三维仿真火灾场景复原系统
基于虚拟现实技术的火灾逃生训练系统设计与实现
基于虚拟现实技术的火灾逃生训练系统设计与实现虚拟现实技术（Virtual Reality, VR）是一种模拟真实环境的计算机技术，通过戴上VR头盔和手柄等设备，用户可以沉浸于虚拟的三维世界中。
近年来，VR技术在各个领域得到广泛应用，其中之一就是火灾逃生训练系统。
本文将基于虚拟现实技术，设计与实现一款火灾逃生训练系统，以提高逃生效率和应急能力。
一、系统设计1. 虚拟环境构建火灾逃生训练系统需要构建一个真实逼近的虚拟火灾场景，包括建筑内部的各个区域、火源、烟雾等元素。
通过将真实场景的数据进行三维建模，结合烟雾、火焰和声光等特效，使得用户在虚拟环境中能够感受到火灾逃生的真实性。
2. 用户交互设备为了让用户更好地参与到训练中，用户需要佩戴VR头盔和手柄。
VR头盔能够提供沉浸式的体验，将用户完全覆盖在虚拟环境中，手柄则可以模拟用户的操作，如开门、拿取物品等。
此外，为了增强真实感，可以加入真实环境的反馈设备，如震动手柄或地板、喷水等。
3. 逃生路径规划系统应该能够根据用户所处的位置和逃生标识，智能规划最短的逃生路径，以最大程度地模拟真实火灾场景中的逃生过程。
同时，系统还应该考虑逃生人数的不同，以及可能存在的阻塞和重叠情况，提供多样化的逃生方案。
4. 逃生指导和培训功能系统应该提供逃生指导和培训功能，包括如何正确使用灭火器、逃生口的使用方法、避免烟雾中迷路等。
通过文字、语音和图像等方式，向用户传达相关信息，并给予用户实时反馈和引导。
此外，系统还可以提供火灾事故案例学习和应急知识普及，以提高用户的安全意识和应急能力。
二、系统实现1.场景建模与特效制作首先，需要采集真实火灾场景的数据，并利用三维建模软件进行建模，尽量还原真实环境的细节。
另外，通过粒子系统和视觉特效制作，增加逼真度，如真实的火焰燃烧、烟雾弥漫等。
2. 虚拟现实技术开发系统需要进行相关的软件开发，用于虚拟环境的实时渲染和用户交互。
开发人员可以使用Unity3D或Unreal Engine等游戏引擎，利用其强大的渲染功能和物理引擎，实现虚拟环境的交互和效果。
火灾事故现场模拟复原分析系统金视和
火灾事故现场模拟复原分析系统
The fire scene of the accident simulation recovery analysis system
产品介绍
火灾事故现场模拟复原分析系统是由三维数字化图形仿真软件和360°全自动机器人拍摄系统组成。
是北京金视和科技股份有限公司集十几年来图形图像和三维仿真领域的尖端科研成果，并结合多年来对消防系统的调研数据进行定制化开发的解决方案。
在产品开发过程中，北京金视和科技股份有限公司聘请多位火灾现场勘查技术专家作为技术顾问团队，通过全国各地消防部门对火灾事故现场模拟复原分析系统多年的使用意见和反馈信息，不断将产品完善改进至今。
适用于火灾事故现场全景重建、三维重建、现场痕迹物证提取和保存、现场图像绘制以及火灾事故过程分析等环节的规范操作，满足了消防系统对于火灾事故现场绘图、现场三维重建和火灾事故过程模拟分析等标准化工作流程的需求。
系统架构
1. 火灾现场360度全景保存
图像、GPS信息即时无线传输
2. 全景现场、三维人物AR融合
多场景、现场痕迹物证热点添加
3. 海量专业三维模型资源库
火灾事故过程三维动画模拟
4. 快速自定义三维火灾现场绘图
火灾事故三维模拟视频输出。
基于World Wind的森林防火三维仿真系统研究和实现
