基于Unity3D的虚拟消防培训装置制造方法及图纸

本发明专利技术提供一种基于Unity3D的虚拟消防培训装置，包括仿真灭火器、屏幕、监控摄像头、投影仪、VR设备、操作手柄以及监控终端，所述监控终端上安装有灭火实训软件，所述灭火实训软件包括消防教学单元、灭火虚拟演练单元和火灾隐患排查单元。本发明专利技术提供了一种基于Unity3D的虚拟消防培训装置，解决了现有虚拟灭火系统不能有效分辨测试者所用灭火器种类的问题且能够判断出测试者是否掌握了正确的灭火方式，有利于大幅度提升测试人员对灭火器灭火的掌握程度，另外还能够有效避免现实灭火实训中的危险性。

Virtual Fire Training Device Based on Unity3D

【技术实现步骤摘要】
基于Unity3D的虚拟消防培训装置
本专利技术属于消防培训领域，具体的说，涉及了一种基于Unity3D的虚拟消防培训装置。
技术介绍
目前我国的灭火培训主要采取理论结合实际演示/操作的方式，传统的二维虚拟灭火培训系统只提供了普通的动画展示，没有很好的沉浸感；现在也有一些虚拟灭火培训系统，但是该种系统对环境要求较高，逼真性不足，内容单一，而且不能有效分辨测试者所用灭火器种类，无法判断出测试者是否掌握了正确的灭火方式。为了解决以上存在的问题，人们一直在寻求一种理想的技术解决方案。
技术实现思路
本专利技术的目的是针对现有技术的不足，提供了一种基于Unity3D的虚拟消防培训装置。为了实现上述目的，本专利技术所采用的技术方案是：一种基于Unity3D的虚拟消防培训装置，包括仿真灭火器、屏幕、监控摄像头、投影仪、VR设备、操作手柄以及监控终端，所述监控终端上安装有灭火实训软件，所述灭火实训软件包括消防教学单元、灭火虚拟演练单元和火灾隐患排查单元；所述消防教学单元内存储有灭火器使用以及火灾逃生教学知识；所述投影仪与所述消防教学单元连接，用于在所述屏幕上投放显示灭火器使用以及火灾逃生教学知识；所述火灾隐患排查单元内存储有存在隐患物体的多种消防场景，所述VR设备与所述火灾隐患排查单元连接，用于实现所述消防场景的巡游；所述操作手柄与所述火灾隐患排查单元连接，用于在巡游过程中消除消防场景内的隐患物体；所述灭火虚拟演练单元内预存有多个具有唯一编号的虚拟着火场景，不同虚拟着火场景对应不同的着火方式和灭火方式；所述灭火虚拟演练单元与所述投影仪连接，根据着火指令调用对应的虚拟着火场景并通过所述投影仪投影在所述屏幕上，所述着火指令包括虚拟着火场景的编号；所述仿真灭火器用于发射红外图案到所述屏幕，并实时采集所述仿真灭火器的状态信息，不同仿真灭火器发射的红外图案不同；所述监控摄像头用于拍摄所述仿真灭火器在所述屏幕上形成的红外图案；所述灭火虚拟演练单元与所述监控摄像头和所述仿真灭火器连接，根据所述仿真灭火器的状态信息、所述监控摄像头拍摄的所述仿真灭火器形成的红外图案判断是否成功灭火，并根据灭火结果提示用户进行相应操作。本专利技术相对现有技术具有突出的实质性特点和显著的进步，具体的说，本专利技术提供了一种基于Unity3D的虚拟消防培训装置，解决了现有虚拟灭火系统不能有效分辨测试者所用灭火器种类的问题且能够判断出测试者是否掌握了正确的灭火方式，有利于大幅度提升测试人员对灭火器灭火的掌握程度，另外还能够有效避免现实灭火实训中的危险性。附图说明图1是本专利技术装置的结构组成示意图。图2是本专利技术灭火实训软件的软件流程框图。具体实施方式下面通过具体实施方式，对本专利技术的技术方案做进一步的详细描述。实施例1如图1和图2所示，一种基于Unity3D的虚拟消防培训装置，包括仿真灭火器、屏幕、监控摄像头、投影仪、VR设备、操作手柄以及监控终端；所述监控终端上安装有灭火实训软件，还设置有用于对所述监控终端进行操控的操控装置；所述灭火实训软件包括消防教学单元、灭火虚拟演练单元和火灾隐患排查单元；所述消防教学单元内存储有灭火器使用以及火灾逃生教学知识；所述投影仪与所述消防教学单元连接，用于在所述屏幕上投放显示灭火器使用以及火灾逃生教学知识；所述火灾隐患排查单元内存储有存在隐患物体的多种消防场景，所述VR设备与所述火灾隐患排查单元连接，用于实现所述消防场景的巡游；所述操作手柄与所述火灾隐患排查单元连接，用于在巡游过程中消除消防场景内的隐患物体；所述灭火虚拟演练单元内预存有多个具有唯一编号的虚拟着火场景，不同虚拟着火场景对应不同的着火方式和灭火方式；所述灭火虚拟演练单元与所述投影仪连接，根据着火指令调用对应的虚拟着火场景并通过所述投影仪投影在所述屏幕上，所述着火指令包括虚拟着火场景的编号；所述仿真灭火器用于发射红外图案到所述屏幕，并实时采集所述仿真灭火器的状态信息，不同仿真灭火器发射的红外图案不同；所述监控摄像头用于拍摄所述仿真灭火器在所述屏幕上形成的红外图案；所述监控摄像头前端设置有红外滤镜，所述红外滤镜用于滤除所述监控摄像头拍摄的图像中的激光以及增强所述监控摄像头拍摄的图像中的红外图案；所述灭火虚拟演练单元与所述监控摄像头和所述仿真灭火器连接，根据所述仿真灭火器的状态信息、所述监控摄像头拍摄的所述仿真灭火器形成的红外图案判断是否成功灭火，并根据灭火结果提示用户进行相应操作。