消防情景仿真系统和方法技术方案

本发明专利技术提供一种消防情景仿真系统，包括主控制系统、带有加热模块和多个光点的加热衣、构建燃烧时间与燃烧温度对应关系的虚拟火场模块以及位置追踪模块，通过探测所述多个光点以确定所述加热衣在虚拟火场模块中的位置。主控制系统根据燃烧时间得出虚拟火场模块中燃烧物各位置的温度，通过加热衣在虚拟火场模块中的位置，得出所述加热衣至燃烧物的距离，据此折算出所述加热衣需要达到的温度并加热模块将执行加热。本发明专利技术还提供对应上述仿真系统的仿真方法，通过该仿真系统和方法，操作者通过身上的加热衣，能够很好地模拟出火灾现场特有的紧急状态，尤其是火势带给人体的温度变化，大大提高了实战模拟的真实度。

Fire scene simulation system and method

The invention provides a fire fighting scene simulation system, which includes a main control system, a heating clothes with heating modules and multiple light spots, a virtual fire field module for constructing the relationship between combustion time and combustion temperature, and a position tracking module. The position of the heating clothes in the virtual fire field module is determined by detecting the multiple light points. Set. According to the burning time, the main control system obtains the temperature of the burning objects in the virtual fire field module. The distance between the heating clothes and the burning objects is obtained by the position of the heating clothes in the virtual fire field module. According to the distance, the temperature that the heating clothes need to reach is calculated and the heating module will execute the heating. The invention also provides a simulation method corresponding to the above-mentioned simulation system. Through the simulation system and method, the operator can simulate the special emergency state of the fire scene through the heating clothes on his body, especially the temperature change brought by the fire, which greatly improves the reality of the actual combat simulation.

