一种应急安全演练宣教设备制造技术

一种应急安全演练宣教设备，包括计算机运算单元、虚拟现实模拟单元、语音识别对讲单元、设备控制单元以及固定壳体；所述虚拟现实模拟单元用以实现人机交互；所述壳体，用于固定壳体内供热单元、喷液单元、新风系统、灯光系统、语音识别对讲单元、显示单元；所述语音识别对讲单元，用于识别语音中的特定关键字，同时在多机演练时提供实时的语音对讲功能；所述设备控制单元，控制灯光系统、新风系统、环境温度感应和红外人体温度感应器、供热单元；所述计算机运算单元，用于应急安全演练宣教设备的运算、通信、存储和显示模块；所述新风系统，用于排出设备内的空气，防止高温对人体产生伤害；所述供热单元，用于增强现实需要，产生并输送热量。

【技术实现步骤摘要】
一种应急安全演练宣教设备
本专利技术属于信息技术与自动化
，特别涉及一种基于虚拟现实技术与自动化控制技术的应急安全演练宣教设备。
技术介绍
火灾是和平年代破坏力最大的安全杀手，给人民生命财产安全构成严重的威胁。日常消防安全教育主要是宣传和实战演习，在提高人民对火灾危害认识和一定条件下的火灾扑救技能取得了一定的效果.日常消防演练一般是实战演习，通过事故预案模拟一起火灾事故，然后组织人员疏散和灭火.但是，目前的实战消防演练方式存在着很大的不足：（1）这种演练方式是以单位为安全培训对象，目标是让参与演习人员熟悉单位环境和逃生路径，以及正确的逃生方法和火灾初期灭火技能，如正确的操作灭火器、灭火毯等。该方法虽然能取得一定的实战演练效果，但是会耗费大量的人力物力.（2）因为参与人员众多，相互效仿演练很难锻炼个体在应急情况下的反应能力.（3）演习不能定期举行，灭火演练不能常态化，时间长了容易遗忘，使得演练流于形式，不能取得实质性的宣教效果.（4）家庭火灾是消防安全事故的高发区，针对家庭防火通常以宣传火灾危害为主，娱乐和交互性不强，居民学习热情不高，因缺乏有效的灭火技能，在火灾初期形成时不能正确选用并操作灭火工具，贻误了最佳灭火时机，爆发的火灾事故给家庭造成重大财产损失，甚至是付出生命代价.（5）地震、泥石流等自然灾害应急安全演练宣传教育具有相似的情况及问题.近年来，国内外开发了虚拟现实技术设备平台，利用三维建模工具和人体感知技术构件不同的3D场景，并借助计算机输入设备、数据手套、手柄、三维定位跟踪器等输入设备，对虚拟的三维实体进行交互操作.这种虚拟现实技术广泛应用于医疗、娱乐、游戏领域，但是在应急安全演练，特别是消防安全演练方面国内外还没有公开专利。
技术实现思路
本专利技术所要解决的问题在于，运用虚拟现实技术构建出一个仿真的3D应急安全应用场景，并虚拟出实际生活中存在的道具提供给演练者。为了增强交互性，通过动作捕捉技术和操控器进行模拟操作；为了增强现实感，通过供热单元、喷液单元、新风系统等程序自动化控制部件模拟出合适的温度、气流环境；为了提升宣教效果，虚拟现实模拟出的应急安全场景以及演练过程在通过头戴式显示设备呈现给演练者的同时，外置的显示设备可以将虚拟画面实时呈现给观众观摩演练；为了增强互动性，构建了联机演练功能，可以同时多台设备联机演练，让演练者通过语音对讲功能实时交互、分配演练任务；为了让演练者熟悉报警过程中需要说明的相关内容，构件了模拟报警功能，利用语音识别技术对演练者报警过程中的对话进行关键字识别，判定演练者能否将恰当地表述报警所需要提供的关键性信息；为了解决相这问题，本申请提供了一种应急安全演练宣教设备，其特征在于，包括计算机运算单元、虚拟现实模拟单元、语音识别对讲单元、设备控制单元以及固定壳体；所述虚拟现实模拟单元，包括头戴式显示装置、动作捕捉器和操控器，头戴式显示装置用以展示模拟场景，动作捕捉器和操控器用以实现人机交互；所述壳体，壳体是仓体主体，壳体内设有供热单元、喷液单元、新风系统、灯光系统、语音识别对讲单元、显示单元，壳体为封闭或部分封闭装置，包括内壳体和外壳体.