本专利技术装置能够进行消防教学、虚拟灭火演练以及火灾隐患排查，安装的灭火实训软件能够借助Unity3D开发软件对3D场景模拟逼真度高且便于交互的特性，通过视觉与听觉相结合，提升虚拟灭火的仿真度和用户的体验感。其中，消防教学包含灭火器使用和火灾逃生两部分。灭火器使用部分通过声音、文字和图片的方式展现4种不同灭火器的使用方式和使用情景。逃生教学部分使用声音、文字、图片和视频的方式展现。进行消防教学时，通过所述监控终端向所述灭火实训软件发送消防教学指令，再由消防教学单元将已存储的灭火器使用以及火灾逃生教学知识投放显示在所述屏幕上，完成消防教学演示。虚拟灭火演练包含多个虚拟着火场景，不同虚拟着火场景要求使用不同灭火器灭火且支持多人灭火，通过仿真灭火器的状态信息、监控摄像头拍摄的红外图案判定是否灭火成功。在灭火成功或失败后提示用户进行相应操作。虚拟灭火演练开始时，所述监控终端向所述灭火实训软件发送着火指令，用户进入场景，提起仿真灭火器即可进行虚拟灭火交互。当判断成功灭火时执行清理现场操作，当判断灭火失败时执行逃生操作。火灾隐患排查分为工厂、家庭和办公室场景。在巡游过程中，通过操作手柄消除预先设置在消防场景内的隐患物体。火灾隐患排查开始时，所述监控终端向所述灭火实训软件发送隐患排查指令，用户进入软件，选择排查场景，特别的，还设置了操作手柄使用教学视频；进行巡游及隐患排查后展示排查结果。实施例2本实施例与实施例1的区别在于，提供了仿真灭火器的具体实施方式：所述仿真灭火器包括仿真灭火器主体和喷嘴，所述仿真灭火器主体为报废的空灭火器或与现行灭火器相同的灭火器道具，所述仿真灭火器本体上设置有灭火器状态检测单元，所述灭火器状态检测单元用于检测所述仿真灭火器的状态信息并上传给所述灭火虚拟演练单元；所述喷嘴前端设置有用于向外发射激光的激光发射器和用于向外发射红外光的红外发射器，所述红外发射器前端还设置有图像头，不同红外发射器前端的图像头形状不同。所述灭火器状态监测单元包括拉环插销开关量采集单元、按压柄模拟量采集单元、自身旋转位置感应单元、信息处理及控制单元和无线通信单元。所述拉环插销开关量采集单元设置在所述仿真灭火器的拉环插销处，用于采集所述拉环插销的开关状态；所述按压柄模拟量采集单元设置在所述仿真灭火器的按压柄处，用于采集所述按压柄的按下程度；所述自身旋转位置感应单元设置在所述仿真灭火器主体内部，用于检测所述仿真灭火器的运动状态；所述信息处理及控制单元设置在所述仿真灭火器主体内部，分别与所述拉环插销开关量采集单元、所述按压柄模拟量采集单元和所述自身旋转位置感应单元相连，用于接收所述拉环插销的开关状态、所述按压柄的按下程度和所述仿真灭火器的运动状态，并将所述拉环插销的开关状态、所述按压柄的按下程度以及所述仿真灭火器的运动状态转换为数本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种基于Unity3D的虚拟消防培训装置，其特征在于：包括仿真灭火器、屏幕、监控摄像头、投影仪、VR设备、操作手柄以及监控终端，所述监控终端上安装有灭火实训软件，所述灭火实训软件包括消防教学单元、灭火虚拟演练单元和火灾隐患排查单元；所述消防教学单元内存储有灭火器使用以及火灾逃生教学知识；所述投影仪与所述消防教学单元连接，用于在所述屏幕上投放显示灭火器使用以及火灾逃生教学知识；所述火灾隐患排查单元内存储有存在隐患物体的多种消防场景，所述VR设备与所述火灾隐患排查单元连接，用于实现所述消防场景的巡游；所述操作手柄与所述火灾隐患排查单元连接，用于在巡游过程中消除消防场景内的隐患物体；所述灭火虚拟演练单元内预存有多个具有唯一编号的虚拟着火场景，不同虚拟着火场景对应不同的着火方式和灭火方式；所述灭火虚拟演练单元与所述投影仪连接，根据着火指令调用对应的虚拟着火场景并通过所述投影仪投影在所述屏幕上，所述着火指令包括虚拟着火场景的编号；所述仿真灭火器用于发射红外图案到所述屏幕，并实时采集所述仿真灭火器的状态信息，不同仿真灭火器发射的红外图案不同；所述监控摄像头用于拍摄所述仿真灭火器在所述屏幕上形成的红外图案；所述灭火虚拟演练单元与所述监控摄像头和所述仿真灭火器连接，根据所述仿真灭火器的状态信息、所述监控摄像头拍摄的所述仿真灭火器形成的红外图案判断是否成功灭火，并根据灭火结果提示用户进行相应操作。...

