[发明专利]基于Unity 3D技术的森林火灾消防虚拟仿真系统构建方法

摘要

本发明公开了一种基于Unity 3D技术的森林火灾消防虚拟仿真系统构建方法，以现实中消防员、灭火器材和森林场景数据为依据以1：1比例建立三维模型，设计控制火势、烟雾动态变化的算法，并利用此算法对森林火势进行动态控制，为增加虚拟仿真系统的交互性与可重复性，评分系统针对每次不同的森林火灾场景以及消防灭火的过程，给出相应的评价。本发明能够使得消防员在虚拟的环境中，较为真实地感受森林火灾现场的发展以及消防灭火的动态过程，在节约成本的前提下，训练消防员的专业技能。

主权项

1.基于Unity 3D技术的森林火灾消防虚拟仿真系统构建方法，其特征在于：包括步骤：S1，采集现实中的场景数据，并结合在线地图数据库，在Unity 3D的平台建立三维森林场景；S2，设计控制火势，烟雾动态变化的火势算法，并以此算法对火势进行动态的控制，同时利用粒子系统建立模拟火势和烟雾的模型；S201，所述火势算法为：选取三维森林场景中的一个细胞作为起始的火焰细胞，设置全局的风向和风速，计算当前火焰细胞对相邻的8个细胞的火焰传播因子；计算一细胞周围所有火焰细胞对该细胞的火焰传播因子之和，如果结果超过预先设定的着火阈值，则该细胞就变成着火状态；设置每个细胞的最大着火时间，超过这个时间，细胞变成燃尽状态，相应的树木贴图变成燃尽状态，该细胞对周围细胞的火焰传播因子设置为零；S202，确定火势蔓延速度：所述火势蔓延速度在风速和坡度影响下蔓延的速度不一样，设定初始火势蔓延速速，根据风速和坡度合力的矢量方向对火灾蔓延周边进行划分；S3,建立影响森林火灾的因素与火势大小的函数关系，根据影响森林火灾的因素与火灾火势的函数关系，设置不同的火势参数，所述不同的火势参数会呈现不同的火势状态；影响森林火灾的因素有：植被、地形、温度、湿度、风向和风速；S4，根据火势蔓延的速度和方向，在一定的距离设置防火隔离带；首先找出三维森林场景的主风方向，在最前端与主风方向垂直处开设防火隔离带；所述防火隔离带的设置，采用纹理贴图设置地面材质，并利用贴图设置在所述隔离带上形成的防火材料；S5，在S1建立的三维森林场景中，建立消防员的模型，导入消防车、消防飞机模型；对所述消防员模型采用骨骼动画技术，实现消防员的消防动作；通过动画操作，在导入的消防车、消防飞机模型上定义动画剪辑，实现消防车与消防飞机的消防动作。