所述语音识别对讲单元，包括声音采集系统、实时语音传输系统，语音识别系统，上述系统可识别语音中的特定关键字，同时在多机演练时提供实时的语音对讲功能；所述设备控制单元，控制灯光系统、新风系统、环境温度感应和红外人体温度感应器、供热单元.所述计算机运算单元，进一步包括：运算模块、存储模块、输入输出接口，显示模块，其中所述运算模块，用于提供整个应急安全演练宣教设备的运算、通信平台；所述存储模块，用于储存演练者的个人信息、演练过程、演练结果、演练数据分析、演练内容；输入输出设备，用于提供语音识别对讲单元、设备控制单元、虚拟现实模拟单元所需的硬件设备的接口；所述显示模块，用于学习和/或将演练者的演练画面实时呈现给观众观摩演练.所述动作捕捉器用于监测演练者在设备内的身体和手部动作，并在三维场景中体现出来，实现人机交互；所述操控器，用于演练者与三维场景中的虚拟道具、人或物的人机交互，实现相应的动作和行为；所述头戴式显示设备，用于将虚拟现实单元模拟出的三维场景和道具实时呈现给演练者，并实时监测演练者的头部运动状态.环境温度感应器和红外人体温度感应器，分别监测仓内环境温度和人体皮肤温度，将上述温度数据传送给计算机运算单元，当人体皮肤温度数据高于设定的耐受值，无论环境温度数据是否高于模拟场景中的介值燃烧温度值的对应值，均开启新风系统，关闭或调低供热单元的供热力度值；当人体皮肤温度数据低于设定的耐受值，当环境温度数据是高于模拟场景中的介值燃烧温度值的对应值，开启新风系统，关闭或调低供热单元的供热力度值；当人体皮肤温度数据低于设定的耐受值，当温度数据低于模拟场景中的介值燃烧温度值的对应值，则关闭新风系统，打开或调高供热单元的供热力度.所述灯光系统，包括人体感应组件、顶灯、壁灯和底灯；所述新风系统，用于排出设备内的空气，与供热单元配合实现设备内的温度调节，同时在温度超过一定阈值时排除热空气，防止高温对人体产生伤害；所述供热单元，用于配合虚拟场景增强现实需要，产生并输送热量，包括发热单元、传输部件和热发散头；所述喷液单元，用于输送、喷射液体，包括蓄水装置、传输部件和喷头.所述声音采集系统，用于采集演练者的声音，通过降噪算法去除环境噪音；所述语音识别对讲单元，用于识别演练报警对话过程中的特定关键字，当识别出关键字的指向为求救时，开启警报器；所述实时语音传输系统，用于联机演练时的实时语音对讲.该设备用于模拟火灾初期灭火，演练人员通过头戴式显示设备、操控器与三维场景中的虚拟人和/物实现人机交互，演练人员通过正确选择灭火道具、正确操作灭火道具和使用灭火道具三个步骤后模拟结束.该设备用于模拟报警演练场景，演练人员通过头戴式显示设备、操控器、语音识别对讲单元实现模拟报警，包括正确拨打报警电话、准确的回答报警过程中的全部问题两个步骤.该系统包括模拟火场逃生演练，演练人员通过头戴式显示设备、操控器实现模拟火场逃生，其演练内容包括选择逃生路径、逃生方法及规范动作和行为.该设备用于包括联机演练，多名演练人员通过头戴式显示设备、操控器、语音识别对讲单元实现语音对讲，模拟初期灭火、报警、制作逃生工具，以训练演练团队人员综合应急处理能力、组织协调和配合能力.所述人体皮肤温度数据高于设定的耐受值根据男女和年龄的不同进行区别设定，12岁以下儿童为40℃，12-18岁为41℃，18岁以上男的为45℃、女的43℃.