本发明涉及一种基于动作捕捉定位和场景模拟的灾害急救训练方法，主要涉及急救训练领域。
背景技术：
地震灾害急救与平时的急救有较大的区别：首先，地震灾害环境更加恶劣，不断出现二次灾害的可能性；其次，工作强度非常大，需要急救的地方一个接着一个；最后，发生频率较低，急救人员普遍缺乏在这种场景下的急救经验，初次接触，无论是身体还是心理上都对造成很大的压力。
技术实现要素：
针对以上现有技术的不足，本发明提出一种基于动作捕捉定位和场景模拟的灾害急救训练方法，通过动作捕捉相机能够获得更加精准的虚拟场景和道具的定位，使操作人员更加顺畅真实的进行模拟训练，提前训练急救人员的身体和心理承压能力，积累更为丰富的急救经验。
为达到上述目的，本发明的技术方案是：包括如下步骤：
s1，三维构建与真实世界1:1大小的虚拟灾害场景；
s2，三维构建与真实道具1:1的虚拟道具；
s3，三维构建与对需要急救操作的模拟人1:1的虚拟模拟人；
s4，使用定位设备在实际操作场地创建定位空间区域，创建的定位空间区域与虚拟场景中的操作区域的位置、方向进行匹配，将虚拟道具和模拟人的刚体绑定并匹配相对应的模型和骨骼，接入动作捕捉数据，并将动作捕捉数据赋予虚拟的三维数字模型；
s5，由动作捕捉数据驱动的三维数字模型通过3d引擎渲染，并将场景数据实时传输到vr眼镜中，实现现实场景和虚拟场景的虚实融合，操作者在进行虚拟操作的时候能真实的触及到真实模型。
优选地，步骤s1，通过动作捕捉相机组成的相机矩阵来定位线式场地空间，通过3d引擎，将虚拟场景同真实的动捕场景空间匹配。
优选地，步骤s2，对现实场地空间内使用到的真实道具安装定位标识点，通过动捕相机获取道具在动捕空间中的实时位置，使该道具在实际场地使用过程中，实时匹配其虚拟形象。
优选地，每个道具定位标识点数量大于等于3个。
优选地，步骤s3，对需要急救操作的模拟人进行三维数字扫描，得到与模拟人1:1大小的数字三维模型，并对模拟人的主要肢体和关节的刚体定位，通过动捕相机获取模拟人在动捕空间中的实时位置，并实时匹配其三维模型。
优选地，在步骤s4之后，对三维数字模型进行美术加工，制作相关的创伤效果以及表情动画效果，并通过动捕定位，将创伤、表情匹配到模拟人身上。
优选地，建立三维面部表情模型库，通过动捕相机，获取模拟人面部的位置信息，在该位置调用面部表情库内表情数据，将表情数据实时传输到操作者vr眼镜中，使操作者可以看到三维模型人的不同表情。
优选地，建立三维创伤模型库，通过动捕相机，获取模拟人身体各个部位的位置、角度信息，在不同位置调用三维创伤模型库内的创伤模型数据，将创伤数据实时传输到操作者vr眼镜中，使操作者可以看到三维模型人的不同表情。
优选地，系统模拟白昼黑夜效果，动捕摄像头捕捉到操作者有抬手触碰头顶的动作，并将该动作数据传输至系统，系统解读数据指令，模拟打开头灯效果，使得操作者可以模拟在黑夜环境中进行急救训练。
优选地，带上动捕手套，拿起真实器械对真实的模拟人进行急救操作，动捕摄像头获取急救操作的动作捕捉数据，由动作捕捉数据驱动的相应的三维模型，通过3d引擎渲染，并将场景数据实时传输到vr眼镜中，最终达到现实场景和虚拟场景，以及虚拟模型与现实模型的虚实融合，即操作者在进行虚拟操作的时候能真实的触及到真实模型。
本发明的技术原理及有益效果如下：
通过本方案能够真实快速的模拟灾害急救的场景，更加真实的让急救人员感受灾害场景，进而获得训练技能，通过动作捕捉相机能够获得更加精准的虚拟场景和道具的定位，使操作人员更加顺畅真实的进行模拟训练，提前训练急救人员的身体和心理承压能力，积累更为丰富的急救经验。
具体实施方式
下面将对本发明中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明的较佳实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例
本发明实施例包括如下步骤：
s1，三维构建与真实世界1:1大小的虚拟灾害场景，通过动作捕捉相机组成的相机矩阵来定位线式场地空间，通过3d引擎，将虚拟场景同真实的动捕场景空间匹配；
s2，三维构建与真实道具1:1的虚拟道具，对现实场地空间内使用到的真实道具安装定位标识点，通过动捕相机获取道具在动捕空间中的实时位置，使该道具在实际场地使用过程中，可以实时匹配其虚拟形象，每个道具定位标识点数量大于等于3个；
s3，三维构建与对需要急救操作的模拟人1:1的虚拟模拟人，对需要急救操作的模拟人进行三维数字扫描，得到与模拟人1:1大小的数字三维模型，并对模拟人的主要肢体和关节的刚体定位，通过动捕相机获取模拟人在动捕空间中的实时位置，并实时匹配其三维模型；
s4，使用动作捕捉摄像机矩阵在实际操作场地创建定位空间区域，创建的定位空间区域与虚拟场景中的操作区域的位置、方向进行匹配，将虚拟道具和模拟人的刚体绑定并匹配相对应的模型和骨骼，接入动作捕捉数据，并将动作捕捉数据赋予虚拟的三维数字模型；
对三维数字模型进行美术加工，制作相关的创伤效果以及表情动画效果，并通过动捕定位，将创伤、表情匹配到模拟人身上。
s5，由动作捕捉数据驱动的三维数字模型通过3d引擎渲染，并将场景数据实时传输到vr眼镜中，实现现实场景和虚拟场景的虚实融合，操作者在进行虚拟操作的时候能真实的触及到真实模型。
建立三维面部表情模型库，通过动捕相机，获取模拟人面部的位置信息，在该位置调用面部表情库内表情数据，将表情数据实时传输到操作者vr眼镜中，使操作者可以看到三维模型人的不同表情。
建立三维创伤模型库，通过动捕相机，获取模拟人身体各个部位的位置、角度信息，在不同位置调用三维创伤模型库内的创伤模型数据，将创伤数据实时传输到操作者vr眼镜中，使操作者可以看到三维模型人的不同表情。
系统模拟白昼黑夜效果，动捕摄像头捕捉到操作者有抬手触碰头顶的动作，并将该动作数据传输至系统，系统解读数据指令，模拟打开头灯效果，使得操作者可以模拟在黑夜环境中进行急救训练。
带上动捕手套，拿起真实器械对真实的模拟人进行急救操作，动捕摄像头获取急救操作的动作捕捉数据，由动作捕捉数据驱动的相应的三维模型，通过3d引擎渲染，并将场景数据实时传输到vr眼镜中，最终达到现实场景和虚拟场景，以及虚拟模型与现实模型的虚实融合，即操作者在进行虚拟操作的时候能真实的触及到真实模型。
通过本方案能够真实快速的模拟灾害急救的场景，更加真实的让急救人员感受灾害场景，进而获得训练技能，通过动作捕捉相机能够获得更加精准的虚拟场景和道具的定位，使操作人员更加顺畅真实的进行模拟训练。
以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内，所作的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。