本發(fā)明屬于人防宣傳教育領(lǐng)域，具體為一種人防互動體驗方法與系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

隨著人防宣教技術(shù)的不斷發(fā)展，人防應(yīng)急裝備、抗洪搶險裝備、緊急救援裝備等領(lǐng)域?qū)π麄鹘逃氖侄魏徒虒W(xué)效果提出了更高的要求，需要其能夠在普通人群的人防宣教工作中，綜合應(yīng)用信息化技術(shù)手段，提高人防宣教效率，科學(xué)評估宣教成果。人防宣教工作是國家重要的平時宣傳工作之一，現(xiàn)有人防宣教手段受固定場地建設(shè)限制，宣教人群覆蓋面??；使用實物教具教學(xué)和音視頻手段播放教學(xué)節(jié)目，教學(xué)效果達(dá)不到預(yù)期目的，并且缺乏科學(xué)的宣教評估辦法。此外，傳統(tǒng)的人防宣教方法均為播放宣傳視頻，這種宣教方法不能讓使用者真正體會人防現(xiàn)場的具體環(huán)境與情況，宣教效果差。

技術(shù)實現(xiàn)要素：

本發(fā)明提出了一種人防互動體驗方法與系統(tǒng)，本發(fā)明采用VR或全息技術(shù)模擬人防現(xiàn)場環(huán)境，通過信息采集裝置采集使用者對人防裝備的操作信息并進(jìn)行評估，有效提高使用者的學(xué)習(xí)效率，且將該系統(tǒng)至于移動方艙中，突破人防宣教對場地等條件的限制，滿足宣教工作的要求。

本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

一種人防互動體驗方法，包括以下步驟：

S100：選擇所要模擬的場景，將該選擇結(jié)果發(fā)送到成像裝置；

S200：成像裝置對選擇的模擬場景進(jìn)行三維立體成像，形成模擬場景；

S300：采集成像模擬場景中的圖像信息；

S400：對圖像信息進(jìn)行與預(yù)設(shè)的身份識別圖像進(jìn)行對比；

S500：若圖像信息與預(yù)設(shè)的身份識別圖像對比成功，則判定為有一個使用者進(jìn)入成像模擬場景，對該使用者進(jìn)行標(biāo)記，并開始跟蹤檢測該使用者的操作信息，否則，返回步驟S400；

S600：采集使用者的操作信息；

S700：對采集到的操作信息進(jìn)行預(yù)處理；

S800：對預(yù)處理后的操作信息進(jìn)行分析，得到使用者操作信息評估結(jié)果；

S900：若操作信息中的圖像信息丟失，則判定為使用者離開場景，結(jié)束跟蹤檢測，否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟S600-步驟S800。

進(jìn)一步的，所述步驟S700中預(yù)處理為小波變換與中值濾波相結(jié)合。

進(jìn)一步的，所述步驟S600中所述操作信息包括RFID設(shè)備采集的位置信息，攝像系統(tǒng)采集到的圖像信息，和姿態(tài)傳感器采集到的動作信息；

進(jìn)一步的，所述步驟S800具體為：

S801：將RFID設(shè)備采集的位置信息與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)位置信息進(jìn)行對比，若匹配度達(dá)到90％，則進(jìn)行下一步，否則，將評估結(jié)果定級為D；

S802：將預(yù)處理后的圖像信息與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)圖像信息進(jìn)行對比，若匹配度達(dá)到80％，則進(jìn)行下一步，否則，將評估結(jié)果定級為C；

S803：將預(yù)處理后的動作信息與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)動作信息對比，若匹配度達(dá)到80％，則將評估結(jié)果定級為A，若匹配度達(dá)到70％，則將評估結(jié)果定級為B，否則，將評估結(jié)果定級為C。

