[发明专利]一种虚拟消防演练系统

说明书

本发明公开了一种虚拟消防演练系统。该系统包括：实体灭火器、定位器、光塔、VR头盔和控制器；所述实体灭火器供用户操作控制开关状态和喷射方向，所述定位器被安装在所述实体灭火器上，所述光塔被布置在演练场所并用于发射红外信号；利用光塔、定位器和VR头盔采集实体灭火器的位置和喷射方向以及VR头盔的位置和视角方向，动态生成VR图像在VR头盔上显示。本发明能够给受训人员提供真实的灭火器材使用的训练，并且能够基于受训人员的动作动态生成VR图像，为受训人员提供较为全面和逼真的训练环境和设备。

技术领域

本发明属于消防技术领域，更具体地，涉及一种虚拟消防演练系统。

背景技术

消防技能是专业消防人员所必须掌握的基本技能，而即便对于广大的普通市民，也需要对相关知识有所了解并有一些基本的体验。

为提高学习和训练的效果，逼真的场景营造必不可少。即便对于专业的消防人员，火场的营造也并非一项简单容易的事情。首先，真实的火场带有一定的危险性；其二，真实的火场需要一定的场地；其三，采用真实火场训练的费用比较高。因此，即便是专业人员的消防训练也只是在必要时采用真实的火场进行训练。而对于非专业人员，由于基础知识掌握不一定到位，进行实景演练危险性更大。

因此逼真、安全、场地要求低的消防训练有比较大的需求，而随着虚拟现实技术(VR)的进步，采用计算机虚拟消防训练正成为解决这一问题的重要途径。

现有的消防训练系统大多集中在解决场景构建、火场仿真、火灾逃生等几方面，综合运用场景模拟、仿真计算、消防知识运用，并结合实物半实物组建系统，以达到消防训练的目的。现有的消防训练系统由于各自采取的技术途径、训练情景、训练内容、训练重点等方面各不相同，最后产品呈现出来在技术上、训练重点、适用性等方面也是各有侧重。

专利CN201811491083.3矿井外因火灾事故虚拟仿真及应急逃生训练方法及系统，主要是针对矿井对象的特点，采用火灾事故数值模拟方法对火场进行动态模拟，采用虚拟现实构建场景，结合应急逃生的相关知识引导训练，能在较为逼真的场景中体验和训练。

专利CN201810763717.X基于Unity 3D技术的森林火灾消防虚拟仿真系统构建方法，是针对森林火灾的训练，采用森林火灾数值模拟方法对火势烟雾等进行动态模拟，采用虚拟现实构建森林场景，训练人员对于火势的判断和灭火的过程的正确性，能提供逼真的森林火灾的训练场景。

专利CN201710786256.3一种基于虚拟现实的建筑自动消防设施仿真实训系统，针对建筑消防设施的使用要求，通过构建虚拟环境和消防设施，训练人员在消防过程当中的准确判断和正确行动的能力。

专利201810401718.X一种消防仿真虚拟平台，通过模拟IM虚拟环境的场景和火灾现场的情况，运用半实物消防工具实现灭火训练，主要用于灭火救援模拟培训。

专利CN201810307701.8消防情景仿真系统和方法，在模拟火场的同时，重点在于采用加热衣的方法，模拟出火场的温度变化，以增强火场的逼真程度。

专利CN201810404463.2一种具有评价功能的消防教学训练系统，在模拟火灾事故场景的同时，重点放在解决消防多人多角色的协同操作的练习上。

专利CN201310180231.0全景式火灾紧急逃生的虚拟现实系统，在构建预定场所的三维虚拟火灾场景的前提下，重点解决在场景中漫游的设备，包括座椅、信号采集设备等，体验者只是沉浸式学习而无法进行相关操作的练习。

上述几种专利公开的消防训练系统存在以下不足之处：(1)大多是采用VR环境中的虚拟灭火模型进行仿真或者以讲解培训的形式展开，应用这些系统进行演练，受训人员缺乏对于真实的灭火器材使用的训练；(2)对于受训人员操作动作的捕捉和反馈不足，受训人员在场景的活动表现不足。

发明内容