完成数据的分发， 它根据接收到的数据请求参数在数据库中查找数据后 回传给客户端 ； 数据分析服务是根据 客户端请求参数完成空间矢量数据的分析处理工作 ， 空间数据分析时利用 ＡｃＤ ｒ Ｅ连接 Ｇ ｏａ ｂｓ 数据库 ， Ｓ ｅｄｔ ａ ａ ｅ 具体的空间分析工作利用 Ａｃｉ ｅ ｅ 内部丰富的空间分析接 口来实现 ， ｒ ｓｒｒ ｇＳ ｖ 数据分析服务将最后的处理结果转 化 为 Ｗｏｌ ｎ 以解析 的文件 格式 后 ， 回客 户端程 序再 由客 户端展 示 给用户 。系统 总体 结构 如 图 １ ｒ Ｗｉｄ可 ｄ 发 。
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图 １ 系统 总体 结 构
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在林 业应 用领 域可 以将 常用 的空 间信 息划 分为 三大类 ： 地形 数据 、 栅格 数据 和矢量 数 据 。地 形数 据用 来 记录地面高程信息 ， 通常是以 Ｇｉ（ ｒ 网格 ） ｄ 方式进行存储 ； 栅格数据主要包括卫 星影像、 航空照片 、 地形 图 等其 它 以栅格 图 片方式存 储 的数据 ； 矢量 数据则 是采 用 点 、 、 线 面三种 几 何模 型类 型记 录 坐标 来 表 现 的空 问 数据 。 １２ １ 地形数据和栅格数据 对于地形数据和栅格数据 ， ｒ ｎ 采用多分辨率层次细节 （ Ｏ ） 模 ．． Ｗｏ ｄＷｉ ｌ ｄ Ｌ Ｄ 型组 织数 据 。Ｌ Ｄ技术 可 以合 理减 少场 景渲染 的运 算量 ， 著提 高 渲染 的效 率 ， 本 系统来 讲 尤 为重 要 ， Ｏ 显 对 另 外也 降低 了信 息传输 的数据量 ， 高 了网络传输 的效 率 。常用 的 Ｌ Ｄ实 现算 法 是 四叉 树算 法 ］即对 二 维 提 Ｏ ， 地平 面进 行分 割 时 ， 每次 把正方 形分 成 ４个 等分 的小 正方 形 ， 到分 割 的正方 形 尺 寸达 到 某 个 阈值 为 止 ， 直 然 后对 不能再 分 的正 方形进 行三 角形 剖分渲 染 。 四叉 树 中每个 节 点对 应地 形 的一 块 区域 ， 每个 节 点格 网 的行 列数 相 同。对 于树 中任 意相邻 的层 ， 位于 上一层 的节 点采样 精度 是下 一层 的一半 ， 意一个 非 叶子节 点都 有 任
交通事故现场三维重建模拟复原分析系统-北京金视和
交通事故现场三维重建模拟复原分析系统产品介绍案件现场模拟复原分析系统是由具有世界先进水平的360°全自动机器人拍摄云台，精密鱼眼镜头配以高端单反数码相机以及三维建模和运动仿真图形数据软件平台组成。
该产品集十几年来世界上尖端科研成果，并且结合多年对公安系统、交警系统和消防官兵在案件现场处理问题上的调研数据，进行定制化开发的高科技现代化解决方案。
使用案件现场模拟复原分析系统，现场侦查技术人员可迅速使用全自动360度全景相机拍摄并保存（刑事、交通、火灾）案发现场，通过三维建模和运动仿真，对案发现场进行真实物理模拟。
在对案件重现的过程中，可进行现场环境及模型的实时重建，包括建筑物，房间，房间内家具，人物，车辆等所有的模型，并且可以将多种可能的方案进行快速模拟动画，以进行多种事故方案的分析。
达到案发现场事故重现的目的，大大提高了案件侦破的速度和可靠性。
交通事故现场由于场地环境的特殊性，在事故发生后需要尽快的将现场进行清理以便恢复交通，这样一来，交通事故案发现场在第一时间拍摄测量保存后，就无法进行真实的回溯，只能参考测量数据和平面照片。