所述的介值燃烧温度值的对应值是指根据真实介值温度不同时段燃烧温度高低进行设计的参照值，如厨房场景时，油温初始燃烧温度为140度，其参照值为36度，当场景内燃烧介质增加时，如橱柜开始燃烧，真实环境温度为180度，壳体内温度参照值为40度；设备壳体内人所在位置温度值由公式确定，上述设备壳体内人所在位置温度值公式中，Tmax为火源处温度；T0为常温20℃;t为时间；S为空间体积；k为燃烧介质；L为壳体内人离发热单元的距离.当模拟燃烧介质为油烟火灾时，设备壳体内人所在位置温度值由计算公式：当模拟燃烧介质为纤维火灾时，设备壳体内人所在的温度值计算公式：在上述温度感应的调节下，可以便于演练者本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种应急安全演练宣教设备，其特征在于，包括计算机运算单元、虚拟现实模拟单元、语音识别对讲单元、设备控制单元以及固定壳体；所述虚拟现实模拟单元，包括头戴式显示装置、动作捕捉器和操控器，头戴式显示装置用以展示模拟场景，动作捕捉器和操控器用以实现人机交互；所述壳体，壳体内设有供热单元、喷液单元、新风系统、灯光系统、语音识别对讲单元、显示单元，壳体为封闭或部分封闭装置，包括内壳体和外壳体；所述语音识别对讲单元，包括声音采集系统、实时语音传输系统，语音识别系统，上述系统可识别语音中的特定关键字，同时在多机演练时提供实时的语音对讲功能；所述设备控制单元，控制灯光系统、新风系统、温度检测系统、供热单元。

【技术特征摘要】
1.一种应急安全演练宣教设备，其特征在于，包括计算机运算单元、虚拟现实模拟单元、语音识别对讲单元、设备控制单元以及固定壳体；所述虚拟现实模拟单元，包括头戴式显示装置、动作捕捉器和操控器，头戴式显示装置用以展示模拟场景，动作捕捉器和操控器用以实现人机交互；所述壳体，壳体内设有供热单元、喷液单元、新风系统、灯光系统、语音识别对讲单元、显示单元，壳体为封闭或部分封闭装置，包括内壳体和外壳体；所述语音识别对讲单元，包括声音采集系统、实时语音传输系统，语音识别系统，上述系统可识别语音中的特定关键字，同时在多机演练时提供实时的语音对讲功能；所述设备控制单元，控制灯光系统、新风系统、温度检测系统、供热单元。2.根据权利要求1所述应急安全演练宣教设备，其特征在于，所述计算机运算单元，进一步包括：运算模块、存储模块、输入输出接口，外置显示模块，其中所述运算模块，用于提供整个应急安全演练宣教设备的运算、通信平台；所述存储模块，用于储存演练者的个人信息、演练过程、演练结果、演练数据分析、演练内容；输入输出接口，用于提供语音识别对讲单元、设备控制单元、虚拟现实模拟单元所需的硬件设备的接口；所述外置显示模块，用于将演练者的演练画面实时呈现给观众学习或观摩演练。3.根据权利要求1所述应急安全演练宣教设备，其特征在于，所述动作捕捉器用于监测演练者在设备内的身体和手部动作，并在三维场景中体现出来，实现人机交互；所述操控器，用于演练者与三维场景中的虚拟道具、人或物的人机交互，实现相应的动作和行为；所述头戴式显示设备，用于将虚拟现实单元模拟出的三维场景和道具实时呈现给演练者，并实时监测演练者的头部运动状态。4.根据权利要求1所述的应急安全演练宣教设备，其特征在于，所述设备控制单元，进一步包括：环境温度感应器和红外人体温度感应器，分别监测仓内环境温度和人体皮肤温度，将上述温度数据传送给计算机运算单元，当人体皮肤温度数据高于设定的耐受值，无论环境温度数据是否高于模拟场景中的介值燃烧温度值的对应值，均开启新风系统，关闭或调低供热系统的供热力度值；当人体皮肤温度数据低于设定的耐受值，当环境温度数...

【专利技术属性】
技术研发人员：叶代武，
申请(专利权)人：广州市世平计算机科技有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44