交互式虚拟现实消防训练系统技术方案

提供一种交互式虚拟现实消防训练系统，包括：主机系统、头盔和模拟喷水枪。主机系统包括：第一信息模块，生成表示虚拟现实空间的第一3D可视化信息；以及第二信息模块，生成表示与虚拟现实空间相对应的虚拟火灾场景的第二3D可视化信息。头盔的第一显示装置根据第一和第二3D可视化信息显示虚拟现实空间和正在虚拟现实空间中发生的虚拟火灾场景。训练学员根据头盔的第一显示装置中显示的3D可视化信息操作模拟喷水枪，主机系统根据模拟喷水枪的操作情况产生新的第二3D可视化信息，以使训练学员看到改变的虚拟火灾场景。通过将虚拟现实技术应用到消防训练体系中，最大程度地真实还原事故场景，训练形象逼真，真实感强，可以提高训练效果。

【技术实现步骤摘要】
交互式虚拟现实消防训练系统
本技术的实施例涉及一种模拟消防训练系统，尤其涉及一种交互式虚拟现实消防训练系统。
技术介绍
目前的消防培训、指挥、训练方式主要包括常规的体能训练、车辆和消防器材的熟悉和使用以及对重点单位、道路水源等情况的熟悉掌握等。在培训中以文字、2D和3D动画演示、或者以发生的火灾抢救现场录像资料为主，辅以固定的虚拟3D场景训练。由于成本和安全的考虑，不能在建筑物内产生大火，因此即便是实际消防器材的操作培训，也只限于在教师形成的小规模的火场场景下，训练如何使用灭火器、喷水枪等器材。在现有的消防培训中，训练成本高，训练收效少，在耗费大量人力、物力和财力的同时，训练效果却难以评估；缺乏仿真的实景消防预演功能和消防工作的机动性训练，无法为消防部门提供日常时亲身体验重点单位结构环境的机会，和特定消防事故、火灾现场突发状况等现场模拟训练的“预实践”，以及未来的灭火作战方式手段论证探讨的途径；训练缺乏针对性，无法为消防部门提供真实的展现实际环境中易燃易爆场所结构及设备、操作程序和工艺流程。
技术实现思路
本技术的目的旨在解决现有技术中存在的上述问题和缺陷的至少一个方面。本技术一个方面的实施例提供一种交互式虚拟现实消防训练系统，可以模拟火灾扑救的过程，提高消防训练效果。根据本技术的一个方面的实施例，提供一种交互式虚拟现实消防训练系统，包括：主机系统、头盔和模拟喷水枪。主机系统包括：第一信息模块，被配置成表示虚拟现实空间的第一3D可视化信息；以及第二信息模块，被配置成生成表示与所述虚拟现实空间相对应的虚拟火灾场景的第二3D可视化信息。头盔被佩戴在训练学员的头部，所述头盔包括第一显示装置，所述第一显示装置被配置成根据所述第一和第二3D可视化信息显示虚拟现实空间和正在所述虚拟现实空间中发生的所述虚拟火灾场景。模拟喷水枪，被配置成使得所述训练学员根据头盔的第一显示装置中显示的3D可视化信息操作所述模拟喷水枪，所述主机系统根据所述模拟喷水枪的操作情况产生新的第二3D可视化信息，以使训练学员看到改变的虚拟火灾场景。根据本技术的一种实施例的交互式虚拟现实消防训练系统，还包括检测装置，被配置成检测所述头盔的运动轨迹，所述主机系统根据所述运动轨迹改变所述虚拟现实空间和虚拟火灾场景。根据本技术的一种实施例的交互式虚拟现实消防训练系统，所述检测装置包括：多个红外发射器，安装在所述头盔的不同位置，并被配置成发射红外线；以及接收器，被配置成接收所述红外线以产生表示所述头部的运动轨迹的信号。根据本技术的一种实施例的交互式虚拟现实消防训练系统，所述模拟喷水枪包括：壳体，具有与真实喷水枪大致相同的外部轮廓；以及喷水开关装置，安装在所述壳体上，所述喷水开关装置的操作状态表示所述模拟喷水枪的喷水情况，所述主机系统根据所述喷水开关装置的操作状态改变所述虚拟火灾场景，以在第一显示装置上观察虚拟的喷水情况和虚拟火灾被扑灭的过程。