[发明专利]基于虚拟现实和体感技术的火灾逃生训练系统

说明书

本发明公开了一种基于虚拟现实和体感技术的火灾逃生训练系统，包括主控器、输入设备、输出设备和训练模块，其中输入设备包括键盘、鼠标和体感设备；输出设备包括虚拟现实显示器、耳机和显示屏；训练模块包括模型数据库、训练信息库、触发器和动作分类器；其中：所述主控器用于接收输入设备输入的信息，并将信息保存在训练模块中，控制训练模块的进程以及通过输出设备输出信息；所述键盘和鼠标用于人工输入训练信息，所述体感设备用于采集人体运动信息；所述虚拟现实显示器用于显示虚拟现实场景的画面，所述耳机用于播放声音；所述模型数据库用于存储系统需要的虚拟现实中的场景、物品、人物、轨迹、动画、动作、声音、奖励动画；所述训练信息库用于记录场景标识、难度、训练方式、奖励效果标识和训练记录；所述触发器用于检测虚拟现实场景中的主角是否碰到特定的物品或到达某个范围；所述动作分类器用于提前对不同种类的动作进行了学习和记录，并在训练过程中实时根据体感设备采集的人体动作的特征进行分类。

技术领域

本发明涉及计算机辅助技术，具体来讲涉及、虚拟现实、体感技术和机器学习，用于训练火灾逃生技能。

背景技术

自从深度摄像头实现民用化以来，深度摄像头开始广泛应用于游戏、监控等领域，有些摄像头不但可以探测深度图像，还能识别人体，又称为体感摄像头，使用机器学习中的分类算法对体感摄像头采集的人体的不同动作数据进行学习，可以实现对动作的分类识别，本系统使用虚拟现实作为主要显示设备，应用机器学习算法对体感摄像头采集的人体动作进行分类，通过控制虚拟现实场景中的主角做出与人相同的动作，从而实现和场景中其它人或物的互动，系统以训练体验者在遇到火灾时能够正确完成逃生为目的，提供了多个火灾场景，通过教学和提示一步步引导体验者完成相应的任务，并以虚拟奖励提升其积极性，系统的训练分为多个步骤和难度，每次训练前可以进行选择，系统也会记录体验者每次的训练情况，并自动调整下一次训练。

发明内容

本发明公开了一种基于虚拟现实和体感技术的火灾逃生训练系统，提供了学校、家庭和超市三个不同的火灾场景，以训练在不同场景中的火灾逃生技能，训练的方式可分为教学、分步训练和整体训练，并且可进行重复训练，系统在开发阶段通过体感设备对人体的动作进行采集，并为训练过程中需要用到的动作按类别进行人工标识，然后通过机器学习的算法对已经具备标识的动作进行学习，生成一个动作分类器，在训练过程中，通过体感设备采集人体动作，并使用动作分类器对动作进行分类，然后控制虚拟场景中的主角做出相应动作，再通过虚拟现实设备向体验者呈现场景，系统会根据体验者上次的训练记录或手动设置的情况自动安排本次的训练，当体验者根据系统的引导完成一定任务后，系统自动启动奖励机制，反之则显示任务失败字样，最后更新训练记录。

为实现本发明之目的，采用以下技术方案予以实现：

一种基于虚拟现实和体感技术的火灾逃生训练系统，包括主控器、输入设备、输出设备和训练模块，其中输入设备包括键盘、鼠标和体感设备；输出设备包括虚拟现实显示器、耳机和显示屏；训练模块包括模型数据库、训练信息库、触发器和动作分类器；其中：

所述主控器用于接收输入设备输入的信息，并将信息保存在训练模块中，控制训练模块的进程以及通过输出设备输出信息；

所述键盘和鼠标用于人工输入训练信息，所述体感设备用于采集人体运动信息；

所述虚拟现实显示器用于显示虚拟现实场景的画面，所述耳机用于播放声音；

所述模型数据库用于存储系统需要的虚拟现实中的场景、物品、人物、轨迹、动画、动作、声音、奖励动画；所述训练信息库用于记录场景标识、难度、训练方式、奖励效果标识和训练记录；所述触发器用于检测虚拟现实场景中的主角是否碰到特定的物品或到达某个范围；所述动作分类器用于提前对不同种类的动作进行了学习和记录，并在训练过程中实时根据体感设备采集的人体动作的特征进行分类。

所述的基于虚拟现实和体感技术的火灾逃生训练系统，其中：