本发明涉及虚拟现实技术领域，具体是一种基于vr的安全隐患查除演练的方法及其系统。
背景技术：
虚拟现实（vr）是一种综合计算机图形技术、多媒体技术、传感器技术、并行实时计算技术、人工智能、仿真技术等多种学科而发展起来的计算机领域的最新技术。它具有高度的多感知性、浸没感、交互性、自主性、构想性。简单来说，虚拟现实技术是一种可以创建和体验虚拟世界的计算机仿真系统，它利用计算机生成一种模拟环境，是一种多源信息融合的、交互式的三维动态视景和实体行为的系统仿真，使用户沉浸到该环境中。
虚拟现实技术主要包括模拟环境、感知、自然技能和传感设备等方面。模拟环境是由计算机生成的、实时动态的三维立体逼真图像。感知是指理想的vr应该具有一切人所具有的感知，除计算机图形技术所生成的视觉感知外，还有听觉、触觉、力觉、运动等感知，甚至还包括嗅觉和味觉等，也称为多感知。自然技能是指人的头部转动，眼睛、手势、或其他人体行为动作，由计算机来处理与参与者的动作相适应的数据，并对用户的输入作出实时响应，并分别反馈到用户的五官。传感设备是指三维交互设备。
虚拟现实技术可使人们跨越时间与空间,去经历和体验世界上早已发生或尚未发生的事件；可以使人类突破生理上的限制，进入宏观或微观世界进行研究和探索；也可以模拟因条件限制等原因而难以实现的任务。
安全事故的避免永远都是世界难题，我国的安全事故发生率长期居高不下，大大小小的事故往往给国家和人民造成严重的损失，严重威胁着着国家和人民的财产和生命安全。如何做到有效的避免安全事故的发生，是党和国家每年都持续研究的重要课题。每年政府和企业都会投入大量的人力物力来做安全工作。
完全彻底的安全隐患排查只能作为开端来减少安全事故的发生，但减少并不以为着避免，每年的安全事故致死致伤事件中，有很高比例的安全隐患事件是因为人们的安全知识匮乏、应急措施采取不当而最终造成生命财产的重大损失，所以从开端降低事故发生的可能固然重要，从终端减小安全隐患事故造成的伤害即加强人们面对安全隐患事故的安全应急手段及方法的教育也同样是需要高度关注的问题。
现在人们的安全应急知识的获得，基本是通过网络、安全隐患查除人员演习和讲解获得的。通过网络获得时，基本上是看一些视频、文字等方法得到，虽然很便利，但是缺乏交互性，效果不佳。而安全应急知识获得的另一手段则是安全演习，定期的执行应急推演是传统并有效地一种防患方式，但其弊端也相当明显，投入成本高，每一次推演都要投入大量的人力、物力，大量的投入使得其不可能进行频繁性的执行。
虚拟现实的产生为应急演练提供了一种全新的开展模式，将事故现场模拟到虚拟场景中去，在这里可以模拟各种事故状况，组织参演人员做出正确响应。这样的推演大大降低了投入成本，提高了推演实训时间，从而保证了人们面对事故灾难时的应对技能，并且可以打破空间的限制方便的组织各地人员进行推演。
现在的安全隐患查除软件不多，而针对个人、家庭、小型公司、政府机构等的还更少。而这方面的人群占了社会人群的很大一部分。因此开发一款针对个人、家庭、小型公司、政府机构的安全隐患查除系统迫在眉睫。
安全隐患查除演练系统的实现有诸多难点，包括：
1、安全隐患提示的随机动态生成，由于每一个隐患的情况各不相同，处理方式不同等情况，导致安全隐患提示的动态随机生成，需要在场景中为每一个提示对象单独编写处理代码才能实现，大量的脚本导致程序的复杂度增加，系统响应时间因此延长，系统的实时性不高；
2、ui的动态交互和逼真的隐患排除过程的实现，本系统的适用对象是所有的人员，这就要求ui设计时要简单并能动态交互以满足需求，同时排查的过程和方法的实现要符合实际，所有的这些需求就要求设计一个高效的算法来实现这些内容，否则会导致系统的适用性不强。
因此，本发明提供一种基于vr的安全隐患查除演练的方法及其系统来解决此问题。
技术实现要素：
针对上述情况，为克服现有技术之缺陷，本发明之目的在于提供一种基于vr的安全隐患查除演练的方法及其系统，有效的解决安全隐患提示的随机动态生成、ui的动态交互和逼真的隐患排查过程的实现等技术问题。
为解决上述问题，提供一种基于vr的安全隐患查除演练的方法,其特征在于，步骤如下：
步骤1：设计制作安全隐患查除演练系统vr场景，并将vr场景导入到vr建模工具中，设置vr场景的灯光系统和物理属性；