根据本技术的一种实施例的交互式虚拟现实消防训练系统，所述喷水开关装置具有：表示模拟未喷水情况的初始位置；表示模拟伞式喷水情况的第一位置；以及表示模拟柱式喷水情况的第二位置。根据本技术的一种实施例的交互式虚拟现实消防训练系统，所述模拟喷水枪还包括：移动开关装置，安装在所述壳体上，所述移动开关装置的操作状态表示训练学员在所述虚拟现实空间中的移动方向，所述主机系统根据所述移动开关装置的操作状态改变所述虚拟现实空间并产生与改变后的虚拟现实空间相对应的虚拟火灾场景。根据本技术的一种实施例的交互式虚拟现实消防训练系统还包括：脚踏开关装置，由训练学员通过脚部驱动，所述脚踏开关装置的操作状态表示训练学员在所述虚拟现实空间中的移动方向，所述主机系统根据所述移动开关装置的操作状态改变所述虚拟现实空间并产生与改变后的虚拟现实空间相对应的虚拟火灾场景。根据本技术的一种实施例的交互式虚拟现实消防训练系统，所述模拟喷水枪还包括：姿态传感器，被配置成感应所述喷水枪的姿态，所述主机系统根据所述姿态和所述喷水开关装置的操作状态改变所述模拟火灾场景。根据本技术的一种实施例的交互式虚拟现实消防训练系统，所述姿态传感器包括陀螺仪或者加速度计。根据本技术的一种实施例的交互式虚拟现实消防训练系统，所述模拟喷水枪还包括：振动装置，被配置成根据所述模拟喷水枪的喷水情况产生振动，以表示模拟喷水枪在喷水状态下的受力变化。根据本技术的一种实施例的交互式虚拟现实消防训练系统，所述主机系统还包括自动指挥模块，被配置成根据所述火灾场景消失的情况，改变所述虚拟现实空间并产生与改变后的虚拟现实空间相对应的虚拟火灾场景，以指挥训练学员改变模拟喷水操作。根据本技术的一种实施例的交互式虚拟现实消防训练系统，所述模拟喷水枪还包括无线收发器，被配置成与所述主机系统进行无线通信。根据本技术的一种实施例的交互式虚拟现实消防训练系统，还包括教师指挥系统，包括：第二显示装置，被配置成与所述头盔同步显示所述虚拟火灾场景；以及操作台，被配置成通过教师的操作改变所述虚拟现实空间并产生与改变后的虚拟现实空间相对应的虚拟火灾场景。根据本技术的一种实施例的交互式虚拟现实消防训练系统，所述教师设置系统还包括与操作台通信的操作盒体，教师手持所述操作盒体通过手动操作改变所述虚拟现实空间并产生与改变后的虚拟现实空间相对应的虚拟火灾场景。根据本技术的一种实施例的交互式虚拟现实消防训练系统，所述教师指挥系统还包括：对话装置，被配置成与训练学员进行对话。根据本技术的一种实施例的交互式虚拟现实消防训练系统，所述主机系统还包括：评估模块，被配置成根据训练学员的操作情况确定训练学员的训练成绩。根据本技术的一种实施例的交互式虚拟现实消防训练系统，所述评估模块进一步被配置成在训练学员的操作动作针对正在显示的虚拟现实空间和虚拟火灾场景不符合预定存在规程的情况下对训练学员发出警告信息和指导训练学员采取正确操作动作的信息。在根据本技术的上述各个实例性实施例的交互式虚拟现实消防训练系统，将虚拟现实技术应用到消防训练体系中，培训学员可以根据显示的虚拟现实空间和发生在虚拟现实空间中的虚拟火灾场景，虚拟操作模拟喷水枪，使得虚拟火灾场景发生变化，最大程度地真实还原事故场景，训练形象逼真，真实感强，可以提高训练效果。通过下文中参照附图对本技术所作的描述，本技术的其它目的和优点将显而易见，并可帮助对本技术有全面的理解。