[发明专利]交互式虚拟现实消防训练系统

说明书

技术领域

本发明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。

背景技术

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。

发明内容

本发明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。

本发明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。

根据本发明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。

根据本发明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。

根据本发明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。

根据本发明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。

根据本发明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。

根据本发明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。

根据本发明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。

根据本发明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。

根据本发明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。

根据本发明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。