟踪模块包括重力感应传感器、陀螺仪和红外传感器。4.根据权利要求2中所述的基于精确定位和增强现实的消防作战三维可视化指挥系统，其特征在于，所述定位模块包括卫星定位系统芯片和传感器芯片所述传感器芯片包括六轴陀螺仪传感器、加速度传感器、地磁传感器和气压传感器芯片。5.根据权利要求1中所述的基于精确定位和增强现实的消防作战三维可视化指挥系统，其特征在于，所述增强现实支撑平台包括信息引接存储模块、信息整编处理模块和增强现实场景构建模块，所述信息引接存储模块用于接收来自所述增强现实处理中心的所述目标与外界信息、所述场景知识信息，还由于接收来自所述增强现实采集与呈现终端的所述视频信息和所述传感信息，并存储所述目标与外界信息、所述场景知识信息、所述视频信...

【专利技术属性】
技术研发人员：姜飞，
申请(专利权)人：深圳市皓华网络通讯股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44