基于虚拟现实技术对火灾应急训练系统及方法与流程

1.本发明涉及虚拟现实应用领域，具体涉及基于虚拟现实技术对火灾应急训练系统及方法。


背景技术：

2.火灾在日常生活中是比较常见的灾祸，引起火灾的原因有很多，但大多数往往是因为人们的过失导致的；现有的火灾应急训练大多数为，大型人工模拟，这个模拟十分形式化，且次数少，不能够让人们产生深刻的记忆；或者是通过相关人员进行火灾宣讲，这种方式停留于表层，即使多次，也不能够使人们对火灾有正确的认识。


技术实现要素：

3.为解决现有技术的不足，本发明的目的在于提供一种基于虚拟现实技术对火灾应急训练系统及方法。
4.为了实现上述目标，本发明采用如下的技术方案：基于虚拟现实技术对火灾应急训练系统，其特征在于，包括数据模型、选择模块、教学模块、训练模块、评分模块和考察模块，所述数据模型通过对图像、视频、音频以及文字材料进行分析，确定火灾的大小、逃生路径、灭火装置的位置、灭火方式和起火原因；选择模块包括选择起火场景、起火原因、灭火装置的数量；所述教学模块用于学习判断各种引起火灾的因素、灭火器的使用、除灭火器以外的生活中易得能够灭火的物品和使用方法、不同引起因素对应的不同灭火方式、如何选择逃生路径和逃生方式；所述训练模块包括初级模块和强化模块，用于训练学员如何避免火灾、如何在火灾中逃生以及如何灭火自救；所述评分模块用于对学员的训练进行打分评估，并提出相应的训练计划；所述考察模块用于新学员第一次训练前的考察、复训学员的考察以及在训学员的考察。
5.作为本发明的进一步优选，所述数据模型为使用多组数据包通过机器学习训练得到，所述多组数据包括第一类数据、第二类数据、第三类数据和第四类数据，所述第一类数据包括火灾的图像、视频和音频以及标识图像、视频上火灾的表示，所述第二类数据包含使用灭火设备进行灭火的视频和标识该视频上灭火设备的标签，所述第三类数据包括引起火灾的视频和标识该视频上引起火灾的物品，所述第四类数据包括火灾时如何逃生的视频和标识逃生路径和逃生方法的标签。
6.基于虚拟现实技术对火灾应急训练方法，其特征在于，包括以下具体步骤：s1、学员通过考察模块对火灾的认识进行考察，考察后给出初次评估报告；s2、教学模块根据评估报告对学员薄弱处进行强化教育，并系统学习火灾知识；s3、学习完成后，通过考察模块进行考察，若不合格，则重复s2；s4、若合格，则给出相应的训练计划，开始训练；s5、学员根据训练计划，在选择模块上进行选择，并进行相应的训练计划；s6、评分模块根据学员在训练中的表现进行打分，并给出训练评估报告；
s7、训练模块根据学员的训练评估报告对学员进行专项强化训练；s8、训练计划完成后，通过考察模块进行考察，若合格，则学员毕业；s9、若不合格，则重复s1
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s8；s10、长期未训练的学员，重复s1
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s9。
7.作为本发明的进一步优选，所述步骤s1中初次评估报告包括对火灾的认识，即起火原因和容易引起火灾的场景和容易引起火灾的物品；对灭火的认识，即不同火灾的灭火方式，不同灭火装置的使用；对逃生方式的认识，即逃生路径的选择，逃生时应如果自保。
8.作为本发明的进一步优选，所述步骤s4中，学员开始训练前，佩戴vr头罩和生理反馈设备。
9.作为本发明的进一步优选，所述步骤s5包括以下具体步骤：s5.1、学员选择起火场景、原因、灭火器的种类和个数，选择完成后，通过vr头罩虚拟生成相应的场景；s5.2、学员进入场景，在场景内互动，并观察当前场景内是否有引起火灾的物品或情况；s5.3、若学员未发现，则训练模块判断在当前场景内是否有能够人为排除的起火原因，若无则继续训练；若有则结束当前训练，并重复s5.2；s5.4、若学员发现有有引起火灾的物品或情况，则判断其危害性，且是否能够自行排除，若危害性大或不能行排除的，则通知训练模块进行排除，完成训练，更换场景后，重复s5.2
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5.4；若危险性小，且能够人为排除的，则自行排除，完成训练，更换场景后，重复s5.2
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5.4；s5.5、学员观察场景内的灭火装置、水源以及逃生通道的位置和个数；s5.6、场景随时间进行变化，当火灾发生时，学员先进行报警，随后判断当前场景内灭火器的位置和个数，若灭火器位置远或没有灭火器时，则选择最近的逃生通道和逃生方式；s5.7、若灭火器位置近，则判断火势的大小，若火势小，则通过灭火器进行灭火；完成训练；若火势大，则选择最近的逃生通道和逃生方式；s5.8、判断是否能够逃生，若无法逃生，则选择观察当前场景内是否有水源或窗口，若有水源则打湿衣服，判断窗口是否能够进行逃生，若可以，则利用场景内物品制作简易逃生工具进行逃生，训练完成。
10.作为本发明的进一步优选，所述步骤s5中：生理反馈设备监控学员训练时的生理状态，当学员心理出现波动时，通过训练模块对学员进行安抚鼓励，并提醒学员该如果进行下一步训练。
11.本发明的有益之处在于：本发明通过教学到虚拟模拟，使学员全面学习火灾的相关知识，通过多次虚拟模拟不同场景、不同起火原因和不同的逃生环境，使学员能够深刻记忆，学会如何避免火灾、如何灭火和如何逃生等应急方式；虚拟场景内容多变，涉及覆盖面广，能够通过不断更新丰富数据库，使学员能够学会在不同场景下的应急之策，火灾发生前，降低火灾的发生几率，火灾发生时，提高存活率。