步骤2：设计制作安全隐患查除演练系统中的安全隐患模型，将安全隐患模型导入到vr建模工具中，设置安全隐患模型的物理属性；
步骤3：设计vr角色，vr角色以第一人称视角模拟使用系统，有一种亲临现场的感觉，增加用户的沉浸感；
步骤4：根据功能和交互需求设计vr系统ui，要求设计的ui功能完善易于使用，使用户能在不同的vr场景中顺利实现演练；
步骤5：设计与制作安全隐患查除演练系统中的不同场景的导航地图，方便用户演练；
步骤6：设计与制作安全隐患查除演练系统中的各个vr场景中的隐患点；
步骤7：设计与制作安全隐患查除演练系统中所有隐患点的动态随机提示；
步骤8：设计与制作安全隐患查除演练系统中隐患点的排除手段或方法；
步骤9：将上述步骤1至7设计形成系统。
优选的，所述的vr场景包括办公室场景、家庭居室场景多种子场景，根据不同的场景，采集相关数据，设计形成办公室查除子系统、家庭查除子系统多种子系统。
优选的，所述的vr场景和安全隐患模型的比例材质是依据生活中的真实案例，在vr制作软件中制作完成。
优选的，所述的各个vr场景中的隐患点，均根据现实生活常见隐患事故案例设置，紧密的与现实生活相贴合。
优选的，本安全隐患查除演练的方法及其系统中的所有子系统均包括排查提示、排查演练，在进行隐患查除演练的同时界面显示上会展示与隐患相对应的隐患查除技能的提示。
优选的，所述的办公室查除子系统、家庭查除子系统均包括计时系统，要求在规定的时间内以游戏的方式完成安全隐患点的排查。
优选的，所述的导航地图包含各个子场景的地图，可实时更新vr角色位置，并可在导航地图上显示，方便用户演练。
本发明能够使用户在vr的环境中，去感受安全隐患查除，增强用户的安全隐患查除技能。
附图说明
图1为本发明安全隐患查除演练系统图。
图2为本发明安全隐患查除隐患点动态随机提示算法的流程框图。
图3为本发明安全隐患销毁算法的流程框图。
具体实施方式
以下结合附图1至图3对本发明的具体实施方式作进一步详细说明。
实施例一，所述的基于vr的安全隐患查除演练的方法及其系统的设计步骤如下：
步骤1：参照图1，设计制作安全隐患查除演练系统的vr场景，并将vr场景导入到vr建模工具中，设置vr场景的灯光系统和物理属性，具体的，采集现实的办公室和家庭居室场景的数据为依据，利用vr建模工具maya或者3dmax建立vr场景模型,以真实的图片为素材制作材质并赋予场景模型，将vr场景模型导入到vr建模软件unity3d中，添加灯光系统和物理碰撞属性，用于最真实的模拟真实的场景，使设计的vr场景做到和现实场景的高度乃至完全贴合，增加其真实性；
步骤2：设计制作安全隐患查除演练系统中的安全隐患模型，将安全隐患模型导入到vr建模工具中，设置安全隐患模型的物理属性，具体的，以采集的现实事故隐患点数据为依据，利用vr建模工具maya或者3dmax建立安全隐患模型,以真实的安全隐患图片为素材制作材质并赋予安全隐患模型，将安全隐患模型导入到vr场景中，添加物理属性；
步骤3：设计vr角色，vr角色以第一人称视角模拟使用系统，导入第一人称角色，并为角色编写控制脚本，从而通过外设，即键盘鼠标来控制角色，让vr角色能在vr场景中自由漫游，使用户有一种亲临现场的感觉，增加用户的沉浸感；
步骤4：根据功能和交互需求设计ui，使用c#编写安全隐患查除演练系统的ui界面脚本，并将ui界面脚本指定给当前场景中的摄像机，为使用户能在不同的vr场景中顺利实现演练，设计的ui的功能应完善且易于使用；
步骤5：设计与制作安全隐患查除演练系统中的不同场景的导航地图，先在unity3d中截取vr场景top正视图图片，修改图片大小并将图片导入到工程文件中；然后，在unity3d建立一个plane并设置相关参数，调整plane大小和办公室大小一致，之后在ps中绘制地图移动角色图片，最后编写相关代码，并附加到plane上面，用以方便用户演练；
步骤6：设计与制作安全隐患查除演练系统中的各个vr场景中的隐患点，从modle中将安全隐患模型扡到vr场景中，按实际隐患情况设置好位置和隐患状态；