【技术实现步骤摘要】
消防情景仿真系统和方法
本专利技术涉及VR仿真领域，尤其涉及一种消防情景仿真系统和方法。
技术介绍
虚拟现实(VirtualReality)仿真(simulation)技术，或称为模拟技术，就是用一个系统模仿另一个真实系统的技术。虚拟仿真实际上是一种可创建和体验虚拟世界(VirtualWorld)的计算机系统。此种虚拟世界由计算机生成，可以是现实世界的再现，亦可以是构想中的世界，用户可借助视觉、听觉及触觉等多种传感通道与虚拟世界进行自然的交互。它是以仿真的方式给用户创造一个实时反映实体对象变化与相互作用的三维虚拟世界，并通过头盔显示器(HMD)、数据手套等辅助传感设备，提供用户一个观测与该虚拟世界交互的三维界面，使用户可直接参与并探索仿真对象在所处环境中的作用与变化，产生沉浸感。VR技术是计算机技术、计算机图形学、计算机视觉、视觉生理学、视觉心理学、仿真技术、微电子技术、多媒体技术、信息技术、立体显示技术、传感与测量技术、软件工程、语音识别与合成技术、人机接口技术、网络技术及人工智能技术等多种高新技术集成之结晶。其逼真性和实时交互性为系统仿真技术提供有力的支撑。传统虚拟仿真消防情景中，使用模拟画面进行交互，体验者在操作演练时仅能模拟一部分空间上的行动，对于消防场景特有的紧急状态，火灾现场的变化、发热场景的变化等无法进行模拟。对体验者而言，模拟的真实性较弱，难以达到仿真效果。
技术实现思路
为了解决现有技术存在的问题，本专利技术提供一种消防情景仿真系统，包括主控制系统，以及加热衣，包括其内部的加热模块和表面的多个光点；虚拟火场模块，通过构建燃烧时间与燃烧温度的对应关系，模拟火场中燃烧物的燃烧过程；位置追踪模块，通过探测所述多个光点以确定所述加热衣在所述虚拟火场模块中的位置；其中，所述主控制系统根据当前燃烧时间得出所述虚拟火场模块中燃烧物各位置的温度，所述位置追踪模块实时将所述加热衣在所述虚拟火场模块中的位置信息传至所述主控制系统，由所述主控制系统得出所述加热衣至燃烧物的距离；所述主控制系统根据所述加热衣至燃烧物的距离和所述虚拟火场模块中燃烧物各位置的温度，折算出所述加热衣需要达到的温度，所述加热模块将加热衣加热至需要达到的温度。可选的，主控制系统通过蓝牙模块发送加热的控制命令给所述加热模块以启动加热程序，将加热衣加热至需要达到的温度。可选的，所述位置追踪模块为红外光学位置追踪模块，通过三角重构的方法得出多个光点在空间中的位置信息，以计算出所述加热衣在所述虚拟火场模块中的位置。可选的，所述红外光学位置追踪模块有多个，设置于所述虚拟火场模块的上方。可选的，所述加热衣内部具有多个加热模块，所述主控制系统根据所述加热衣的不同部位到燃烧物的距离和所述虚拟火场模块中燃烧物各位置的温度，折算出所述加热衣的不同部位需要达到的温度，由多个不同的加热模块对加热衣的不同部位分别进行加热。可选的，所述多个加热模块分布在所述加热衣的头、手臂，腿、脚和腰等各部位。可选的，所述的消防情景仿真系统还包括佩戴于头部的显示器，以及用于选择消防情景的情景设置手柄；所述显示器和情景设置手柄上均设置有光点，以被所述位置追踪模块感知位置，并在所述显示器中进行情景显示。可选的，所述的消防情景仿真系统还包括视频线连接盒、连接主控制系统的无线发射器和连接显示器的无线接收器，在所述显示器中进行情景显示的方法是：所述主控制系统通过所述加热衣在所述虚拟火场模块中的位置信息计算当前情景中的渲染画面，并输出到视频线连接盒，然后将画面通过无线发射器发出，再由无线接收器接收以后，传输到所述显示器上以将渲染的画面显示给用户。本专利技术还提供一种消防情景仿真方法，包括：提供主控制系统和加热衣，所述加热衣包括其内部的加热模块和表面的多个光点；虚拟火场模块，通过构建燃烧时间与燃烧温度的对应关系，模拟火场中燃烧物的燃烧过程；位置追踪模块，通过探测所述多个光点以确定所述加热衣在所述虚拟火场模块中的位置；所述主控制系统根据当前燃烧时间得出所述虚拟火场模块中燃烧物各位置的温度；所述位置追踪模块实时根据所述加热衣在所述虚拟火场模块中的位置信息得出所述加热衣至燃烧物的距离，并传至所述主控制系统；以及所述主控制系统根据所述加热衣至燃烧物的距离和所述虚拟火场模块中燃烧物各位置的温度，折算出所述加热衣需要达到的温度，所述加热模块将加热衣加热至需要达到的温度。可选的，还包括提供情景设置手柄，在虚拟火场模块中燃烧物开始燃烧前，通过情景设置手柄设置仿真场景。本专利技术提供一种消防情景仿真系统，包括主控制系统、带有加热模块和多个光点的加热衣、构建燃烧时间与燃烧温度对应关系的虚拟火场模块以及位置追踪模块，通过探测所述多个光点以确定所述加热衣在虚拟火场模块中的位置。主控制系统根据燃烧时间得出虚拟火场模块中燃烧物各位置的温度，位置追踪模块实时将加热衣在虚拟火场模块中的位置信息传至主控制系统，由主控制系统得出所述加热衣至燃烧物的距离；主控制系统根据该距离和所述虚拟火场模块中燃烧物各位置的温度，折算出所述加热衣需要达到的温度并加热模块将执行加热。本专利技术还提供对应上述仿真系统的仿真方法，通过该仿真系统和方法，操作者通过身上的加热衣，能够很好地模拟出火灾现场特有的紧急状态，尤其是火势带给人体的温度变化，大大提高了实战模拟的真实度。附图说明图1为本专利技术一实施例所述消防情景仿真系统的结构图。图2为本专利技术一实施例所述虚拟火场模块中木屋火灾场景的温度曲线。具体实施方式以下结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步详细说明。根据下面说明和权利要求书，本专利技术的优点和特征将更清楚。需说明的是，附图均采用非常简化的形式且均使用非精准的比率，仅用以方便、明晰地辅助说明本专利技术实施例的目的。本专利技术提供一种消防情景仿真系统，如图1所示，包括主控制系统10，以及加热衣20，包括其内部的加热模块21和表面的多个光点22；虚拟火场模块30，通过构建燃烧时间与燃烧温度的对应关系，模拟火场中燃烧物的燃烧过程；位置追踪模块40，通过探测所述多个光点22以确定所述加热衣20在所述虚拟火场模块30中的位置；其中，所述主控制系统10根据当前燃烧时间得出所述虚拟火场模块30中燃烧物各位置的温度，所述位置追踪模块40实时将所述加热衣20在所述虚拟火场模块30中的位置信息传至所述主控制系统10，由所述主控制系统10得出所述加热衣20至燃烧物的距离；所述主控制系统10根据所述加热衣20至燃烧物的距离和所述虚拟火场模块30中燃烧物各位置的温度，折算出所述加热衣20需要达到的温度，所述加热模块21将加热衣20加热至需要达到的温度。在本实施例中，主控制系统10通过蓝牙模块发送加热的控制命令给所述加热模块21以启动加热程序，将加热衣20加热至需要达到的温度。如图1所示，本实施例的所述加热衣20内部具有多个加热模块21，分布在所述加热衣20的头、手臂，腿、脚和腰等各部位，具体分布在加热衣20的位置本专利技术不作限制，加热衣20上加热模块21越多，能够模拟的火灾发热场景就越逼真。具体而言，所述主控制系统10根据所述加热衣20的不同部位(对应不同的加热模块21)到燃烧物的距离和所述虚拟火场模块30中燃烧物各位置的温度，折算出所述加热衣20的不同部位需要达到的温度，由多个不同的加热模块21对加本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种消防情景仿真系统，其特征在于，包括主控制系统，以及加热衣，包括其内部的加热模块和表面的多个光点；虚拟火场模块，通过构建燃烧时间与燃烧温度的对应关系，模拟火场中燃烧物的燃烧过程；位置追踪模块，通过探测所述多个光点以确定所述加热衣在所述虚拟火场模块中的位置；其中，所述主控制系统根据当前燃烧时间得出所述虚拟火场模块中燃烧物各位置的温度，所述位置追踪模块实时将所述加热衣在所述虚拟火场模块中的位置信息传至所述主控制系统，由所述主控制系统得出所述加热衣至燃烧物的距离；所述主控制系统根据所述加热衣至燃烧物的距离和所述虚拟火场模块中燃烧物各位置的温度，折算出所述加热衣需要达到的温度，所述加热模块将加热衣加热至需要达到的温度。

