[发明专利]一种室内地震避难混合现实演练方法及系统

说明书

本发明公开了一种室内地震避难混合现实演练方法及系统，包括下述步骤：根据实际场景的数据获取构件的几何信息和空间信息，建立室内三维场景模型；根据室内三维场景模型生成震害场景全息影像，将震害场景全息影像投放至实际场景中形成混合现实震害场景；识别混合现实震害场景中的安全区域和危险区域，对安全区域和危险区域进行标注，用于指引演练人员避难；演练人员佩戴混合现实设备在混合现实震害场景中进避难演练；捕捉演练人员的行为并进行记录和评估。本发明利用扫描设备构建了合理、真实的室内震害场景，实现震害场景混合现实展示，使演练人员高效地学习到正确的避难策略，有效提升人员室内地震避难能力，降低人员伤亡。

技术领域

本发明涉及防灾减灾领域，特别涉及一种室内地震避难混合现实演练方法及系统。

背景技术

随着建筑结构的抗震设计能力及建造水平的提升，由地震引起的建筑结构倒塌得到了有效的控制，非结构构件破坏逐渐成为地震人员伤亡的主要原因。较强的地震作用下，建筑可以实现“大震不倒”，但建筑室内非结构构件破坏依旧严重，造成严重的人员伤亡，给人们带来了不可避免的灾难和教训。因此，地震中的人员避难问题仍是地震灾害中保障人员生命安全、降低人员伤亡率至关重要的一环。

目前常见的地震人员避难演练有传统避难演练和虚拟模拟平台两种方式。传统避难演练无法展示地震场景，难以使人员产生地震避难的紧张感，存在训练效果不理想、避难动作不规范等问题。虚拟模拟平台受设备、场地限制，会使人员的感官降低，缺乏真实性。因此，需要进行实地，同时有真实感场景的地震灾害人员避难演练。

混合现实技术(MixedRealityTechnique，MR)使得现实环境与虚拟情景在同一视觉空间中融合显示，为地震避难演练提供了新思路。目前，已有一些研究将混合现实技术应用于应急疏散、安全培训当中。但是较少有将混合现实技术应用于室内地震避难的研究。

发明内容

本发明针对上述技术问题，提供了一种室内地震避难混合现实演练方法及系统，能够在真实环境中为演练人员展示地震震害场景，提供更加真实的灾害体验，为室内地震避难演练提供强有力的支持。

本发明一方面提供了一种室内地震避难混合现实演练方法，包括如下步骤：

S1、根据实际场景的数据获取非结构构件的几何信息和空间信息，建立室内三维场景模型；

S2、根据所述室内三维场景模型生成震害场景全息影像，将所述震害场景全息影像投放至所述实际场景中形成混合现实震害场景；

S3、识别所述混合现实震害场景中的安全区域和危险区域，对所述安全区域和所述危险区域进行标注，用于指引所述演练人员避难；

S4、所述演练人员佩戴混合现实设备在所述混合现实震害场景中进避难演练；

S5、捕捉所述演练人员的行为并进行记录和评估。

优选的，所述根据实际场景数据获取非结构构件的几何信息和空间信息，建立室内三维场景模型包括：

S101、扫描设备扫描实际场景并识别所述实际场景所有表面信息，所述扫描设备实时查询所述实际场景所有表面信息，所述扫描设备对所述实际场景的空间信息变化进行处理并保存，生成所述实际场景的三维点云模型；

S102、对所述实际场景的三维点云模型进行非结构构件分割，识别所述非结构构件的类型，通过平面计算提取所述非结构构件的几何数据与空间坐标数据；

S103、对所述非结构构件的几何数据与空间坐标数据进行参数化建模，建立所述室内三维场景模型。

优选的，所述根据所述室内三维场景模型生成震害场景全息影像，将所述震害场景全息影像投放至所述实际场景中包括：

S201、根据所述室内三维场景模型的震动参数和物理引擎搭建室内地震震害场景；