附图说明图1显示根据本技术的一个示例性实施例的交互式虚拟现实消防训练系统的原理方框图；图2显示根据本技术的一个示例性实施例的交互式虚拟现实消防训练系统的方框图；图3显示根据本技术的一个示例性实施例的交互式虚拟现实消防训练系统的头盔的立体示意图；图4显示根据本技术的一个示例性实施例的交互式虚拟现实消防训练系统的模拟喷水枪的侧视图；图5显示图4所示的模拟喷水枪的俯视图；图6显示图4所示的模拟喷水枪的轴向剖视图；图7显示图4所示的模拟喷水枪内的电子结构的分解示意图；图8显示模拟喷水枪内的喷水开关装置的立体示意图；图9显示模拟喷水枪内的移动装置及喷水模式装置的立体示意图；图10显示本技术的一个示例性实施例的操作盒体的立体本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种交互式虚拟现实消防训练系统，其特征在于，包括：主机系统，包括：第一信息模块，被配置成生成表示虚拟现实空间的第一3D可视化信息；以及第二信息模块，被配置成生成表示与所述虚拟现实空间相对应的虚拟火灾场景的第二3D可视化信息；头盔，被佩戴在训练学员的头部，所述头盔包括第一显示装置，所述第一显示装置被配置成根据所述第一和第二3D可视化信息显示虚拟现实空间和正在所述虚拟现实空间中发生的所述虚拟火灾场景；以及模拟喷水枪，被配置成使得所述训练学员根据头盔的第一显示装置中显示的3D可视化信息操作所述模拟喷水枪，所述主机系统根据所述模拟喷水枪的操作情况产生新的第二3D可视化信息，以使训练学员看到改变的虚拟火灾场景。

【技术特征摘要】
1.一种交互式虚拟现实消防训练系统，其特征在于，包括：主机系统，包括：第一信息模块，被配置成生成表示虚拟现实空间的第一3D可视化信息；以及第二信息模块，被配置成生成表示与所述虚拟现实空间相对应的虚拟火灾场景的第二3D可视化信息；头盔，被佩戴在训练学员的头部，所述头盔包括第一显示装置，所述第一显示装置被配置成根据所述第一和第二3D可视化信息显示虚拟现实空间和正在所述虚拟现实空间中发生的所述虚拟火灾场景；以及模拟喷水枪，被配置成使得所述训练学员根据头盔的第一显示装置中显示的3D可视化信息操作所述模拟喷水枪，所述主机系统根据所述模拟喷水枪的操作情况产生新的第二3D可视化信息，以使训练学员看到改变的虚拟火灾场景。2.根据权利要求1所述的交互式虚拟现实消防训练系统，其特征在于，还包括检测装置，被配置成检测所述头盔的运动轨迹，所述主机系统根据所述运动轨迹改变所述虚拟现实空间和虚拟火灾场景。3.根据权利要求2所述的交互式虚拟现实消防训练系统，其特征在于，所述检测装置包括：多个红外发射器，安装在所述头盔的不同位置，并被配置成发射红外线；以及接收器，被配置成接收所述红外线以产生表示所述头部的运动轨迹的信号。4.根据权利要求1-3中的任一项所述的交互式虚拟现实消防训练系统，其特征在于，所述模拟喷水枪包括：壳体，具有与真实喷水枪大致相同的外部轮廓；以及喷水开关装置，安装在所述壳体上，所述喷水开关装置的操作状态表示所述模拟喷水枪的喷水情况，所述主机系统根据所述喷水开关装置的操作状态改变所述虚拟火灾场景，以在第一显示装置上观察虚拟的喷水情况和虚拟火灾被扑灭的过程。5.根据权利要求4所述的交互式虚拟现实消防训练系统，其特征在于，所述喷水开关装置具有：表示模拟未喷水情况的初始位置；表示模拟伞式喷水情况的第一位置；以及表示模拟柱式喷水情况的第二位置。6.根据权利要求4所述的交互式虚拟现实消防训练系统，其特征在于，所述模拟喷水枪还包括：移动开关装置，安装在所述壳体上，所述移动开关装置的操作状态表示训练学员在所述虚拟现实空间中的移动方向，所述主机系统根据所述移动开关装置的操作状态改变所述虚拟现实空间并产生与改变后的虚拟现实空间相对应的虚拟火灾场景。7.根据权利要求4所述的交互式虚拟现实消防训练系统，其特征在于，还包括：脚踏开关装置，由训练学员通过脚部驱动，所述脚踏开关装置的操作状态表示训练学员在所述虚拟现实空间中的移动方...

【专利技术属性】
技术研发人员：唐斌斌，于红宇，王罡，
申请(专利权)人：北京航天慧工科技有限公司，
类型：新型
国别省市：北京,11