附图说明
12.图1是本发明的系统连接示意图。
具体实施方式
13.以下结合附图和具体实施例对本发明作具体的介绍。
14.基于虚拟现实技术对火灾应急训练系统，其特征在于，包括数据模型、选择模块、教学模块、训练模块、评分模块和考察模块，所述数据模型通过对图像、视频、音频以及文字材料进行分析，确定火灾的大小、逃生路径、灭火装置的位置、灭火方式和起火原因；选择模块包括选择起火场景、起火原因、灭火装置的数量；所述教学模块用于学习判断各种引起火灾的因素、灭火器的使用、除灭火器以外的生活中易得能够灭火的物品和使用方法、不同引起因素对应的不同灭火方式、如何选择逃生路径和逃生方式；所述训练模块包括初级模块和强化模块，用于训练学员如何避免火灾、如何在火灾中逃生以及如何灭火自救；所述评分模块用于对学员的训练进行打分评估，并提出相应的训练计划；所述考察模块用于新学员第一次训练前的考察、复训学员的考察以及在训学员的考察。
15.所述数据模型为使用多组数据包通过机器学习训练得到，所述多组数据包括第一类数据、第二类数据、第三类数据和第四类数据，所述第一类数据包括火灾的图像、视频和音频以及标识图像、视频上火灾的表示，所述第二类数据包含使用灭火设备进行灭火的视频和标识该视频上灭火设备的标签，所述第三类数据包括引起火灾的视频和标识该视频上引起火灾的物品，所述第四类数据包括火灾时如何逃生的视频和标识逃生路径和逃生方法的标签。
16.基于虚拟现实技术对火灾应急训练方法，其特征在于，包括以下具体步骤：s1、学员通过考察模块对火灾的认识进行考察，考察后给出初次评估报告。
17.步骤s1中初次评估报告包括对火灾的认识，即起火原因和容易引起火灾的场景和容易引起火灾的物品。对灭火的认识，即不同火灾的灭火方式，不同灭火装置的使用。对逃生方式的认识，即逃生路径的选择，逃生时应如果自保。
18.s2、教学模块根据评估报告对学员薄弱处进行强化教育，并系统学习火灾知识。
19.s3、学习完成后，通过考察模块进行考察，若不合格，则重复s2。
20.s4、若合格，则给出相应的训练计划，学员开始训练前，佩戴vr头罩和生理反馈设备，开始训练。
21.s5、学员根据训练计划，在选择模块上进行选择，并进行相应的训练计划。
22.包括以下具体步骤：s5.1、学员选择起火场景、原因、灭火器的种类和个数，选择完成后，通过vr头罩虚拟生成相应的场景。
23.s5.2、学员进入场景，在场景内互动，并观察当前场景内是否有引起火灾的物品或情况。
24.s5.3、若学员未发现，则训练模块判断在当前场景内是否有能够人为排除的起火原因，若无则继续训练。若有则结束当前训练，并重复s5.2。
25.s5.4、若学员发现有有引起火灾的物品或情况，则判断其危害性，且是否能够自行排除，若危害性大或不能行排除的，则通知训练模块进行排除，完成训练，更换场景后，重复
s5.2
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5.4。若危险性小，且能够人为排除的，则自行排除，完成训练，更换场景后，重复s5.2
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5.4。
26.s5.5、学员观察场景内的灭火装置、水源以及逃生通道的位置和个数。
27.s5.6、场景随时间进行变化，当火灾发生时，学员先进行报警，随后判断当前场景内灭火器的位置和个数，若灭火器位置远或没有灭火器时，则选择最近的逃生通道和逃生方式。
28.s5.7、若灭火器位置近，则判断火势的大小，若火势小，则通过灭火器进行灭火。完成训练。若火势大，则选择最近的逃生通道和逃生方式。
29.s5.8、判断是否能够逃生，若无法逃生，则选择观察当前场景内是否有水源或窗口，若有水源则打湿衣服，判断窗口是否能够进行逃生，若可以，则利用场景内物品制作简易逃生工具进行逃生，训练完成。
30.步骤s5中：生理反馈设备监控学员训练时的生理状态，当学员心理出现波动时，通过训练模块对学员进行安抚鼓励，并提醒学员该如果进行下一步训练。
31.s6、评分模块根据学员在训练中的表现进行打分，并给出训练评估报告。
32.s7、训练模块根据学员的训练评估报告对学员进行专项强化训练。
33.s8、训练计划完成后，通过考察模块进行考察，若合格，则学员毕业。
34.s9、若不合格，则重复s1
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s8。
35.s10、长期未训练的学员，重复s1
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s9。
36.本发明的有益之处在于：本发明通过教学到虚拟模拟，使学员全面学习火灾的相关知识，通过多次虚拟模拟不同场景、不同起火原因和不同的逃生环境，使学员能够深刻记忆，学会如何避免火灾、如何灭火和如何逃生等应急方式。虚拟场景内容多变，涉及覆盖面广，能够通过不断更新丰富数据库，使学员能够学会在不同场景下的应急之策，火灾发生前，降低火灾的发生几率，火灾发生时，提高存活率。
37.以上显示和描述了本发明的基本原理、主要特征和优点。本行业的技术人员应该了解，上述实施例不以任何形式限制本发明，凡采用等同替换或等效变换的方式所获得的技术方案，均落在本发明的保护范围内。