一种基于虚拟现实技术的建筑火灾逃生演练系统技术方案

本发明专利技术提供一种基于虚拟现实技术的建筑火灾逃生演练系统，包括学员实践模块、虚拟现实演练模块和控制台模块；所述学员实践模块包括头戴式立体显示单元、消防过程实践单元和消防装备使用单元；所述虚拟现实演练模块包括三维场景构建单元、火灾态势呈现单元和预案推演呈现单元；所述控制台模块包括角色设置单元、作战力量部署单元和指挥调度单元。本发明专利技术提供的基于虚拟现实技术的建筑火灾逃生演练系统，可以有效地提升人们对火灾的认知能力并学会必备的火灾逃生技能。

【技术实现步骤摘要】
一种基于虚拟现实技术的建筑火灾逃生演练系统
本专利技术涉及消防逃生领域，特别的涉及一种基于虚拟现实技术的建筑火灾逃生演练系统。
技术介绍
随着城镇化步伐的加快，城市规模不断扩大，城市安全生产显得日显重要，消防工作是国民经济和社会发展的重要组成部分，消防指战员面临着如何做好消防救援工作的社会性难题。日渐增大的灾害危险性和救援难度对消防指战员灭火救援能力的要求也越来越高，从现代灾害和灭火救援的发展趋势来看，减小灾难危害、提高消防指战员灭火救援能力的最有效方式就是加强消防部队的专业化训练，采取基地化模拟训练是大势所趋，利于提高灭火救援训练的针对性和有效性。目前，传统逃生训练方式的基地实战训练，不仅存在了太多的局限性，而且消耗了巨大的人力、财力、物力，产生的效果不理想，普通大众也没有多少参与感，学习不到消防常识和必要的逃生技能。
技术实现思路
针对以上问题，本专利技术专利目的在于设计了一种基于虚拟现实技术的建筑火灾逃生演练系统，依托虚拟现实技术构建一个公共建筑火灾逃生系统，有效地提升人们对火灾的认知能力并学会必备的火灾逃生技能。本专利技术具体的技术方案如下：一种基于虚拟现实技术的建筑火灾逃生演练系统，包括学员实践模块、虚拟现实演练模块和控制台模块，所述学员实践模块、虚拟现实演练模块和控制台模块依次连接；其中，所述学员实践模块用于演练人员进行消防逃生演练，包括头戴式立体显示单元、消防过程实践单元和消防装备使用单元；所述虚拟现实演练模块用于构建三维场景模型，并结合火灾态势、模型立体空间位置信息通过三维建模将灾害现场的灾害环境、消防设备模型加载到三维场景中，所述虚拟现实演练模块包括三维场景构建单元、火灾态势呈现单元和预案推演呈现单元；所述控制台模块用于设置参与训练的学员角色并进行指挥调度，所述控制台模块包括角色设置单元、作战力量部署单元和指挥调度单元。具体的，本专利技术所述火灾态势呈现单元包括火灾模型呈现子单元、火势蔓延呈现子单元和烟雾蔓延呈现子单元。具体的，本专利技术所述三维场景构建单元构建的虚拟场景模型库包括建筑模型、办公区、会议室、走廊和灭火救援装备。具体的，本专利技术所述头戴式立体显示单元用于显示系统产生的演练模拟场景，并跟踪演练人员的视线轨迹显示相应角度的模拟场景。具体的，本专利技术所述预案推演呈现单元用于结合所构建的三维场景模型，在虚拟场景中进行预案编制并构成预案数据库。本专利技术提出的一种基于虚拟现实技术的建筑火灾逃生演练系统，将虚拟现实技术应用于消防训练，可大大提高训练效率，实现训练数字化，并降低训练成本，有助于提高消防员的灭火救援技能和指挥决策能力。相对于传统的训练手段，其主要优势有以下几点：构建逼真的火灾场景、模拟火场突发情况、构建逼真的火灾场景、模拟火场突发情况、提高训练效率、重复利用训练成本低、无污染和危害、可扩展性强、提高训练效率等。附图说明以下参照附图对本专利技术实施例作进一步说明，其中：图1是本专利技术一种基于虚拟现实技术的建筑火灾逃生演练系统的模块图；图2是本专利技术的火灾态势呈现单元的模块图。具体实施方式下面结合附图和具体实施例对本专利技术作进一步的详细说明。本专利技术提出了一种基于虚拟现实技术的建筑火灾逃生演练系统，请参阅图1，包括学员实践模块、虚拟现实演练模块和控制台模块，所述学员实践模块、虚拟现实演练模块和控制台模块依次连接；其中，所述学员实践模块用于演练人员进行消防逃生演练，包括头戴式立体显示单元、消防过程实践单元和消防装备使用单元；所述虚拟现实演练模块用于构建三维场景模型，并结合火灾态势、模型立体空间位置信息通过三维建模将灾害现场的灾害环境、消防设备模型加载到三维场景中，所述虚拟现实演练模块包括三维场景构建单元、火灾态势呈现单元和预案推演呈现单元；所述控制台模块用于设置参与训练的学员角色并进行指挥调度，所述控制台模块包括角色设置单元、作战力量部署单元和指挥调度单元。