[发明专利]基于虚拟现实交互技术的井场事故模拟系统及方法

权利要求书

1.一种基于虚拟现实交互技术的井场事故模拟系统，其特征在于，包括：

虚拟现实服务器，被配置为：

接收人物空间位姿信息和虚拟现实终端的碰撞交互信息；

基于所述人物空间位姿信息和所述碰撞交互信息，计算事件响应逻辑，生成事件交互结果；

所述虚拟现实终端，被配置为：

基于所述事件交互结果对相应的虚拟场景进行可视化渲染，

以模拟所述井场事故。

2.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述虚拟现实终端包括：

虚拟现实手柄控制器，被配置为：感知受训人员的操作，生成所述碰撞交互信息；

虚拟现实头盔显示器，被配置为：基于所述事件交互结果对相应的虚拟场景进行可视化渲染；

虚拟现实跟踪定位器，被配置为通过激光脉冲确定所述虚拟现实手柄控制器和所述虚拟现实头盔显示器的空间位姿，生成所述人物空间位姿信息。

3.根据权利要求1所述的系统，其特征在于，所述虚拟现实服务器还包括多个事故模拟模块，被配置为基于受训人员的培训项目，提供不同的井场事故场景，其中，多个所述井场事故模块包括：

井场着火模拟模块，用于模拟井场火灾模拟场景；

井喷模拟模块，用于模拟井喷模拟场景。

4.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述井喷模拟模块被配置为以下至少之一：

确定石油粒子的渲染模型，对所述石油粒子的初始属性、运动状态和消逝状态进行限定，并将渲染效果传输到所述虚拟现实头盔显示器上，以模拟无着火井喷；

确定火焰粒子的渲染模型，对所述火焰粒子的初始属性、运动状态和消逝状态进行限定，对所述火焰的伤害范围，采用基于权重系数的多点源火焰热辐射数值模型模拟，并且结合空间网格法，对安全救援距离进行判定分析，并将渲染效果传输到所述虚拟现实头盔显示器，以模拟失控着火井喷。

5.根据权利要求3或4所述的系统，其特征在于，所述井喷模拟模块被配置为：

基于虚拟现实的深度贴图采样、法线移动、菲涅尔反射，来实现所述井场火灾模拟场景和/或所述井喷模拟场景中的火焰粒子、石油粒子、水粒子；

使用推测性CCD算法实现所述火焰粒子、所述石油粒子、所述水粒子之间的碰撞交互，并对所述火焰粒子附加生命值属性，根据所述火焰粒子与水粒子的持续碰撞时间和大小减小所述火焰粒子的生命值。

6.根据权利要求4所述的系统，其特征在于，所述虚拟现实服务器还被配置为将所述多点源火焰热辐射数值模型等效为圆柱体火焰，将所述圆柱体火焰划分为多个区域，每个区域的中心定义为火焰点源，目标点接收的热辐射为多个所述火焰点源的叠加值，依据所述目标点接收的热辐射值划分所述受训人员的安全操作区域。

7.根据权利要求6所述的系统，其特征在于，所述虚拟现实服务器还被配置为基于所述火焰点源的坐标、所述目标点的坐标、所述火焰点源与所述目标点的距离、所述火焰点源的区域的体积、体积权重系数、井口直径、火焰高度、火焰总体积、火焰总热量、效率因子、泄露石油的流量、石油燃烧热、所述目标点接收的热辐射和辐射率，来计算所述目标点接收的热辐射。

8.根据权利要求3所述的系统，其特征在于，所述系统还包括虚拟救援设备，设置有虚拟方向盘和虚拟状态按键，所述虚拟方向盘和所述虚拟状态按键附加有刚体和碰撞体组件，被配置为能够通过虚拟现实手柄控制器利用轴对齐包围盒碰撞检测技术来操控，以模拟所述井场火灾模拟场景和所述井喷模拟场景中的救援作业的救援动作。

9.根据权利要求8所述的系统，其特征在于，所述虚拟救援设备还包括模拟的水力喷砂切割机，其中，

所述虚拟现实服务器被配置为：依据切割平面与被切割物体网格三角面的相交情况，判断三角面顶点与切割平面的位置关系，生成新三角面的顶点数组，对所述新三角面顶点数组进行顺时针构建产生切割面；

模拟的所述水力喷砂切割机，被配置为基于所述切割面对所述被切割物体进行模拟切割。

10.一种基于虚拟现实交互技术的井场事故模拟方法，其特征在于，包括：

接收人物空间位姿信息和虚拟现实终端的碰撞交互信息；

基于所述人物空间位姿信息和所述碰撞交互信息，计算事件响应逻辑，生成事件交互结果；

基于所述事件交互结果对相应的虚拟场景进行可视化渲染，以模拟所述井场事故。