[发明专利]一种基于虚拟现实与体感设备交互的安全体感教育系统

权利要求书

1.一种基于虚拟现实与体感设备交互的安全体感教育系统，其特征在于，包括：

伤害体感设备模块：用于对体感设备上的传感器进行控制，并针对不同体验场景生成对应的伤害特效动画；

虚拟现实仿真模块：用于对VR虚拟环境中的体验场景建模；

平台定位模块：通过采集对应的VR头盔上的传感器位置，对VR虚拟环境中人物的位置及视角进行定位；

裸手识别定位模块：用于对VR虚拟环境中人物的双手状态及位置进行识别定位；

中控模块：用于选择安全体感教育模式及控制虚拟场景的开启、体感设备的启动、体验场景的选择；

显示模块：用于展示各种场景的伤害特效动画，或者实时展现VR虚拟环境中的人物的视野画面；

数据库：用于记录各模块产生的数据信息。

2.根据权利要求1所述的一种基于虚拟现实与体感设备交互的安全体感教育系统，其特征在于：所述伤害体感设备模块包括多种体感设备，所述体感设备上指定位置设置有接触传感器，

当体感设备启动且接触传感器与人物的手接触时，所述接触传感器向伤害体感设备模块反馈信号，触发对应体验场景的伤害特效动画并上传到数据库中，

所述体感设备上的不同接触传感器对应不同体验场景的伤害特效。

3.根据权利要求2所述的一种基于虚拟现实与体感设备交互的安全体感教育系统，其特征在于：所述虚拟现实仿真模块会采集伤害体感设备模块中对应的不同体感设备的尺寸大小及相互之间的距离，

将不同体感设备的尺寸大小按1：1的比例尺在VR虚拟环境中建立设备模型，

在设备模型大小不变的情况下，根据不同体感设备相互之间的距离按k：1的比例尺将其空间位置关系进行等比放大，

在设备模型的基础上，根据不同体感设备之间等比放大后的空间位置关系建立VR虚拟环境中的体验场景模型，并以预制的起始点为原点，建立空间坐标系，并将体验场景模型的数据上传至数据库中。

4.根据权利要求3所述的一种基于虚拟现实与体感设备交互的安全体感教育系统，其特征在于：所述平台定位模块包括对应的VR头盔，所述VR头盔上有三个定位传感器S1、S2、S3，所述定位传感器S1位于VR头盔的前部，所述定位传感器S2与定位传感器S3分别位于VR头盔的左右两侧，所述定位传感器S1、S2、S3为等边三角形分布且设置于同一水平高度，

在体验场景模型的空间坐标系中，根据定位传感器S1、S2、S3在空间坐标系中的坐标位置，计算出S1、S2、S3构成的等边三角形中过点S1的中位线所在的直线，线段S2S3的中点为A，则从点A到S1的方向为人物的视角方向，所述S1、S2、S3构成的等边三角形的中心点为人物的位置，所述平台定位模块将人物的视角方向数据及人物位置数据上传至数据库。

5.根据权利要求3所述的一种基于虚拟现实与体感设备交互的安全体感教育系统，其特征在于：所述裸手识别定位模块包括摄像头1、摄像头2及手势对比数据库，

所述手势对比数据库中根据双手骨骼点位置的不同，提前录入不同手势及动作的数据，

所述摄像头1从上往下拍摄，获取人物双手的骨骼点红外图像，

所述摄像头2设置于体感设备的正前方，从前往后拍摄，获取人物双手的骨骼点红外图像，

根据人物双手骨骼点在红外图像中的位置，获取人物双手骨骼点在体验场景模型的空间坐标系中的坐标位置，

根据人物双手骨骼点的空间位置与运动状态，与手势对比数据库作对比，匹配出人物的相应手势与动作，并实时将人物的手势与双手动作上传至数据库。

6.根据权利要求5所述的一种基于虚拟现实与体感设备交互的安全体感教育系统，其特征在于：所述中控模块中安全体感教育模式包括：单机模式和VR模式，

所述单机模式中，所述中控模块控制所有体感设备全部启动，

所述VR模式中，所述中控模块识别裸手识别定位模块上传至数据库中的指定手势及双手动作，控制虚拟场景开启，同时通过指定手势及双手动作进行体验场景的切换选择，

当人物选择体验场景后，所述体验场景对应的体感设备与对应的VR虚拟环境中设备模型同步启动。