[发明专利]地质灾害VR模拟演练系统

说明书

技术领域

本发明涉及一种仿真演练系统，尤其涉及一种地质灾害VR模拟演练系统。

背景技术

VR技术，即虚拟现实技术，通过系统软、硬件设备模拟出各种三维立体、模拟真实的异次元场景空间，使人置身于虚拟的数字世界，感觉到很强的真实感，通过VR技术构建模拟场景，可应用于游戏、社交、科教、办公、医疗、观光、驾驶、娱乐、休闲、运动、视频播放等方面。

校园作为人口密集的地方，学校会经常组织学生进行地质灾害应急演练，如：地震、山体滑坡等，而目前针对地质灾害的演练的方式有两种，一种实战演练，一种是桌面演练。而地质灾害应急救援实战演练，前期准备工作复杂、涉及的人员多、组织困难、废墟场景搭建的费用高、危险性大，不适合应用于学生的科普教育；而桌面演练是指参演人员利用地图、沙盘、流程图、计算机模拟、视频会议等辅助手段，针对事先假定的演练情景，讨论推演应急决策及现场处置的过程，这种方式简单适用，但真实性差，可信度较低，而且多数用于应急指挥小组人员之间的模拟演练，不适合大范围的科普教育。

而学校针对地质灾害的应急演练多采用人为组织模仿教学，无实景搭建，真实性差，无法达到很好的学习效果，因此目前急需一种适合教学、科普的，且真实性高的的地质灾害演练系统。

发明内容

本发明意在提供一种地质灾害VR模拟演练系统，提高学生在地质灾害中的自救能力及安全意识的同时学习到地质灾害的演变过程，解决现有方式的地质灾害演练真实感和现场感效果差的问题。

本发明提供的基础方案是：地质灾害VR模拟演练系统，其特征在于，包括：头戴式VR用户设备和数据处理与控制模块，其中，

所述头戴式VR用户设备包括：

动作采集单元，动作采集单元用于采集受训者在演练过程中所采用的动作；

视角采集单元，视角采集单元用于在演练过程中，对受训者的注视点进行追踪；

VR显示设备，VR显示设备用于显示系统产生的地质灾害演练场景，并根据受训者的视线及运动轨迹显示相应视角的场景；VR显示设备还用于显示地质灾害演变过程影响；

音频播放单元，音频播放单元用于播放地质灾害演练场景中的各种声音以及结束提示；

所述数据处理与控制模块包括：

数据存储单元，数据存储模块用于存储各种地质灾害演练场景、演练过程的实时数据和地质灾害演变过程影响；

触控显示屏，触控显示屏用于系统输入输出功能，用于选择数据存储单元中预存的各类地质灾害演练场景，用于实时显示演练过程中的采集数据和反馈数据；

数据处理单元，数据处理单元用于根据选择的地质灾害演练场景向VR显示设备提供相应的地质灾害演练场景、地质灾害演变过程影响和向音频播放单元提供地质灾害演练场景中的各种声音；

数据处理单元还用于根据动作采集单元和视角采集单元采集的受训者运动轨迹及视角向VR显示设备提供相应的场景；

数据处理单元还用于处理受训者以及地质灾害演练场景中人物和物体之间的信息传递与互动；

数据处理单元，数据处理单元还用于在模拟演练过程中收集受训者的执行信息与系统反馈信息，并将这些信息通过触控显示屏展示给参与应急演练观摩的人员。

基础方案的工作原理：

受训者戴上头戴式VR用户设备，启动系统，系统初始化后运行，教授人员通过触控显示屏的输入输出界面，从数据存储单元中预存的各类地质灾害演练模拟场景中选择本次模拟演练的具体地质灾害场景，如：地震演练模拟场景、山体滑坡演练模拟场景等，选择完成后，数据处理单元读取选择的模拟演练程序，VR显示设备开始显示数据处理单元传送的演练模拟场景和实时显示地质灾害演变过程影响，音频播放单元播放相应的声音，视角采集单元和动作采集单元实施跟踪受训者的视线及运动轨迹，并发送至数据处理单元，数据处理单元对视线及运动轨迹进行运算处理，根据处理结果输出相应视角的场景并通过VR显示设备显示场景、音频播放单元输出相应的声音，数据处理单元还对整个演练过程中的执行信息与系统反馈信息进行收集，并存储至数据存储单元，并将这些信息通过触控显示屏展示给参与应急演练观摩的人员。

在演练过程中，受训者可以根据场景的中实时渲染出不同破坏程度的建筑物分布范围，倒塌建筑物的各种状态、地质灾害次生灾害的发生发展过程、不同虚拟角色的动作情况等作出交互动作，数据处理单元根据交互动作实时做出响应，并控制VR显示设备显示相应场景，如在演练过程中死亡，则受训者演练结束，否则演练过程正常结束。