一種人防互動體驗系統(tǒng)，包括人防裝備、控制裝置、成像裝置、信息采集裝置和通信裝置；

所述人防裝備中包含RFID芯片，RFID芯片用于采集人防裝備的位置信息；

所述控制裝置用于向成像裝置發(fā)出控制信息，控制成像裝置進(jìn)行場景成像，并將信息采集裝置采集到的信息進(jìn)行評估；

所述成像裝置為三維激光全息成像裝置，用于根據(jù)控制裝置的控制信息進(jìn)行場景成像；

所述信息采集裝置用于采集對人防裝備的操作信息；

所述通信裝置用于實現(xiàn)控制裝置、成像裝置和信息采集裝置之間的信息傳輸。

進(jìn)一步的，所述RFID芯片為小型柔性無源RFID芯片。

進(jìn)一步的，所述信息采集裝置為攝像系統(tǒng)、姿態(tài)傳感器和RFID感知設(shè)備，所述攝像系統(tǒng)用于采集圖像信息，所述姿態(tài)傳感器用于采集動作信息，所述RFID感知設(shè)備用于與RFID芯片配合使用，讀取RFID芯片信息。

進(jìn)一步的，還包括VR體驗裝置。

進(jìn)一步的，還包括顯示裝置。

進(jìn)一步的，所述通信裝置為無線通信裝置。

進(jìn)一步的，還包括環(huán)境模擬裝置。

進(jìn)一步的，所述的環(huán)境模擬裝置包括警報模擬裝置、煙氣模擬裝置、溫度模擬裝置和聲音模擬裝置。

進(jìn)一步的，所述人防裝備為可拆解與組裝的結(jié)構(gòu)。

進(jìn)一步的，所述人防互動體驗系統(tǒng)安裝于移動方艙內(nèi)。

進(jìn)一步的，所述VR體驗裝置具有多自由度捕捉功能。

本發(fā)明提出的人防互動體驗方法與系統(tǒng)可有效評估使用者對于人防設(shè)備的使用情況，提高學(xué)習(xí)效果，系統(tǒng)中采用三維成像裝置模擬人防現(xiàn)場，實現(xiàn)對人防現(xiàn)場具有三維立體體驗，人防互動系統(tǒng)可安裝于方艙中，可達(dá)到移動宣教的效果。

附圖說明

圖1是本發(fā)明實施例中人防互動體驗方法示意圖；

圖2是本發(fā)明實施例中人防互動體驗方法中評估過程示意圖；

圖3是本發(fā)明人防互動體驗系統(tǒng)結(jié)構(gòu)示意圖；

圖4是本發(fā)明的人防互動體驗系統(tǒng)在方艙中結(jié)構(gòu)示意圖；

圖5是本發(fā)明中人防裝備中RFID芯片一體化設(shè)計圖；

圖6是本發(fā)明中VR眼鏡在VR體驗裝置中的安裝示意圖。

圖7是本發(fā)明中人防裝備在全息展示柜中顯示的信息關(guān)聯(lián)圖。

附圖中標(biāo)記說明：

1、人防裝備；2、控制裝置；3、成像裝置；4、信息采集裝置；5、通信裝置；

6、攝像系統(tǒng)；7、姿態(tài)傳感器；8、顯示裝置；9、實物展示柜；10、VR體驗裝置；

11、環(huán)境模擬裝置；12、全息展示柜；13、RFID芯片；14、傳感裝置；15、固定墊片；

16、固定支架；17、內(nèi)置顯示屏；18、處理終端及電源轉(zhuǎn)換；19、成像顯示鏡。

具體實施方式

下面結(jié)合附圖及實施例，對本發(fā)明的技術(shù)方案做詳細(xì)描述。應(yīng)當(dāng)理解，附圖中所示各零部件是示意性而非限制性的，各特征未按比例畫出。

