一种人防互动体验方法与系统与流程

本发明属于人防宣传教育领域，具体为一种人防互动体验方法与系统。

背景技术：

随着人防宣教技术的不断发展，人防应急装备、抗洪抢险装备、紧急救援装备等领域对宣传教育的手段和教学效果提出了更高的要求，需要其能够在普通人群的人防宣教工作中，综合应用信息化技术手段，提高人防宣教效率，科学评估宣教成果。人防宣教工作是国家重要的平时宣传工作之一，现有人防宣教手段受固定场地建设限制，宣教人群覆盖面小；使用实物教具教学和音视频手段播放教学节目，教学效果达不到预期目的，并且缺乏科学的宣教评估办法。此外，传统的人防宣教方法均为播放宣传视频，这种宣教方法不能让使用者真正体会人防现场的具体环境与情况，宣教效果差。

技术实现要素：

本发明提出了一种人防互动体验方法与系统，本发明采用VR或全息技术模拟人防现场环境，通过信息采集装置采集使用者对人防装备的操作信息并进行评估，有效提高使用者的学习效率，且将该系统至于移动方舱中，突破人防宣教对场地等条件的限制，满足宣教工作的要求。

本发明的技术方案如下：

一种人防互动体验方法，包括以下步骤：

S100：选择所要模拟的场景，将该选择结果发送到成像装置；

S200：成像装置对选择的模拟场景进行三维立体成像，形成模拟场景；

S300：采集成像模拟场景中的图像信息；

S400：对图像信息进行与预设的身份识别图像进行对比；

S500：若图像信息与预设的身份识别图像对比成功，则判定为有一个使用者进入成像模拟场景，对该使用者进行标记，并开始跟踪检测该使用者的操作信息，否则，返回步骤S400；

S600：采集使用者的操作信息；

S700：对采集到的操作信息进行预处理；

S800：对预处理后的操作信息进行分析，得到使用者操作信息评估结果；

S900：若操作信息中的图像信息丢失，则判定为使用者离开场景，结束跟踪检测，否则，继续执行步骤S600-步骤S800。

进一步的，所述步骤S700中预处理为小波变换与中值滤波相结合。

进一步的，所述步骤S600中所述操作信息包括RFID设备采集的位置信息，摄像系统采集到的图像信息，和姿态传感器采集到的动作信息；

进一步的，所述步骤S800具体为：

S801：将RFID设备采集的位置信息与预存的标准位置信息进行对比，若匹配度达到90％，则进行下一步，否则，将评估结果定级为D；

S802：将预处理后的图像信息与预存的标准图像信息进行对比，若匹配度达到80％，则进行下一步，否则，将评估结果定级为C；

S803：将预处理后的动作信息与预存的标准动作信息对比，若匹配度达到80％，则将评估结果定级为A，若匹配度达到70％，则将评估结果定级为B，否则，将评估结果定级为C。

一种人防互动体验系统，包括人防装备、控制装置、成像装置、信息采集装置和通信装置；

所述人防装备中包含RFID芯片，RFID芯片用于采集人防装备的位置信息；

所述控制装置用于向成像装置发出控制信息，控制成像装置进行场景成像，并将信息采集装置采集到的信息进行评估；

所述成像装置为三维激光全息成像装置，用于根据控制装置的控制信息进行场景成像；

所述信息采集装置用于采集对人防装备的操作信息；

所述通信装置用于实现控制装置、成像装置和信息采集装置之间的信息传输。

进一步的，所述RFID芯片为小型柔性无源RFID芯片。

进一步的，所述信息采集装置为摄像系统、姿态传感器和RFID感知设备，所述摄像系统用于采集图像信息，所述姿态传感器用于采集动作信息，所述RFID感知设备用于与RFID芯片配合使用，读取RFID芯片信息。

进一步的，还包括VR体验装置。

进一步的，还包括显示装置。

进一步的，所述通信装置为无线通信装置。

进一步的，还包括环境模拟装置。

进一步的，所述的环境模拟装置包括警报模拟装置、烟气模拟装置、温度模拟装置和声音模拟装置。

进一步的，所述人防装备为可拆解与组装的结构。

进一步的，所述人防互动体验系统安装于移动方舱内。

进一步的，所述VR体验装置具有多自由度捕捉功能。

本发明提出的人防互动体验方法与系统可有效评估使用者对于人防设备的使用情况，提高学习效果，系统中采用三维成像装置模拟人防现场，实现对人防现场具有三维立体体验，人防互动系统可安装于方舱中，可达到移动宣教的效果。