为了更加精确的从多个维度来进行事故现场的分析，案件现场模拟复原分析系统就交通事故案发现场处理问题上做了针对性的功能开发，切实的保证了案发现场的完整保存，以及事后对交通事故案发过程的模拟分析复原。
在到达交通事故现场的第一时间，通过全自动360°全自动机器人拍摄一组完整的现场全景图像，可以将整个交通事故案发现场用三维全景图像保存下来，以后后期进行参考、测量、分析和汇报。
其快速标注和精确测量功能，可以在真实的现场全景图中进行事故现场分析。
同时增强现实的三维事故模拟复原功能可以在真实的全景图中添加三维人物和车辆模型，并且可以通过即时的鼠标拖拽和方向键控制，进行三维模拟仿真动画录制，创建多种方案的交通故案发过程。
同时，内建的海量三维模型以及三维场景快速生成功能，可以对交通事故案现场和发过程从多个角度进行动画模拟和分析。
森林防火三维可视化
森林防火三维可视化近年来，森林火灾频发，给自然生态和人类社会造成极大损失。
为了更加高效地预防和应对森林火灾，科技逐渐走进森林防火工作中，其中三维可视化技术的应用成为了一种新的趋势。
一、三维可视化技术在森林防火中的应用三维可视化技术是一种通过计算机图形学方法呈现出的具有三维空间感知的虚拟图像。
在森林防火中，三维可视化技术可以通过地理信息系统（GIS）数据和卫星遥感数据，结合虚拟现实技术，将森林地形、植被类型、气象条件等信息转化为直观的三维地图，为防火人员提供直观全面的情况了解。
二、三维可视化技术的优势相比传统的二维地图，三维可视化技术在森林防火中有着诸多优势。
首先，三维地图可以更加真实地展示出森林地貌的起伏、高低变化，为防火人员提供更加直观的地形信息。
其次，通过虚拟现实技术，防火人员可以在三维地图中模拟不同火情扩散的情况，从而更好地规划灭火作战方案。
此外，三维可视化技术还可以实现实时更新数据，及时反映火情发展情况，帮助指挥员做出更加精准的决策。
三、三维可视化技术的发展前景随着科技的不断发展，三维可视化技术在森林防火中的应用也将不断完善。
未来，可以结合人工智能技术，实现更加智能化的火情监测与预警系统。
同时，随着硬件设备的提升，三维可视化技术将会更加逼真，为防火工作提供更为全面的支持。
总之，三维可视化技术在森林防火中的应用具有重要意义，可以提高防火工作的效率和精准度，减少火灾造成的损失。
随着技术的不断进步，相信三维可视化技术在森林防火领域的应用前景将会更加广阔。
愿我们的森林防火工作者借助科技的力量，守护好我们美丽的自然环境。
三维可视化火灾疏散
三维可视化火灾疏散火灾是一种严重的灾害，对人们的生命和财产造成巨大的威胁。
在火灾发生时，疏散是人们保命的关键。
而传统的火灾疏散方式存在一些不足之处，比如疏散路线不清晰、人员紊乱等问题。
针对这些问题，采用三维可视化技术来进行火灾疏散的规划和指导，可以提升疏散效率和人员安全。
一、三维可视化火灾疏散的优势三维可视化技术通过虚拟现实技术和计算机图形学等手段，将火灾场景以逼真的三维模型呈现出来，使人们更直观地理解疏散路线和安全出口的位置。
相比传统的平面图或文字说明，三维可视化火灾疏散有以下几个明显的优势：1. 可视化直观：通过真实的三维场景模拟，可以清晰地展示建筑物内部的布局、疏散通道的位置、人员密集区等关键信息。
这样一来，疏散过程中的路线选择和避开危险区域变得更加直观和可理解。
2. 情景模拟：三维可视化技术可以模拟不同火灾场景下的疏散情况，包括火势蔓延、浓度分布等因素的变化。
