一种用于港区事故应急培训的悬浮交互系统技术方案

本发明专利技术公开了一种用于港区事故应急培训的悬浮交互系统，包括场景构建模块、悬浮显示终端和交互模块，所述场景构建模块与悬浮显示终端控制连接，交互模块与场景构建模块控制连接，悬浮显示终端由机身、显示模块、光学分光模块和光学反射模块组成，交互模块由空间坐标定位模块、手势识别模块、模板库数据储存模块和双向映射策略构建模块组成；该发明专利技术安全可靠，通过该交互系统的使用可摆脱传统穿戴式设备的束缚，将港区事故演练与培训的三维场景直接投射到空气中，观看者可以用手直接穿过悬浮在空中的三维图像，并通过交互模块的使用，实现了沉浸式三维场景的事故演练与培训交互，提高了演练和培训的质量。了演练和培训的质量。了演练和培训的质量。

A suspension interactive system for emergency training of port accidents

【技术实现步骤摘要】
一种用于港区事故应急培训的悬浮交互系统


[0001]本专利技术涉及事故应急领域，具体为一种用于港区事故应急培训的悬浮交互系统。

技术介绍

[0002]港区储罐是火灾、爆炸等突发事故的高危地区，任何意外产生的明火都可能引燃仓储物质，或者使其产生爆炸；港区储罐泄露引起的池火灾、喷射火、蒸汽云爆炸等典型储罐事故具有安全风险高、扑救难度大、易失控蔓延等特点，严重威胁人员财产安全；
[0003]港区储罐事故属于大尺度、多维空间问题，开展实训比较困难，而计算机模拟仿真则具有安全、高效、成本低廉的特点，已发展为事故应急演练与培训的重要手段，美国在Naval Research Laboratory的工作人员研发的三维火灾应急预案系统的基础上，结合实际情况，设计实现了针对矿井火灾的救援逃生系统；Alabama大学学者通过三维可视化技术研究开发了一套在火灾中选择求生路线的软件，中国地质大学利用虚拟现实技术对锅炉爆炸事故进行模拟；中国矿业大学将火灾救援系统与三维可视化技术联系起来，设计完成了一套基于空间建筑物的火灾模拟系统；中国科学技术大学和中国矿业大学合作开发了针对大空间建筑火灾的特点，研究建立了大空间建筑火灾虚拟现实系统；
[0004]但上述技术实现三维沉浸式场景体验需要借助穿戴设备，存在穿戴不便、头晕、长时间观看不舒适等体验问题；因此，现阶段专利技术出一种用于港区事故应急培训的悬浮交互系统是非常有必要的。