實施例1

如圖1所示，本發(fā)明提出了一種人防互動體驗方法，具體的，包括以下步驟：

S100：選擇所要模擬的場景，將該選擇結(jié)果發(fā)送到成像裝置。其中，所要模擬的場景通過智能終端來選擇，包括計算機(jī)、平板電腦或智能手機(jī)等裝置，并將選擇結(jié)果通過無線通信裝置發(fā)送到成像系統(tǒng)，無線通信裝置可為WIFI通信裝置或藍(lán)牙通信裝置等。成像系統(tǒng)可為普通顯示裝置，如LED顯示屏、LCD顯示屏，且可采用多個LED或LCD顯示屏采用特定角度拼接，產(chǎn)生環(huán)繞立體三維成像效果，如采用6個LED顯示屏幕采用60°角度拼接，或采用12個LED顯示屏幕采用30°角度拼接，此外，成像裝置也可采用三維立體成像裝置，如三維激光全息成像裝置、全息投影裝置等形成立體成像。本實施例中，所要模擬的場景預(yù)存在存儲系統(tǒng)中，也可通過網(wǎng)絡(luò)下載，包括多種人防場景，如地震、火災(zāi)、洪澇災(zāi)害等。

S200：成像裝置對選擇的模擬場景進(jìn)行三維立體成像，形成模擬場景。

S300：采集成像模擬場景中的圖像信息，本實施例中，采用攝像裝置采集圖像信息。

S400：對圖像信息進(jìn)行與預(yù)設(shè)的身份識別圖像進(jìn)行對比，本實施例中，預(yù)設(shè)的身份識別圖像可為多種動作信息，如招手、下蹲等簡單動作。

S500：若圖像信息與預(yù)設(shè)的身份識別圖像對比成功，則判定為有一個使用者進(jìn)入成像模擬場景，對該使用者進(jìn)行標(biāo)記，并開始跟蹤檢測該使用者的操作信息，否則，返回步驟S400。本實施例中，可通過圖像提取方法提取采集到的圖像信息中使用者動作信息，如使用者人體關(guān)節(jié)點數(shù)據(jù)等，再通過圖像配準(zhǔn)方法將提取出的信息與預(yù)設(shè)信息進(jìn)行對比，若配準(zhǔn)率達(dá)到90％以上，則判定為對比成功。對比成功后，判定為有一個使用者進(jìn)入成像模擬場景，對該使用者進(jìn)行標(biāo)記，如標(biāo)記為使用者1、使用者2等，并分別對每個使用者進(jìn)行跟蹤，檢測其操作信息，本實施例中的操作信息，包括使用者在不同模擬場景中基本動作信息和對人防裝備的操作信息，其中，人防裝備為人防宣教過程中使用的設(shè)備，如人防口哨、反光逃生繩、便攜型多功能應(yīng)急手電、防塵口罩、防滑手套、防災(zāi)應(yīng)急雨衣、地震專用壓縮毛巾手套、保溫應(yīng)急毯、保溫帳篷、超薄保溫睡袋、多功能折疊鏟、折疊水桶、多功能工具斧頭和多功能鉗等。

S600：采集使用者的操作信息，包括使用RFID設(shè)備采集位置信息，使用攝像系統(tǒng)采集到圖像信息，和使用姿態(tài)傳感器采集到動作信息。

S700：對采集到的操作信息進(jìn)行預(yù)處理，如對于采集到的圖像信息，使用小波變換與中值濾波相結(jié)合的方法進(jìn)行去噪處理。

S800：對預(yù)處理后的操作信息進(jìn)行分析，得到使用者操作信息評估結(jié)果。

S900：若操作信息中的圖像信息丟失，即圖像信息與背景信息一致，則判定為使用者離開場景，結(jié)束跟蹤檢測，否則，繼續(xù)執(zhí)行步驟S600-步驟S800。本實施例中，圖像信息為預(yù)處理后的圖像信息，背景信息為預(yù)先選擇的投影場景。

如圖2所示，步驟S800的評估過程具體為：

S801：將RFID設(shè)備采集的位置信息與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)位置信息進(jìn)行對比，若匹配度達(dá)到90％，則進(jìn)行下一步，否則，將評估結(jié)果定級為D；

S802：將預(yù)處理后的圖像信息與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)圖像信息進(jìn)行對比，若匹配度達(dá)到80％，則進(jìn)行下一步，否則，將評估結(jié)果定級為C；

S803：將預(yù)處理后的動作信息與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)動作信息對比，若匹配度達(dá)到80％，則將評估結(jié)果定級為A，若匹配度達(dá)到70％，則將評估結(jié)果定級為B，否則，將評估結(jié)果定級為C。