步骤7：设计与制作安全隐患查除演练系统中所有隐患点的动态随机提示，参照图2，先在vr场景中为安全隐患创建对应的触发对象，并设置触发对象的tag和属性；然后在unity3d引擎中设计实现saftynotion算法，在设计算法时充分考虑不同隐患的特性等因素，设计了begindestroy（开始标示参数）、paichatishitest（查除提示标识参数）、addcolorredteste（添加提示色标识参数）、tishdestroy（提示销毁标识参数）来实现安全隐患提示的随机动态生成；
步骤8：设计与制作安全隐患查除演练系统中隐患点的排除手段或方法，参照图3，首先，在unity3d中voidongui设计实现各个单独的ui代码，并设计实现７个不同的addwindow(intwindowid)。其次，在unity3d中设计各个隐患对象的addcolorred（隐患提示标识）代码和yhpccode（隐患查除）代码，最后，设计unioncode算法，充分利用上述元素设计算法，并利用yhobjectcode（隐患对象代码）和objectdestroy（对象销毁标识）实现了ui的动态交互和逼真的隐患排查的过程；
步骤9：将上述步骤1至7设计形成系统。
实施例二，在实施例一的基础上，所述vr场景包括vr场景包括办公室场景、家庭居室场景，根据不同的场景采集相应的数据，根据不同的场景数据设计形成办公室查除子系统、家庭查除子系统，使系统更具有普适性。
实施例三，在实施例一的基础上，所述vr场景和安全隐患模型比例材质是依据生活中的真实案例，在vr建模软件中制作完成，使生成的隐患点高度乃至完全和现实生活贴近，增加真实感。
实施例四，在实施例一的基础上，各个vr场景中的隐患点，均根据现实生活常见隐患事故案例设置，紧密与现实生活相贴合。
实施例五，在实施例二的基础上，本安全隐患查除演练的方法及其系统中的所有子系统均包括系统规则、系统操作、排查提示、排查演练，其中，系统规则、系统操作均于ui设计时制定写入，用户进入系统并启动后即出现相应的系统规则和系统操作提示，在进行隐患查除演练的时，界面显示上会展示与隐患相对应的隐患查除技能的提示，提示用户在不同的事故发生时应当采取的不同措施，多次演练，可将应急措施逐渐演变为身体本能应激反应。
实施例六，在实施例二的基础上，办公室查除子系统、家庭查除子系统均包括计时系统，要求在规定的时间内以游戏的方式完成隐患点的排查，因事故发生后的应急时间总是有限，设置限定时间可和事故发生后的状态更加贴近，高度还原事故发生后的场景，增加真实感的同时加强了紧迫感。
实施例七，在实施例一的基础上所述的导航地图包含各个子场景的地图，可实时更新vr角色位置，并可在导航地图上显示，方便用户演练。
具体使用时，用户进入系统，选择所要进入的vr场景，之后系统界面出现系统规则与系统操作提示，用户可根据提示完成本系统的操作；用户进入vr角色视角，并操控vr角色进入所选择的vr场景，用户可根据导航地图的显示确定自己的位置，并依照导航地图提示，在vr场景中走动，寻找并触发隐患点，此时计时系统开始计时，并提示用户需在指定时间内完成隐患点查除与销毁，当vr场景中的隐患点被触发后，在saftynotion算法的计算下，具体参考图2，经begindestroy（开始标示参数）判断所触发隐患点是否为真，paichatishitest（查除提示标识参数）判断所选择的排查提示是否正确，addcolorredteste（添加提示色标识参数）为隐患点添加醒目的颜色，tishdestroy（提示销毁标识参数）判断相应隐患点是否需要销毁，以此完成安全隐患的随机动态生成与查除；
当确认隐患需要销毁后，参考图3，objectdestroy（对象销毁标识）判定隐患销毁标识，若为否，即需确定隐患点具体情况，系统出现隐患点具体情况选择，用户选择后经系统判定是否为真，若为真，则该隐患点变色，用户点击后即可将该隐患点排除，若为否，则说明用户选择错误，用户需重新选择正确的答案，直至答案选择正确，完成隐患排查，若objectdestroy（对象销毁标识）判定隐患销毁标识为真，即直接确定该隐患点需销毁，则略过隐患点具体情况判断过程，表明该隐患点已直接销毁。
本发明能够使用户在vr的环境中，去感受安全隐患查除，增强用户的安全隐患查除技能。
以上所述的实施例并非对本发明的范围进行限定，在不脱离本发明设计构思的前提下，本领域所述技术人员对本发明的技术方案作出的各种变形和改进，均应纳入本发明的权利要求书确定的保护范围内。