具体的，请参阅图2，所述火灾态势呈现单元包括火灾模型呈现子单元、火势蔓延呈现子单元和烟雾蔓延呈现子单元。可燃物的燃烧常常伴随着火焰，火焰是发光、发热的气体区域，火焰本身是由粒子组成的。火灾模型呈现子单元通过粒子模拟火灾模型。对于建筑火灾,它们首先发生在一个房间或房间的一部分，然后蔓延到相邻的房间或区域及整个地板，最终蔓延到整个建筑。火势蔓延呈现子单元模拟其发展过程大致可以分为初期增长阶段、充分发展阶段和衰减阶段。火灾中的烟雾主要是由粒子组成，它是燃烧或热分解产生的悬浮于大气中的炭黑粒子，具有一定的减光性，严重影响人们的视线，使得人们很难确定火灾的发展方向和找到安全的疏散路线。烟雾蔓延呈现子单元计算烟雾的透光度，并模拟烟雾蔓延的态势。具体的，所述三维场景构建单元构建的虚拟场景模型库包括建筑模型、办公区、会议室、走廊和灭火救援装备。以三维立体显示为展示手段，人机交互为操作模式，模拟各类火灾场景中的战术要点和工具使用方式，达到训练消防人员的目的。具体的，所述头戴式立体显示单元用于显示系统产生的演练模拟场景，并跟踪演练人员的视线轨迹显示相应角度的模拟场景。消防人员交互行为的模拟最主要的部分就是对灭火器使用的模拟与对灭火动作的模拟。具体的，所述预案推演呈现单元用于结合所构建的三维场景模型，在虚拟场景中进行预案编制并构成预案数据库。预案推演呈现单元主要基于虚拟现实技术，结合构建的救援预案管理库，构建动态灭火救援预案推演方案，在发生险情时，根据险情性质筛选预案，选择需要的预案并启动进入虚拟场景救援预案阶段。控制台模块功能包括：选择场景、选择着火地点、设置参与训练的学员角色、切换观察视角、综合评价学员等内容。教员可设置参与训练学员在本次训练中扮演的角色，包括侦查队员、灭火队员、救援队员、通信队员等。教员还可以在已选择的场景中，进一步进行环境设置，包括时间、天气、气温、风向、风力等元素，同一场景还可以不断变化等。学员实践模块包括：头戴式立体显示、消防过程实践、消防装备使用、多人协同训练、指挥AI、训练结果统计显示等内容。系统通过网络将各学员实践端进行连接，便可支持小队多人同场景的协同训练，使每个学员的头盔视景中可实时观察到其他学员的动作、实时交流、协同配合。以上所述本专利技术的具体实施方式，并不构成对本专利技术保护范围的限定。任何根据本专利技术的技术构思所做出的各种其他相应的改变与变形，均应包含在本专利技术权利要求的保护范围内。本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于虚拟现实技术的建筑火灾逃生演练系统，其特征在于，包括学员实践模块、虚拟现实演练模块和控制台模块，所述学员实践模块、虚拟现实演练模块和控制台模块依次连接；其中，所述学员实践模块用于演练人员进行消防逃生演练，包括头戴式立体显示单元、消防过程实践单元和消防装备使用单元；所述虚拟现实演练模块用于构建三维场景模型，并结合火灾态势、模型立体空间位置信息通过三维建模将灾害现场的灾害环境、消防设备模型加载到三维场景中，所述虚拟现实演练模块包括三维场景构建单元、火灾态势呈现单元和预案推演呈现单元；所述控制台模块用于设置参与训练的学员角色并进行指挥调度，所述控制台模块包括角色设置单元、作战力量部署单元和指挥调度单元。

【技术特征摘要】
1.一种基于虚拟现实技术的建筑火灾逃生演练系统，其特征在于，包括学员实践模块、虚拟现实演练模块和控制台模块，所述学员实践模块、虚拟现实演练模块和控制台模块依次连接；其中，所述学员实践模块用于演练人员进行消防逃生演练，包括头戴式立体显示单元、消防过程实践单元和消防装备使用单元；所述虚拟现实演练模块用于构建三维场景模型，并结合火灾态势、模型立体空间位置信息通过三维建模将灾害现场的灾害环境、消防设备模型加载到三维场景中，所述虚拟现实演练模块包括三维场景构建单元、火灾态势呈现单元和预案推演呈现单元；所述控制台模块用于设置参与训练的学员角色并进行指挥调度，所述控制台模块包括角色设置单元、作战力量部署单元和指挥调度单元。2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟...

【专利技术属性】
技术研发人员：盛杰，向志权，
申请(专利权)人：天维尔信息科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：广东,44