附图说明

图1是本发明实施例中人防互动体验方法示意图；

图2是本发明实施例中人防互动体验方法中评估过程示意图；

图3是本发明人防互动体验系统结构示意图；

图4是本发明的人防互动体验系统在方舱中结构示意图；

图5是本发明中人防装备中RFID芯片一体化设计图；

图6是本发明中VR眼镜在VR体验装置中的安装示意图。

图7是本发明中人防装备在全息展示柜中显示的信息关联图。

附图中标记说明：

1、人防装备；2、控制装置；3、成像装置；4、信息采集装置；5、通信装置；

6、摄像系统；7、姿态传感器；8、显示装置；9、实物展示柜；10、VR体验装置；

11、环境模拟装置；12、全息展示柜；13、RFID芯片；14、传感装置；15、固定垫片；

16、固定支架；17、内置显示屏；18、处理终端及电源转换；19、成像显示镜。

具体实施方式

下面结合附图及实施例，对本发明的技术方案做详细描述。应当理解，附图中所示各零部件是示意性而非限制性的，各特征未按比例画出。

实施例1

如图1所示，本发明提出了一种人防互动体验方法，具体的，包括以下步骤：

S100：选择所要模拟的场景，将该选择结果发送到成像装置。其中，所要模拟的场景通过智能终端来选择，包括计算机、平板电脑或智能手机等装置，并将选择结果通过无线通信装置发送到成像系统，无线通信装置可为WIFI通信装置或蓝牙通信装置等。成像系统可为普通显示装置，如LED显示屏、LCD显示屏，且可采用多个LED或LCD显示屏采用特定角度拼接，产生环绕立体三维成像效果，如采用6个LED显示屏幕采用60°角度拼接，或采用12个LED显示屏幕采用30°角度拼接，此外，成像装置也可采用三维立体成像装置，如三维激光全息成像装置、全息投影装置等形成立体成像。本实施例中，所要模拟的场景预存在存储系统中，也可通过网络下载，包括多种人防场景，如地震、火灾、洪涝灾害等。

S200：成像装置对选择的模拟场景进行三维立体成像，形成模拟场景。

S300：采集成像模拟场景中的图像信息，本实施例中，采用摄像装置采集图像信息。

S400：对图像信息进行与预设的身份识别图像进行对比，本实施例中，预设的身份识别图像可为多种动作信息，如招手、下蹲等简单动作。

S500：若图像信息与预设的身份识别图像对比成功，则判定为有一个使用者进入成像模拟场景，对该使用者进行标记，并开始跟踪检测该使用者的操作信息，否则，返回步骤S400。本实施例中，可通过图像提取方法提取采集到的图像信息中使用者动作信息，如使用者人体关节点数据等，再通过图像配准方法将提取出的信息与预设信息进行对比，若配准率达到90％以上，则判定为对比成功。对比成功后，判定为有一个使用者进入成像模拟场景，对该使用者进行标记，如标记为使用者1、使用者2等，并分别对每个使用者进行跟踪，检测其操作信息，本实施例中的操作信息，包括使用者在不同模拟场景中基本动作信息和对人防装备的操作信息，其中，人防装备为人防宣教过程中使用的设备，如人防口哨、反光逃生绳、便携型多功能应急手电、防尘口罩、防滑手套、防灾应急雨衣、地震专用压缩毛巾手套、保温应急毯、保温帐篷、超薄保温睡袋、多功能折叠铲、折叠水桶、多功能工具斧头和多功能钳等。

S600：采集使用者的操作信息，包括使用RFID设备采集位置信息，使用摄像系统采集到图像信息，和使用姿态传感器采集到动作信息。

S700：对采集到的操作信息进行预处理，如对于采集到的图像信息，使用小波变换与中值滤波相结合的方法进行去噪处理。

S800：对预处理后的操作信息进行分析，得到使用者操作信息评估结果。

S900：若操作信息中的图像信息丢失，即图像信息与背景信息一致，则判定为使用者离开场景，结束跟踪检测，否则，继续执行步骤S600-步骤S800。本实施例中，图像信息为预处理后的图像信息，背景信息为预先选择的投影场景。

如图2所示，步骤S800的评估过程具体为：

S801：将RFID设备采集的位置信息与预存的标准位置信息进行对比，若匹配度达到90％，则进行下一步，否则，将评估结果定级为D；

S802：将预处理后的图像信息与预存的标准图像信息进行对比，若匹配度达到80％，则进行下一步，否则，将评估结果定级为C；

S803：将预处理后的动作信息与预存的标准动作信息对比，若匹配度达到80％，则将评估结果定级为A，若匹配度达到70％，则将评估结果定级为B，否则，将评估结果定级为C。

具体评估参数可根据实际情况进行调整，如使用者为初学者，可设置初学者模式，降低评估难度，如步骤S801中，将匹配度调整为80％，即可进入下一步评估；步骤S802中，匹配度调整为70％，即可进入下一步评估；步骤S803中，匹配度达到70％，即可评定为A级，匹配度达到60％，即可评定为B级，其他评定为C级。如使用者为示范这，则可设置示范者模式，提高评估难度，如步骤S801中，将匹配度调整为95％，才可进入下一步评估；步骤S802中，匹配度调整为95％，才可进入下一步评估；步骤S803中，匹配度达到90％，才可评定为A级，匹配度达到80，才可评定为B级，其他评定为C级。

