基于虚拟现实技术的安全体验教育方法与流程

本发明是涉及一种虚拟现实体验方法，尤其是一种用于提高施工人员安全意识的基于虚拟现实技术的安全体验教育方法。

背景技术：

传统安全体验装置，需要在场地上搭设安全体验装置，模拟施工现场中的危险场景，让施工人员在模拟的装置上体验危险的场景，亲身体验违规操作造成的严重后果，以达到安全警示、教育的目的。

在现有技术中的这种做法，需要占用大量的场地，搭建安全体验装置也需要消耗大量的人力、物力、财力，并且由于每个项目的场地不同，在项目结束后，安全体验装置很难得以周转使用，造成材料浪费，因此，确实有待进一步提出更佳改良方案的必要性。

技术实现要素：

有鉴于上述现有技术的不足，本发明的主要目的是提供一种基于虚拟现实技术的安全体验教育方法，利用虚拟现实技术(简称VR技术)及相应的计算机程序编码技术，对现实的运动进行模拟和声像演示，以供观察者能够实时的进行相应场景的安全教育体验，并且还能节省资源、加强教育效果、无局限性及无地域性。

为达成上述目的所采取的主要技术手段是令前述基于虚拟现实技术的安全体验教育方法，其通过一组供配戴在观察者身上的效果发生器分别与一个以上的实景仿真器、一串流控制器连结，且该串流控制器与一计算机设备链接，该方法包括以下步骤：

策划一安全教育体验场景；

建立一特殊的场景模型信息；

配置音效、相应场景说明及安全教育解说词；

将建立好的模型场景信息传输到观察者的该组效果发生器；

由观察者通过一界面进行体验场景选择；

获取一观察讯息，将该观察讯息传回该计算机设备内的场景模型信息中，以供观察者进行相应场景的安全教育体验。

优选的，当上述步骤执行至「建立特殊场景模型信息」，该方法更包括以下次步骤：

通过一C#语言编写相应的程序代码，实现提前策划好的安全体验功能；

通过另一程序编写实现体验者在该场景模型信息中的体验与互动，即实现一模拟真实的沉浸式体验；

当程序编写在实现体验场景的体验功能的同时，也实现系统体验者对体验程序的控制选择。

优选的，当上述步骤执行至步骤「通过另一程序编写实现体验者在该场景模型信息中的体验与互动」，该方法更包括以下再次步骤：

该场景模型信息包括高出坠落、物体打击、机械伤害、触电、坍塌、火灾等场景模型信息。

优选的，当上述步骤执行至「由观察者通过一界面进行体验场景选择」，该方法更包括以下次步骤：

观察者进入体验该系统主界面，且手持该手持式输入设备的手柄对相应的体验场景进行选择；

该手持式输入设备此时变成一虚拟的手电筒，通过发出的光束照在相应场景上，然后开始加载相应的场景；

观察者体验完一个场景后，会自动退出到该系统主界面进行下一体验场景选择。

优选的，所述的根据建筑领域危险源分析策划，通过一程序编写、一场景建立、以及加入一音效解说，结合VR技术以实现全新的、沉浸式的安全教育体验。

优选的，所述的该组效果发生器包括一头盔显示器、一立体声耳机或一手持式输入装置。

通过采用上述技术方案，先建立虚拟环境，根据施工现场常见事故的原因(如，高出坠落、物体打击、机械伤害、触电、坍塌、火灾等)，为出发点建造虚拟的三维模型，导入虚拟现实软件平台，进行功能编排，编写安全模拟环境的脚本，添加操作界面，场景声效，场景特效，以及模型的物理属性、操作属性，场景操作命令等，并与硬件设备进行联调、测试。因此，本发明的优点和积极效果为：

1、节省资源，不需要实体材料，也不需要占用庞大的场地，节材、节地，符合绿色施工理念。

2、教育效果更深刻，VR体验是沉浸式的体验，利用全方位的视觉、声觉、触觉，运动感知、身体感知引起用户的思维共鸣，如同进入真实存在的世界，在这样的环境中体验到在危险环境中违规操作的严重后果，如同亲身经历一般，给人深刻的印象。

3、无局限性，在现实世界中搭建的安全体验馆，受现实世界的约束很多危险场景无法重现，或者重现的代价太高昂，在VR中则没有这一约束，例如火灾事故、坍塌事故等在VR中都可以呈现，并且可以模拟事故应急预案，模拟逃生、救援、救灾的过程，教育用户正确的应急方法。

4、无地域性，与现实世界的安全体验馆不用，这套安全教育系统搭建好之后，用户无需到安全体验馆，只要有一套硬件设备，运行这套安全体验系统，就可以得到教育。

附图说明

以下附图仅旨在于对本发明做示意性说明和解释，并不限定本发明的范围。其中，

图1是本发明一较佳实施例的系统架构方块图。

图2是本发明一较佳实施例的安全体验教育方法流程图。

附图标记说明：

10 效果发生器

20 实景仿真器

30 串流控制器

40 计算机设备

具体实施方式

以下配合附图及本发明的较佳实施例，进一步阐述本发明为达成预定发明目的所采取的技术手段。

关于本发明的一较佳实施例，请参阅图1所示，其提供一基于虚拟现实技术的安全体验教育系统，其包括一组效果发生器10、一个以上的实景仿真器20、一串流控制器30以及一计算机设备40，该组效果发生器10分别与该等实景仿真器20、该串流控制器30连结，且该串流控制器30与该计算机设备40链接；必须说明的是，所谓的虚拟现实技术(简称VR技术)，是一种利用计算机编程技术，对现实的运动进行模拟和声像演示，在一般虚拟机中，观察者可以身临其境地感觉到这个过程的运动情况，可以对设备进行操纵，可以模拟高危环境、安全设备的作用、施工机械运行等。

