应用AR技术的防毒面具训练模拟器的制作方法

应用ar技术的防毒面具训练模拟器
技术领域
1.本发明涉及一种防毒面具训练仿真器材，主要面对使用fmj08系列(包括fmj08型和fmj08(a)型防毒里面具)防毒面具进行特种作业的人员，在进行模拟训练时使用，通过本发明，将虚拟事件以投影的方式叠加在真实环境背景中，使被训练人员体验身临其境的感觉，从而达到更佳的训练效果。


背景技术：

2.在遭到化学、生物和放射性袭击以及在可能受污染的区域执行任务时，防毒面具能保护特种作业人员的眼睛、呼吸器官和面部皮肤免受毒剂及放射性沾染的伤害。由于防毒面具会对佩戴者头部和面部造成压迫感觉，视场范围受眼窗限制而缩小，受过滤器限制呼吸需要额外用力，会产生种种不适应感，从而影响特种作业的效率。为了使特种作业人员在执行任务时迅速适应，特种作业人员往往需要佩戴防毒面具进行适应性训练和任务模拟训练。
3.模拟训练主要是模仿在污染环境下进行紧急处置、救援、维修、消防等活动，因为构建模拟环境不可能使用生物、化学和放射性污染物，所以目前特种作业人员都是在正常环境下进行训练。在正常环境下训练的弊端是，受训人员无法直观感受真实污染环境中的声、光、烟、雾所造成的心理上的压迫感，无法获得心理承受能力的训练，导致在真实环境中作业时不敢动手、操作准确度下降、误操作增加的情况，训练效果差，增加人员事故风险。
4.目前有一种佩戴vr眼镜进行训练的技术，虽然场景环境逼真，但实物操作感不强，对提升训练效果的帮助有限。