借助这一技术，可以在安全的虚拟环境中进行火灾疏散实验和演练，提前规划和测试疏散路线的安全性。
3. 个性化定制：三维可视化技术可以根据不同建筑物的特点和需求进行个性化定制，包括建筑结构、安全出口的位置和数量等。
通过这种方式，可以更贴合实际场景，提供更有针对性和可操作性的火灾疏散方案。
二、三维可视化火灾疏散的应用案例1. 建筑物疏散模拟：三维可视化技术可以用于模拟不同类型建筑物中的火灾疏散情况，比如住宅楼、大型商场、办公楼等。
通过建模和仿真分析，可以寻找最佳的疏散路径、定位安全出口以及排除疏散中可能出现的瓶颈等问题。
2. 网络游戏中的火灾教育：火灾教育是提高公众火灾防范意识和自救能力的重要途径。
在网络游戏中，采用三维可视化技术将火灾场景融入游戏情节中，让玩家在游戏过程中学会正确的火灾疏散方法和技巧。
3. 智能家居安全应用：智能家居产品的普及给火灾疏散带来了新的可能。
通过将三维可视化技术与智能家居设备相结合，可以在家庭中构建一个更安全的环境。
火灾现场三维建模重构通用技术指南
火灾现场三维建模重构通用技术指南火灾现场三维建模重构通用技术指南，这个话题听起来有点高大上，但其实它就是为了帮助我们更好地了解火灾现场的情况。
想象一下，如果你是一名消防员，你来到了一个火灾现场，你需要了解这个地方的结构、火势等等信息，以便更好地进行救援。
这个技术指南就是为了让消防员们能够更轻松地完成这些工作。
我们需要了解一下什么是火灾现场三维建模重构。
简单来说，就是在火灾现场拍摄照片或视频，然后通过计算机技术将这些数据转化为三维模型。
这样一来，我们就可以更加直观地看到火灾现场的情况了。
要想做好这项工作并不容易。
首先需要有专业的设备和技术，比如高清相机、3D
扫描仪等等。
其次还需要有一定的计算机技术知识，才能够将这些数据转化为三维模型。
不过不用担心，现在有很多公司和组织都在研究这方面的技术，相信未来我们一定会越来越熟练掌握这项技能的。
为什么要进行火灾现场三维建模重构呢？主要有以下几个原因：
第一，可以帮助消防员更好地了解火灾现场的情况。
比如说，在救援过程中，他们可以通过三维模型来判断火势的大小、烟雾的浓度等等信息，从而更加科学地制定救援计划。
第二，可以提高救援效率。
通过三维模型，消防员们可以更加快速地找到被困人员的位置，从而减少救援时间。
第三，可以帮助人们更好地了解火灾的危害性。
通过观看三维模型，人们可以更加直观地感受到火灾的可怕之处，从而更加重视火灾防控工作。
火灾现场三维建模重构是一项非常有意义的工作。
虽然目前还存在一些困难和挑战，但是相信随着技术的不断进步和发展，我们一定能够克服这些问题，让这项技术更好地服务于人类社会。
消防三维虚拟现实仿真系统软件需求规格说明书
消防三维虚拟现实仿真系统软件需求规格说明书小组编号：20小组成员：张一帆、孟宇、谷文博、温从晓、王轶汝目录1 引言 (3)1.1 目的 (3)1.2 参考资料 (3)2 综合描述 (3)2.1 产品前景 (3)2.2 产品功能 (3)2.3用户特征 (4)2.4限制与约束 (4)2.5 用例图及序列图 (4)3 系统特性 (17)3.1 功能需求 (17)3.2系统功能架构设计 (18)3.2.1面向道具的虚拟现实消防设备仿真子系统 (18)3.2.2面向情景的虚拟现实消防实训子系统 (20)3.2.3面向消防的虚拟现实多人空间互动子系统 (21)3.2.4消防软件实训管理子系统 (21)3.2.5消防软件实训考试子系统 (22)4 非功能性需求 (24)1 引言1.1目的定义软件总体要求，作为用户和开发人员之间相互了解的基础。
