[發明專利]基于虛擬現實技術的建筑內導航系統

有效

• 申請號: 201610062981.1
• 申請日: 2016-01-30
• 公開（公告）號: CN105547285B
• 公開（公告）日: 2019-01-15
• 發明（設計）人: 陳濤;周釗;魏蓓蓓
• 申請（專利權）人: 清華大學
• 主分類號: G01C21/00
• 分類號: G01C21/00
• 代理公司: 深圳市鼎言知識產權代理有限公司 44311
• 代理人: 娜拉

本發明涉及一種基于虛擬現實技術的建筑內導航系統，包括一三維模擬系統、一捷聯慣導系統及一虛擬現實顯示系統；所述捷聯慣導系統包括電子羅盤、陀螺儀加速度計及氣壓計，用于獲取使用者的定位信息包括朝向信息及姿態信息；所述三維模擬系統用于對建筑結構及場景進行三維建模，并對捷聯慣導系統輸入的定位信息進行坐標變換，將定位信息加入到三維建模后的三維建筑信息中，然后將處理結果輸出給虛擬現實顯示系統顯示給使用者；所述虛擬現實顯示系統接收三維模擬系統輸出的處理結果，并顯示給使用者，用于虛擬場景的顯示和導航。

技術領域

本發明涉及一種導航系統，尤其是涉及一種基于虛擬現實技術的建筑內火場導航系統。

背景技術

隨著我國經濟發展，城市建筑物的結構呈高層化、復雜化的發展趨勢。火情發生時，火災現場煙霧彌漫，可見度低，消防人員很難辨別自己在建筑中所處的位置（尤其是在不熟悉該建筑結構的情況下），無法快速定位火災具體發生地點和被困人員位置，再加上建筑結構復雜、場面混亂，人員疏散距離長，這些都對搜救造成了巨大的阻礙，拖延了救援時間，不僅對受災人是生命與財產的損失，也危及到消防人員的人身安全。

由于建筑內部情況復雜、火災濃煙影響消防救援的情況是一個普遍問題，嚴重時甚至危及消防員生命安全。消防救援人員如何在復雜情況下準確定位火災位置、提高火災搜救效率已成為消防部門共同關注的話題。

發明內容

有鑒于此，確有必要提供一種能夠提高解決上述問題的基于虛擬現實技術的建筑內導航系統。

一種基于虛擬現實技術的建筑內導航系統，包括一三維模擬系統、一捷聯慣導系統及一虛擬現實顯示系統；所述捷聯慣導系統包括電子羅盤、陀螺儀加速度計及氣壓計，用于獲取使用者的定位信息包括朝向信息及姿態信息；所述三維模擬系統用于對建筑結構及場景進行三維建模，并對捷聯慣導系統輸入的定位信息進行坐標變換，將定位信息加入到三維建模后的三維建筑信息中，然后將處理結果輸出給虛擬現實顯示系統顯示給使用者；所述虛擬現實顯示系統接收三維模擬系統輸出的處理結果，并顯示給使用者，用于虛擬場景的顯示和導航。

捷聯慣導系統測得相對慣性空間的加速度和角加速度及沿載體軸的分量，然后使用行人航跡推測算法，對加速度和角加速度的分量進行計算，獲得使用者的步數、步長及航向，并將使用者的步數、步長及航向轉換到地理坐標系內的分量。

所述加速度計為三軸加速度計，所述陀螺儀為單軸陀螺儀。

所述三維模擬系統包括一三維建模模塊、一定位信息接收模塊，以及一實時信息輸出模塊，所述三維建模模塊利用建筑結構的真實信息進行三維建模；所述定位信息接收模塊接收捷聯慣導系統輸出的定位信息，并將定位信息處理后傳輸給實時信息輸出模塊；所述實時信息輸出模塊將解析后的定位信息及導航信息傳輸給虛擬現實顯示系統。

所述實時信息輸出模塊包括一第一人稱視角圖像輸出模塊、一使用者室內定位輸出模塊、一使用者行進路線跟蹤模塊及一定位信息手動修正模塊。

所述虛擬現實顯示系統同時以第一人稱視角的方式顯示使用者的相對位置及朝向位置、使用者在室內的精確位置以及使用者從開始起的行進路線，為使用者提供導航。

所述虛擬現實顯示系統為頭戴式顯示器。

與現有技術相比較，本發明提供的基于虛擬現實技術的建筑內導航系統，將人員室內定位技術與虛擬現實等技術相融合，建立建筑內火場導航系統，實現建筑火災能見度低、環境復雜等救援條件下的救援人員位置實時感知與疏散/撤離引導。

附圖說明

圖1為本發明實施例提供的基于虛擬現實技術的建筑內導航系統的示意圖。

圖2為本發明實施例提供的捷聯慣導系統的示意圖。

主要元件符號說明