[發明專利]地質災害VR模擬演練系統

在審

• 申請號: 201710643690.6
• 申請日: 2017-07-31
• 公開（公告）號: CN107274734A
• 公開（公告）日: 2017-10-20
• 發明（設計）人: 鄭小蓉;高彩霞;李冰杭;王明秋;粟俊江
• 申請（專利權）人: 重慶工程職業技術學院
• 主分類號: G09B5/06
• 分類號: G09B5/06;G09B9/00;G06F3/01
• 代理公司: 重慶強大凱創專利代理事務所(普通合伙)50217
• 代理人: 隋金艷,劉嘉

技術領域

本發明涉及一種仿真演練系統，尤其涉及一種地質災害VR模擬演練系統。

背景技術

VR技術，即虛擬現實技術，通過系統軟、硬件設備模擬出各種三維立體、模擬真實的異次元場景空間，使人置身于虛擬的數字世界，感覺到很強的真實感，通過VR技術構建模擬場景，可應用于游戲、社交、科教、辦公、醫療、觀光、駕駛、娛樂、休閑、運動、視頻播放等方面。

校園作為人口密集的地方，學校會經常組織學生進行地質災害應急演練，如：地震、山體滑坡等，而目前針對地質災害的演練的方式有兩種，一種實戰演練，一種是桌面演練。而地質災害應急救援實戰演練，前期準備工作復雜、涉及的人員多、組織困難、廢墟場景搭建的費用高、危險性大，不適合應用于學生的科普教育；而桌面演練是指參演人員利用地圖、沙盤、流程圖、計算機模擬、視頻會議等輔助手段，針對事先假定的演練情景，討論推演應急決策及現場處置的過程，這種方式簡單適用，但真實性差，可信度較低，而且多數用于應急指揮小組人員之間的模擬演練，不適合大范圍的科普教育。

而學校針對地質災害的應急演練多采用人為組織模仿教學，無實景搭建，真實性差，無法達到很好的學習效果，因此目前急需一種適合教學、科普的，且真實性高的的地質災害演練系統。

發明內容

本發明意在提供一種地質災害VR模擬演練系統，提高學生在地質災害中的自救能力及安全意識的同時學習到地質災害的演變過程，解決現有方式的地質災害演練真實感和現場感效果差的問題。

本發明提供的基礎方案是：地質災害VR模擬演練系統，其特征在于，包括：頭戴式VR用戶設備和數據處理與控制模塊，其中，

所述頭戴式VR用戶設備包括：

動作采集單元，動作采集單元用于采集受訓者在演練過程中所采用的動作；

視角采集單元，視角采集單元用于在演練過程中，對受訓者的注視點進行追蹤；

VR顯示設備，VR顯示設備用于顯示系統產生的地質災害演練場景，并根據受訓者的視線及運動軌跡顯示相應視角的場景；VR顯示設備還用于顯示地質災害演變過程影響；

音頻播放單元，音頻播放單元用于播放地質災害演練場景中的各種聲音以及結束提示；

所述數據處理與控制模塊包括：

數據存儲單元，數據存儲模塊用于存儲各種地質災害演練場景、演練過程的實時數據和地質災害演變過程影響；

觸控顯示屏，觸控顯示屏用于系統輸入輸出功能，用于選擇數據存儲單元中預存的各類地質災害演練場景，用于實時顯示演練過程中的采集數據和反饋數據；

數據處理單元，數據處理單元用于根據選擇的地質災害演練場景向VR顯示設備提供相應的地質災害演練場景、地質災害演變過程影響和向音頻播放單元提供地質災害演練場景中的各種聲音；

數據處理單元還用于根據動作采集單元和視角采集單元采集的受訓者運動軌跡及視角向VR顯示設備提供相應的場景；

數據處理單元還用于處理受訓者以及地質災害演練場景中人物和物體之間的信息傳遞與互動；

數據處理單元，數據處理單元還用于在模擬演練過程中收集受訓者的執行信息與系統反饋信息，并將這些信息通過觸控顯示屏展示給參與應急演練觀摩的人員。

基礎方案的工作原理：

受訓者戴上頭戴式VR用戶設備，啟動系統，系統初始化后運行，教授人員通過觸控顯示屏的輸入輸出界面，從數據存儲單元中預存的各類地質災害演練模擬場景中選擇本次模擬演練的具體地質災害場景，如：地震演練模擬場景、山體滑坡演練模擬場景等，選擇完成后，數據處理單元讀取選擇的模擬演練程序，VR顯示設備開始顯示數據處理單元傳送的演練模擬場景和實時顯示地質災害演變過程影響，音頻播放單元播放相應的聲音，視角采集單元和動作采集單元實施跟蹤受訓者的視線及運動軌跡，并發送至數據處理單元，數據處理單元對視線及運動軌跡進行運算處理，根據處理結果輸出相應視角的場景并通過VR顯示設備顯示場景、音頻播放單元輸出相應的聲音，數據處理單元還對整個演練過程中的執行信息與系統反饋信息進行收集，并存儲至數據存儲單元，并將這些信息通過觸控顯示屏展示給參與應急演練觀摩的人員。

在演練過程中，受訓者可以根據場景的中實時渲染出不同破壞程度的建筑物分布范圍，倒塌建筑物的各種狀態、地質災害次生災害的發生發展過程、不同虛擬角色的動作情況等作出交互動作，數據處理單元根據交互動作實時做出響應，并控制VR顯示設備顯示相應場景，如在演練過程中死亡，則受訓者演練結束，否則演練過程正常結束。