技术实现思路

[0005]本专利技术的目的在于提供一种用于港区事故应急培训的悬浮交互系统，以解决上述
技术介绍
中提出现有技术实现三维沉浸式场景体验需要借助穿戴设备，存在穿戴不便、头晕、长时间观看不舒适等体验问题的问题。
[0006]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种用于港区事故应急培训的悬浮交互系统，包括场景构建模块、悬浮显示终端和交互模块，所述场景构建模块与悬浮显示终端控制连接，交互模块与场景构建模块控制连接，悬浮显示终端由机身、显示模块、光学分光模块和光学反射模块组成，机身上分别安装有显示模块、光学分光模块和光学反射模块，交互模块由空间坐标定位模块、手势识别模块、模板库数据储存模块和双向映射策略构建模块组成。
[0007]优选的，所述场景构建模块由场景数据采集模块、三维信息数据库构建模块、三维模型数据传输模块、Unity3D开发引擎模块、数据调取模块和港区三维场景模型构建模块组成。
[0008]优选的，所述场景数据采集模块与三维信息数据库构建模块控制连接，三维信息数据库构建模块与三维模型数据传输模块控制连接。
[0009]优选的，所述三维模型数据传输模块与Unity3D开发引擎模块控制连接，Unity3D开发引擎模块与数据调取模块均与港区三维场景模型构建模块控制连接。
[0010]优选的，所述显示模块由主机、显示器、动态背光控制模块和多媒体接口模块组成。
[0011]优选的，所述主机和显示器上均设置有多媒体接口模块，主机和显示器之间通过多媒体接口模块信号连接，显示器内设置有动态背光控制模块。
[0012]优选的，所述空间坐标定位模块与手势识别模块之间通过信号连接，模板库数据储存模块与手势识别模块之间通过信号连接，手势识别模块与双向映射策略构建模块之间通过信号连接。
[0013]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：该专利技术安全可靠，通过该交互系统的使用可摆脱传统穿戴式设备的束缚，将港区事故演练与培训的三维场景直接投射到空气中，观看者可以用手直接穿过悬浮在空中的三维图像，并通过交互模块的使用，实现了沉浸式三维场景的事故演练与培训交互，提高了演练和培训的质量。
附图说明
[0014]图1为本专利技术的整体立体透视结构示意图；
[0015]图2为本专利技术的模块结构示意图；
[0016]图3为本专利技术的系统流程图；
[0017]图中：1、场景构建模块；2、悬浮显示终端；3、交互模块；11、场景数据采集模块；12、三维信息数据库构建模块；13、三维模型数据传输模块；14、Unity3D开发引擎模块；15、数据调取模块；16、港区三维场景模型构建模块；21、机身；22、显示模块；23、光学分光模块；24、光学反射模块；221、主机；222、显示器；223、动态背光控制模块；224、多媒体接口模块；31、空间坐标定位模块；32、手势识别模块；33、模板库数据储存模块；34、双向映射策略构建模块。
具体实施方式
[0018]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0019]请参阅图1
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3，本专利技术提供的一种实施例：一种用于港区事故应急培训的悬浮交互系统，包括场景构建模块1、悬浮显示终端2和交互模块3，场景构建模块1与悬浮显示终端2控制连接，交互模块3与场景构建模块1控制连接，悬浮显示终端2由机身21、显示模块22、光学分光模块23和光学反射模块24组成，机身21上分别安装有显示模块22、光学分光模块23和光学反射模块24，交互模块3由空间坐标定位模块31、手势识别模块32、模板库数据储存模块33和双向映射策略构建模块34组成；场景构建模块1由场景数据采集模块11、三维信息数据库构建模块12、三维模型数据传输模块13、Unity3D开发引擎模块14、数据调取模块15和港区三维场景模型构建模块16组成；场景数据采集模块11与三维信息数据库构建模块12控制连接，三维信息数据库构建模块12与三维模型数据传输模块13控制连接；三维模型数据传输模块13与Unity3D开发引擎模块14控制连接，Unity3D开发引擎模块14与数据调取模块15均与港区三维场景模型构建模块16控制连接；显示模块22由主机221、显示器222、动态
背光控制模块223和多媒体接口模块224组成；主机221和显示器222上均设置有多媒体接口模块224，主机221和显示器222之间通过多媒体接口模块224信号连接，显示器222内设置有动态背光控制模块223；空间坐标定位模块31与手势识别模块32之间通过信号连接，模板库数据储存模块33与手势识别模块32之间通过信号连接，手势识别模块32与双向映射策略构建模块34之间通过信号连接。
[0020]工作原理：使用时，通过场景数据采集模块11采集港区储罐布置情况，开展储罐、建筑物、地形地貌等各类构筑物的三维建模，并将三维建模数据存储到三维信息数据库构建模块12中，在使用时，通过三维模型数据传输模块13将建立好的三维模型导入到Unity3D开发引擎中，通过Unity3D开发引擎模块14，采用光滑粒子模型对储罐事故物理碰撞及粒子效果进行渲染，然后通过数据调取模块15调取应急预案和培训演练脚本，根据应急预案和培训演练脚本，通过港区三维场景模型构建模块16制作演练与培训的动态三维场景；本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种用于港区事故应急培训的悬浮交互系统，包括场景构建模块(1)、悬浮显示终端(2)和交互模块(3)，其特征在于：所述场景构建模块(1)与悬浮显示终端(2)控制连接，交互模块(3)与场景构建模块(1)控制连接，悬浮显示终端(2)由机身(21)、显示模块(22)、光学分光模块(23)和光学反射模块(24)组成，机身(21)上分别安装有显示模块(22)、光学分光模块(23)和光学反射模块(24)，交互模块(3)由空间坐标定位模块(31)、手势识别模块(32)、模板库数据储存模块(33)和双向映射策略构建模块(34)组成。2.根据权利要求1所述的一种用于港区事故应急培训的悬浮交互系统，其特征在于：所述场景构建模块(1)由场景数据采集模块(11)、三维信息数据库构建模块(12)、三维模型数据传输模块(13)、Unity3D开发引擎模块(14)、数据调取模块(15)和港区三维场景模型构建模块(16)组成。3.根据权利要求2所述的一种用于港区事故应急培训的悬浮交互系统，其特征在于：所述场景数据采集模块(11)与三维信息数据库构建模块(12)控制连接，三维信息数据库构建模块(12)与三维模型数据传输模块(13)控制...

【专利技术属性】
技术研发人员：王培人，许家帅，李子龙，韩雪，毕金强，尚东方，辛全波，马瑞鑫，
申请(专利权)人：交通运输部天津水运工程科学研究所，
类型：发明
国别省市：