实施例2

如图3所示，本发明提出了一种人防互动体验系统，包括人防装备1，控制装置2，成像装置3，信息采集装置4和通信装置5，其中，信息采集装置包括摄像系统6和姿态传感器7。本实施例中，人防装备1具体为人防、民防中使用的设备，如人防口哨、反光逃生绳、便携型多功能应急手电、防尘口罩、防滑手套、防灾应急雨衣、地震专用压缩毛巾手套、保温应急毯、保温帐篷、超薄保温睡袋、多功能折叠铲、折叠水桶、多功能工具斧头和多功能钳等。如图5所示，人防装备1中安装有RFID芯片13，控制装置2为智能终端，如微型计算机、平板电脑或智能手机等，成像装置3为维激光全息成像装置，信息采集装置4为摄像系统6、姿态传感器7和RFID感知设备(图中未示出)，通信装置5为无线通信装置，具体为WI-FI或蓝牙通信装置。

使用时，使用者通过控制装置1选择所要模拟的场景，控制装置1将该场景通过成像装置3进行三维立体成像，得到模拟场景，本实施例中，三维立体成像通过三维激光全息成像装置直接投影成像，或者通过使用者佩戴VR成像眼镜来实现，使用者穿戴好人防装备1，进入模拟场景，根据模拟场景具体情况或提示音提示内容对人防装备1进行操作，在操作过程中，信息采集装置4采集使用者的操作信息，本实施例中，RFID感知设备对分布于人防装备1中的RFID芯片进行检测，检测到RFID芯片的位置信息，摄像头对使用者进行摄像，采集使用者的图像信息，RFID感知设备与摄像头将采集到的使用者的位置信息和图像信息并将该信息传送至控制装置2，控制装置2按照采集时序对RFID感知设备采集到的位置信息的变化情况进行比较，得到使用者的位置变化信息，包括位移信息和移动速度，并将该位置变化信息与预存的标准位置变化信息进行对比，得到位置信息对比结果。控制装置2对摄像头采集到的使用者的图像信息进行图像处理，包括图像去噪、特征提取，并将得到的图像与标准视频进行对比，得到图像信息对比结果。控制装置2对姿态传感器采集到的动作信息进行预处理，如数据去噪等处理，并将处理后的动作信息与标准动作信息进行对比，得到动作信息对比结果。控制装置2综合位置信息对比结果、图像信息对比结果和动作信息对比结果，对使用者的操作信息进行综合评估，以找到使用者在操作过程中操作不当的地方，具体评估过程与实施例1中相同，并将该评估结果通过显示装置显示或语音播报的形式进行提醒。

本发明中，人防装备1为可拆解与组装的结构，使用者可以通过多次反复的拆解和组装人防装备1，更好的了解人防装备1的具体结构与组合方法，深入学习人防装备1的使用方法。

此外，本发明还包括显示装置8、实物展示柜9、VR体验装置10、环境模拟装置11和全息展示柜12。显示装置8用于播放人防宣教视频，显示装置可为LED显示屏幕、LCD显示屏幕、CRT显示屏幕和三维投影显示装置等。实物展示柜9用于展示人防装备以及每个人防装备的使用说明。VR体验装置10包括VR动感座椅和VR眼镜，其中，VR眼镜用于帮助使用者借助VR装置进行视觉上的三维立体体验，VR动感座椅具有震动、左右摆动和旋转等功能，用于帮助使用者配合VR眼镜显示的场景进行四维效果体验，尤其在体验地震等模拟环境时，具有更好的体验效果。如图6所示，VR眼镜在本实施例中结构包括传感装置14、固定垫片15、固定支架16、内置显示屏17、处理终端及电源转换18和成像显示镜19。环境模拟装置11包括警报模拟装置、烟气模拟装置、温度模拟装置和声音模拟装置，用于辅助模拟场景中的相关环境，如报警模拟装置可发出警报声音，如模拟火灾现场的火灾警报声音，烟气模拟装置可产生烟雾，模拟火灾现场的烟雾，温度模拟装置可升高或降低体验系统中温度，如升高温度以模拟火灾现场的高温环境，声音模拟装置可发出各类提示声音，如火灾现场疏散人群的提示音等，环境模拟装置11使整个体验过程不仅有视觉体验，还具有其他体验过程，环境模拟更为生动真实。全息展示柜12以全息成像的方式展示各个人防设备，具体如图7所示，全息展示柜通过数据总线传输数据流，建立全息展示柜与控制装置2的数据关联关系，从而按照控制装置2的控制信号交换数据并进行全息成像。

如图4所示，本发明提出的人防体验系统安装于移动方舱中，可实现对该人防体验设备的灵活移动，使人防宣教不受场地限制，满足对更多人群开展宣教工作的需求。

应当理解，以上借助优选实施例对本发明的技术方案进行的说明是示意性的而非限制性的。本领域的普通技术人员在上述实施例的基础上可以对各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应该以权利要求的保护范围为准。