【技术特征摘要】
1.一种基于Unity3D的虚拟消防培训装置，其特征在于：包括仿真灭火器、屏幕、监控摄像头、投影仪、VR设备、操作手柄以及监控终端，所述监控终端上安装有灭火实训软件，所述灭火实训软件包括消防教学单元、灭火虚拟演练单元和火灾隐患排查单元；所述消防教学单元内存储有灭火器使用以及火灾逃生教学知识；所述投影仪与所述消防教学单元连接，用于在所述屏幕上投放显示灭火器使用以及火灾逃生教学知识；所述火灾隐患排查单元内存储有存在隐患物体的多种消防场景，所述VR设备与所述火灾隐患排查单元连接，用于实现所述消防场景的巡游；所述操作手柄与所述火灾隐患排查单元连接，用于在巡游过程中消除消防场景内的隐患物体；所述灭火虚拟演练单元内预存有多个具有唯一编号的虚拟着火场景，不同虚拟着火场景对应不同的着火方式和灭火方式；所述灭火虚拟演练单元与所述投影仪连接，根据着火指令调用对应的虚拟着火场景并通过所述投影仪投影在所述屏幕上，所述着火指令包括虚拟着火场景的编号；所述仿真灭火器用于发射红外图案到所述屏幕，并实时采集所述仿真灭火器的状态信息，不同仿真灭火器发射的红外图案不同；所述监控摄像头用于拍摄所述仿真灭火器在所述屏幕上形成的红外图案；所述灭火虚拟演练单元与所述监控摄像头和所述仿真灭火器连接，根据所述仿真灭火器的状态信息、所述监控摄像头拍摄的所述仿真灭火器形成的红外图案判断是否成功灭火，并根据灭火结果提示用户进行相应操作。2.根据权利要求1所述的基于Unity3D的虚拟消防培训装置，其特征在于：所述仿真灭火器包括仿真灭火器主体和喷嘴，所述仿真灭火器主体为报废的空灭火器或与现行灭火器相同的灭火器道具，所述仿真灭火器本体上设置有灭火器状态检测单元，所述灭火器状态检测单元用于检测所述仿真灭火器的状态信息并上传给所述灭火虚拟演练单元；所述喷嘴前端设置有用于向外发射激光的激光发射器和用于向外发射红外光的红外发射器，所述红外发射器前端还设置有图像头，不同红外发射器前端的图像头形状不同。3.根据权利要求2所述的基于Unity3D的虚拟消防培训装置，其特征在于，所述灭火器状态监测单元包括：拉环插销开关量采集单元，所述拉环插销开关量采集单元设置在所述仿真灭火器的拉环插销处，用于采集所述拉环插销的开关状态；按压柄模拟量采集单元，所述按压柄模拟量采集单元设置在所述仿真灭火器的按压柄处，用于采集所述按压柄的按下程度；自身旋转位置感应单元，所述自身旋转位置感应单元设置在所述仿真灭火器主体内部，用于检测所述仿真灭火器的运动状态；信息处理及控制单元，所述信息处理及控制单元设置在所述仿真灭火器主体内部，分别与所述拉环插销开关量采集单元、所述按压柄模拟量采集单元和所述自身旋转位置感应单元相连，用于接收所述拉环插销的开关状态、所述按压柄的按下程度和所述仿真灭火器的运动状态，并将所述拉环插销的开关状态、所述按压柄的按下程度以及所述仿真灭火器的运动状态转换为数字信号，并为所述数字信号赋予ID信息，生成...

【专利技术属性】
技术研发人员：李振源，董生怀，薛明现，李建新，王占清，刘洁，李振伟，
申请(专利权)人：郑州万特电气股份有限公司，
类型：发明
国别省市：河南,41