【技术特征摘要】
1.一种消防情景仿真系统，其特征在于，包括主控制系统，以及加热衣，包括其内部的加热模块和表面的多个光点；虚拟火场模块，通过构建燃烧时间与燃烧温度的对应关系，模拟火场中燃烧物的燃烧过程；位置追踪模块，通过探测所述多个光点以确定所述加热衣在所述虚拟火场模块中的位置；其中，所述主控制系统根据当前燃烧时间得出所述虚拟火场模块中燃烧物各位置的温度，所述位置追踪模块实时将所述加热衣在所述虚拟火场模块中的位置信息传至所述主控制系统，由所述主控制系统得出所述加热衣至燃烧物的距离；所述主控制系统根据所述加热衣至燃烧物的距离和所述虚拟火场模块中燃烧物各位置的温度，折算出所述加热衣需要达到的温度，所述加热模块将加热衣加热至需要达到的温度。2.如权利要求1所述的消防情景仿真系统，其特征在于，主控制系统通过蓝牙模块发送加热的控制命令给所述加热模块以启动加热程序，将加热衣加热至需要达到的温度。3.如权利要求1所述的消防情景仿真系统，其特征在于，所述位置追踪模块为红外光学位置追踪模块，通过三角重构的方法得出多个光点在空间中的位置信息，以计算出所述加热衣在所述虚拟火场模块中的位置。4.如权利要求3所述的消防情景仿真系统，其特征在于，所述红外光学位置追踪模块有多个，设置于所述虚拟火场模块的上方。5.如权利要求1所述的消防情景仿真系统，其特征在于，所述加热衣内部具有多个加热模块，所述主控制系统根据所述加热衣的不同部位到燃烧物的距离和所述虚拟火场模块中燃烧物各位置的温度，折算出所述加热衣的不同部位需要达到的温度，由多个不同的加热模块对加热衣的不同部位分别进行加热。6.如权利要求5所述的消防情景仿真系统，其特征在于，所...

【专利技术属性】
技术研发人员：田超，刘玉栋，
申请(专利权)人：武汉市晋升科技有限公司，
类型：发明
国别省市：湖北,42