具體評估參數(shù)可根據(jù)實際情況進(jìn)行調(diào)整，如使用者為初學(xué)者，可設(shè)置初學(xué)者模式，降低評估難度，如步驟S801中，將匹配度調(diào)整為80％，即可進(jìn)入下一步評估；步驟S802中，匹配度調(diào)整為70％，即可進(jìn)入下一步評估；步驟S803中，匹配度達(dá)到70％，即可評定為A級，匹配度達(dá)到60％，即可評定為B級，其他評定為C級。如使用者為示范這，則可設(shè)置示范者模式，提高評估難度，如步驟S801中，將匹配度調(diào)整為95％，才可進(jìn)入下一步評估；步驟S802中，匹配度調(diào)整為95％，才可進(jìn)入下一步評估；步驟S803中，匹配度達(dá)到90％，才可評定為A級，匹配度達(dá)到80，才可評定為B級，其他評定為C級。

實施例2

如圖3所示，本發(fā)明提出了一種人防互動體驗系統(tǒng)，包括人防裝備1，控制裝置2，成像裝置3，信息采集裝置4和通信裝置5，其中，信息采集裝置包括攝像系統(tǒng)6和姿態(tài)傳感器7。本實施例中，人防裝備1具體為人防、民防中使用的設(shè)備，如人防口哨、反光逃生繩、便攜型多功能應(yīng)急手電、防塵口罩、防滑手套、防災(zāi)應(yīng)急雨衣、地震專用壓縮毛巾手套、保溫應(yīng)急毯、保溫帳篷、超薄保溫睡袋、多功能折疊鏟、折疊水桶、多功能工具斧頭和多功能鉗等。如圖5所示，人防裝備1中安裝有RFID芯片13，控制裝置2為智能終端，如微型計算機(jī)、平板電腦或智能手機(jī)等，成像裝置3為維激光全息成像裝置，信息采集裝置4為攝像系統(tǒng)6、姿態(tài)傳感器7和RFID感知設(shè)備(圖中未示出)，通信裝置5為無線通信裝置，具體為WI-FI或藍(lán)牙通信裝置。

使用時，使用者通過控制裝置1選擇所要模擬的場景，控制裝置1將該場景通過成像裝置3進(jìn)行三維立體成像，得到模擬場景，本實施例中，三維立體成像通過三維激光全息成像裝置直接投影成像，或者通過使用者佩戴VR成像眼鏡來實現(xiàn)，使用者穿戴好人防裝備1，進(jìn)入模擬場景，根據(jù)模擬場景具體情況或提示音提示內(nèi)容對人防裝備1進(jìn)行操作，在操作過程中，信息采集裝置4采集使用者的操作信息，本實施例中，RFID感知設(shè)備對分布于人防裝備1中的RFID芯片進(jìn)行檢測，檢測到RFID芯片的位置信息，攝像頭對使用者進(jìn)行攝像，采集使用者的圖像信息，RFID感知設(shè)備與攝像頭將采集到的使用者的位置信息和圖像信息并將該信息傳送至控制裝置2，控制裝置2按照采集時序?qū)FID感知設(shè)備采集到的位置信息的變化情況進(jìn)行比較，得到使用者的位置變化信息，包括位移信息和移動速度，并將該位置變化信息與預(yù)存的標(biāo)準(zhǔn)位置變化信息進(jìn)行對比，得到位置信息對比結(jié)果?？刂蒲b置2對攝像頭采集到的使用者的圖像信息進(jìn)行圖像處理，包括圖像去噪、特征提取，并將得到的圖像與標(biāo)準(zhǔn)視頻進(jìn)行對比，得到圖像信息對比結(jié)果?？刂蒲b置2對姿態(tài)傳感器采集到的動作信息進(jìn)行預(yù)處理，如數(shù)據(jù)去噪等處理，并將處理后的動作信息與標(biāo)準(zhǔn)動作信息進(jìn)行對比，得到動作信息對比結(jié)果?？刂蒲b置2綜合位置信息對比結(jié)果、圖像信息對比結(jié)果和動作信息對比結(jié)果，對使用者的操作信息進(jìn)行綜合評估，以找到使用者在操作過程中操作不當(dāng)?shù)牡胤?，具體評估過程與實施例1中相同，并將該評估結(jié)果通過顯示裝置顯示或語音播報的形式進(jìn)行提醒。