技术实现要素：

5.为了更好地解决上述现有防毒面具使用训练模拟技术的不足，本发明提供了一种采用ar技术的防毒面具训练模拟器。可满足模拟装置真实感强、训练效果好、操作简便、安全性高、成本低廉的需求，用于特种作业人员进行多变任务环境的模拟训练。
6.为了实现上述目的。本发明采用的技术方案是：
7.一种应用ar技术的防毒面具训练模拟器，采用防毒面具与ar训练模拟器相结合的技术，能增强模拟训练的真实感，所述ar训练模拟器包括视觉模块、信息采集模块和ar控制器，可模块化拆卸，并且可安装在fmj08系列防毒面具的面罩上，实现与所述面罩的可靠连接。所述ar训练模拟器采用ar技术，通过hdmi线将所述ar控制器与所述视觉模块连接，通过usb数据线将所述ar控制器与所述信息采集模块连接，所述ar控制器可分别控制所述视觉模块和所述信息采集模块，通过所述信息采集模块采集任务信息，通过所述视觉模块进行任务环境效果的画面播放，供特种作业人员能够更加真实的在多变任务环境中进行任务训练。
8.所述应用ar技术的防毒面具训练模拟器，其中：所述视觉模块嵌于所述面罩内侧。所述视觉模块包括一体式支架和带框ar镜片，所述一体式支架上方水平面左右边缘分别设
置支撑竖梁，所述支撑竖梁左右对称，所述一体式支架水平面左右两侧分别设置安装通孔，供所述带框ar镜片固定于所述一体式支架，所述一体式支架下方垂直面为两侧对称的球形结构，所述一体式支架下侧设置鼻梁式支撑开槽，所述鼻梁式支撑开槽与所述球形结构、所述支撑竖梁连接。所述带框ar镜片稳定固定于所述面罩内部的眼窗中间，所述眼窗与所述球形结构紧密贴合，所述一体式支架固定于所述面罩内侧，所述支撑竖梁嵌入所述面罩内部，所述鼻梁式支撑开槽与所述面罩内部的导流式阻水罩上侧的鼻部凸起紧密贴合。
9.所述应用ar技术的防毒面具训练模拟器，其中：所述信息采集模块安装于所述面罩正面的通话器盖前侧。所述信息采集模块包括ar摄像头、上盖、底座、锁紧片、转向支座、连接凹槽、锁紧垫片和万向球头，所述连接凹槽嵌入所述面罩外侧的通话器盖，所述万向球头通过底部螺母固定于所述连接凹槽中间，所述连接凹槽与所述转向支座平行，所述万向球头贯穿所述转向支座，所述转向支座设置内部凹槽，供所述底座下端锥形凸台嵌入，所述底座与所述转向支座通过所述锁紧片紧密连接，所述锁紧片与所述锁紧垫片上下相邻，所述锁紧垫片被所述万向球头贯穿并紧密连接，所述上盖整体嵌入所述底座，所述ar摄像头通过螺钉垂直固定在所述底座上，所述上盖中部开孔，所述ar摄像头上部嵌入所述上盖，所述ar摄像头在所述防毒面具上可手动调节方向和角度。
10.与现有技术相比，本发明的有益效果是：所述应用ar技术的防毒面具训练模拟器，适用于特种作业人员进行多变任务环境的模拟训练，具有安全性高、操作简单、真实感强、训练效果好、实用性强、成本低廉等特点。
附图说明
11.图1为应用ar技术的防毒面具训练模拟器结构图。
12.图2为视觉模块结构图。
13.图3为一体式支架结构图。
14.图4为信息采集模块结构图。
15.附图标记说明：1-ar训练模拟器；2-面罩；3-视觉模块；4-信息采集模块；5-ar控制器；6-一体式支架；7-ar带框镜片；8-安装通孔；9-支撑竖梁；10-支撑开槽；11-球形结构；12-ar摄像头；13-上盖；14-底座；15-锁紧片；16-转向支座；17-连接凹槽；18-锁紧垫片；19-万向球头；20-通话器盖；21-导流式阻水罩；22-眼窗。
具体实施方式
16.实施例中ar训练模拟器1包括视觉模块3、信息采集模块4和ar控制器5，都可拆卸安装在fmj08型防毒面具和fmj08(a)型防毒面具的面罩2上，所述视觉模块3与所述ar控制器5通过hdmi线连接，所述信息采集模块4与所述ar控制器5通过usb数据线连接。所述ar控制器5通过控制所述信息采集模块4上的ar摄像头12采集任务信息，通过控制所述视觉模块3进行任务环境效果的画面播放，使用人员可在ar带框镜片7上看到模拟的任务环境画面。所述ar训练模拟器1和所述面罩2相结合可构造出真实任务环境，便于使用者更加真实的进行防化任务训练。
17.如图1至图3所示一种应用ar技术的防毒面具训练模拟器，其视觉模块特征在于：所述视觉模块3通过一体式支架6固定于所述面罩2内侧，所述一体式支架6两侧边缘的支撑
竖梁9刚好嵌入所述面罩2内部，所述一体式支架6下侧鼻梁式支撑开槽10与所述面罩内部的导流式阻水罩21上侧的鼻部凸起上下紧密贴合，所述一体式支架6下端垂直面的球形结构11与所述面罩2的眼窗22紧密贴合，所述一体式支架6与ar带框镜片7垂直连接，保证所述ar带框镜片7稳定固定于所述眼窗22中间，上述连接方式使得所述一体式支架能稳定固定在面罩内侧，便于使用人员对任务环境和相关设施进行效果画面的观察训练。
18.如图1和图4所示一种应用ar技术的防毒面具训练模拟器，其信息采集模块特征在于：所述信息采集模块4通过连接凹槽17嵌入所述面罩2正面的通话器盖20前侧，所述信息采集模块的万向球头19通过底部螺母固定于所述连接凹槽17中间，所述连接凹槽17与所述信息采集模块的转向支座16平行，所述万向球头19贯穿所述转向支座16，所述信息采集模块4的底座14下端锥形凸台准确嵌入所述转向支座16的内部凹槽，所述底座14与所述转向支座16通过锁紧片15紧密连接，所述锁紧片15与锁紧垫片18上下相邻，所述锁紧垫片18被所述万向球头19贯穿并紧密连接，所述信息采集模块4的上盖13整体嵌入所述底座14，ar摄像头12通过螺钉垂直固定在所述底座14上，所述上盖13中部开孔，所述ar摄像头12上部嵌入所述上盖13孔中，上述各部件连接使得所述ar摄像头12在所述面罩2上可手动调节方向和角度，便于ar训练模拟器1采集相关声、光、烟、毒信息。
19.以上说明对本发明而言只是说明性的，而非限制性的，本领域普通技术人员理解，在不脱离权利要求所限定的精神和范围的情况下，可作出许多修改、变化或等效，但都将落入本发明的保护范围之内。