在使用本发明的安全体验教育系统时，可将该组效果发生器10配戴在观察者的身上，根据施工现场常见事故的原因(如，高出坠落、物体打击、机械伤害、触电、坍塌、火灾等)，策画一安全教育体验场景，并在该计算机设备40先建立一特殊的场景模型信息(如，虚拟的三维模型)，再配置音效、相应场景说明及安全教育解说辞，通过该串流控制器30将建立好的场景模型信息通过有线或无线的方式传输到该组效果发生器10，当观察者登入一虚拟现实软件平台的系统主界面，并选择体验场景、进行功能编排、编写安全模拟环境的脚本、添加操作界面、场景声效、场景特效以及模型的物理属性、操作属性、场景操作命令等讯息，并由该实景仿真器20获取观察者执行的一观察讯息，将该观察讯息回传到该计算机设备40的场景模型信息中，以供观察者实时的进行相应场景的安全教育体验。

在本较佳实施例中，该组效果发生器10可以是完成人与虚拟环境交互的一种硬件接口装置，其包括人们产生现实沉浸感受到的各类输出装置，例如：一头盔显示器、一立体声耳机、还包括能测定视线方向和手指动作的一手持式输入装置；该实景仿真器20是虚拟现实系统的核心部分，它实际上是一种计算机软硬件系统，包括的软件开发工具及配套硬件组成，其任务是接受和发送该组效果发生器10产生或接收的信号；进一步提供一应用系统及一几何构造系统，其中该应用系统是面向不同虚拟过程的软件部分，它描述虚拟的具体内容，包括仿真动态逻辑、结构，以及仿真对象及之间和仿真对象与用户之间交互关系；该几何构造系统提供描述仿真对象物理属性，例如形状、外观、颜色、位置等信息，应用系统在生成虚拟世界时，需要这些信息。

本发明由上述较佳实施例可归纳出一安全体验教育方法，该方法主要是由前述基于虚拟现实技术的安全体验教育系统执行，通过该组效果发生器10分别与该实景仿真器20、一串流控制器30连结，且该串流控制器30与该计算机设备40链接，请参阅图2所示，该方法包括以下步骤：

步骤1由观察者根据建筑施工环境危险源，策划相应的一安全教育体验场景(S21)；在本较佳实施例中，所述的根据建筑领域危险源分析策划，通过一程序编写、一场景建立、以及加入一音效解说，结合VR技术以实现全新的、沉浸式的安全教育体验；

步骤2：利用一程序语言编写相应程序，在该计算机设备40建立特殊场景建立一特殊的场景模型信息(S22)；以及

步骤3：根据相应场景，配置音效、相应场景说明及安全教育解说词(S23)；

步骤4：将建立好的模型场景信息通过一有线或无线协议传输到观察者的该组效果发生器10(如，一显示头盔)(S24)；

步骤5：由观察者进入一系统主界面，通过该组效果发生器10(如，一手持式输入设备)进行体验场景选择(S25)；

步骤6：利用该实景仿真器20获取观察者的一观察讯息，同时将该观察讯息传回该计算机设备内的场景模型信息中，以供观察者进行相应场景的安全教育体验(S26)。

在本较佳实施例中，当上述步骤执行至步骤2中的「编写相应程序及建立特殊场景模型信息」，该方法更包括以下次步骤：

步骤2.1：通过一C#语言编写相应的程序代码，实现提前策划好的安全体验功能；

步骤2.2：通过另一程序编写实现体验者在该场景模型信息中的体验与互动，即实现一模拟真实的沉浸式体验；

步骤2.3：当程序编写在实现体验场景的体验功能的同时，也实现系统体验者对体验程序的控制选择，如场景选择、界面控制等。

在本较佳实施例中，当上述步骤执行至步骤2.2中的通过「另一程序编写实现体验者在该场景模型信息中的体验与互动」，该方法更包括以下再次步骤：步骤2.2.1：该场景模型信息包括高出坠落、物体打击、机械伤害、触电、坍塌、火灾等场景模型信息。

在本较佳实施例中，当上述步骤执行至步骤5「由观察者进入一系统主界面，通过该组效果发生器10(如，一手持式输入设备)进行体验场景选择」，该方法更包括以下次步骤：

步骤5.1：观察者进入体验该系统主界面，且手持该手持式输入设备的手柄对相应的体验场景进行选择；

步骤5.2：该手持式输入设备此时变成一虚拟的手电筒，通过发出的光束照在相应场景上，然后开始加载相应的场景；

步骤5.3：观察者体验完一个场景后，会自动退出到该系统主界面进行下一体验场景选择。

以上所述仅是本发明的较佳实施例而已，并非对本发明做任何形式上的限制，虽然本发明已以较佳实施例揭露如上，然而并非用以限定本发明，任何熟悉本专业的技术人员，在不脱离本发明技术方案的范围内，当可利用上述揭示的技术内容作出些许更动或修饰为等同变化的等效实施例，但凡是未脱离本发明技术方案的内容，依据本发明的技术实质对以上实施例所作的任何简单修改、等同变化与修饰，均仍属于本发明技术方案的范围内。