本發(fā)明中，人防裝備1為可拆解與組裝的結(jié)構(gòu)，使用者可以通過多次反復(fù)的拆解和組裝人防裝備1，更好的了解人防裝備1的具體結(jié)構(gòu)與組合方法，深入學(xué)習(xí)人防裝備1的使用方法。

此外，本發(fā)明還包括顯示裝置8、實物展示柜9、VR體驗裝置10、環(huán)境模擬裝置11和全息展示柜12。顯示裝置8用于播放人防宣教視頻，顯示裝置可為LED顯示屏幕、LCD顯示屏幕、CRT顯示屏幕和三維投影顯示裝置等。實物展示柜9用于展示人防裝備以及每個人防裝備的使用說明。VR體驗裝置10包括VR動感座椅和VR眼鏡，其中，VR眼鏡用于幫助使用者借助VR裝置進(jìn)行視覺上的三維立體體驗，VR動感座椅具有震動、左右擺動和旋轉(zhuǎn)等功能，用于幫助使用者配合VR眼鏡顯示的場景進(jìn)行四維效果體驗，尤其在體驗地震等模擬環(huán)境時，具有更好的體驗效果。如圖6所示，VR眼鏡在本實施例中結(jié)構(gòu)包括傳感裝置14、固定墊片15、固定支架16、內(nèi)置顯示屏17、處理終端及電源轉(zhuǎn)換18和成像顯示鏡19。環(huán)境模擬裝置11包括警報模擬裝置、煙氣模擬裝置、溫度模擬裝置和聲音模擬裝置，用于輔助模擬場景中的相關(guān)環(huán)境，如報警模擬裝置可發(fā)出警報聲音，如模擬火災(zāi)現(xiàn)場的火災(zāi)警報聲音，煙氣模擬裝置可產(chǎn)生煙霧，模擬火災(zāi)現(xiàn)場的煙霧，溫度模擬裝置可升高或降低體驗系統(tǒng)中溫度，如升高溫度以模擬火災(zāi)現(xiàn)場的高溫環(huán)境，聲音模擬裝置可發(fā)出各類提示聲音，如火災(zāi)現(xiàn)場疏散人群的提示音等，環(huán)境模擬裝置11使整個體驗過程不僅有視覺體驗，還具有其他體驗過程，環(huán)境模擬更為生動真實。全息展示柜12以全息成像的方式展示各個人防設(shè)備，具體如圖7所示，全息展示柜通過數(shù)據(jù)總線傳輸數(shù)據(jù)流，建立全息展示柜與控制裝置2的數(shù)據(jù)關(guān)聯(lián)關(guān)系，從而按照控制裝置2的控制信號交換數(shù)據(jù)并進(jìn)行全息成像。

如圖4所示，本發(fā)明提出的人防體驗系統(tǒng)安裝于移動方艙中，可實現(xiàn)對該人防體驗設(shè)備的靈活移動，使人防宣教不受場地限制，滿足對更多人群開展宣教工作的需求。

應(yīng)當(dāng)理解，以上借助優(yōu)選實施例對本發(fā)明的技術(shù)方案進(jìn)行的說明是示意性的而非限制性的。本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員在上述實施例的基礎(chǔ)上可以對各實施例所記載的技術(shù)方案進(jìn)行修改，或者對其中部分技術(shù)特征進(jìn)行等同替換；而這些修改或者替換，都應(yīng)涵蓋在本發(fā)明的保護(hù)范圍之內(nèi)。因此，本發(fā)明的保護(hù)范圍應(yīng)該以權(quán)利要求的保護(hù)范圍為準(zhǔn)。