提供性能要求、初步设计和对用户影响的信息，作为软件人员进行软件结构设计和编码的基础。
作为软件总体测试的依据。
1.2 参考资料htcvive设计方案VR系统开发技术要求2综合描述2.1产品前景根据调查，在消防VR这一块儿，市场接近空白，前景非常好。
2.2产品功能让学员在现场边走边学，进行设备的沉浸式使用学习与体验。
在空间范围内漫游行走，现实和虚拟环境中位移保持一致。
具有“快速移位”功能，对于超出空间安全规定范围的位置，学员可通过此功能实现位置的快速转化。
通过手柄进行操作和互动，如漫游互动、可沉浸在场景中查看设备细节的三维模型以及隐蔽部位查看等，增强学员感官认知及知识内容地真实性体验。
2.3用户特征消防人员：会使用或经过学习后能够使用VR设备2.4限制与约束经费限制：30万开发期限：2021年12月31日完成编程语言：C#、Javascript硬件限制：htcvive3D显示设备2.5 用例图及序列图总用例图：学习用例图：练习用例图：实训用例图：场景用例图：考核用例图：管理员用例图：面向道具的虚拟现实消防设备仿真子系统面向情景的虚拟现实消防实训子系统面向消防的虚拟现实多人空间互动子系统消防软件实训管理子系统消防软件实训考试子系统3系统特性3.1功能需求本项目利用三维重建技术构建逼真的虚拟消防虚拟现实三维仿真系统，实现沉浸式漫游，构造真实的三维室内虚拟场景，主要包括虚拟仓库、虚拟消防设备间、虚拟消防车等研究对象，以三维立体的方式展示室内环境以及人员、物品在虚拟环境中的相对位置，实现利用HTC vive交互设备进行沉浸式交互，构建具有交互功能的虚拟仿真系统。
火灾事故现场三维全景复原测量分析系统
火灾事故现场三维全景复原测量分析系统
火灾事故现场三维全景复原测量分析系统是由北京龙创科鑫科技有
限公司开发，由全自动机器人全景拍摄云台和三维模拟复原软件组成。
全自动机器人全景拍摄云台可一键遥控并在 1 分钟内拍摄一组360°火灾现场的全景图像。
系统对火灾事故现场的全景图像保存7 火灾事故现场三维场景重建，以及火灾事故过程的模拟有着更加简单、快捷的制作和表现方法。
火灾事故现场三维全景复原测量分析系统可以将虚拟的人物、车辆、火焰和烟雾等模型添加到真实的火灾事故现场全景图中并且可以对三维的人物、车辆、火焰和烟雾等进行模拟动画的创建7 使真实的火灾现场图像有更大的参考价值，结合真实的火灾现场图像能更加准确的分析火灾成因以及复原火灾过程。
●火灾现场图像测量：
火灾事故现场三维全景复原测量分析系统自带的测量功能通过图像
还原技术以及双目视差算法能够准确测量火灾现场图像中各种位置尺寸
信息。
对于火灾现场勘查取证时遗漏的尺寸位置信息，可以随时在现场全景中进行准确测量，并且可以及时的将尺寸信息标注在现场图像中用于参考、佐证。
●火灾现场三维立体重建
火灾事故现场三维全景复原测量分析系统内的三维建模功能简单易用可以在平面图的基础上一键生成三维立体图7 在短时间内即可将室内火灾现场的实际房间结构进行三维立体重建和复原。
并且可以360 度任意旋转、移动和缩放三维重建现场7 同时还可在平面图和立体图之间任意切换。
对于室外的火灾现场重建，可以利用海量的三维模型资源库中的模型如：房屋、道路、树木、草地和交通设施等进行快速搭建。
消防协同作战指挥三维仿真演练系统
4. 任务发布
• 第五级
• 第三级 二 、 演 练 实 施 阶 段
– 第四级 5. 实施演练作业
三 、 演 练 结 束 阶 段 »第五级
6. 演练评价
12
系统功能及流程说明
一、演练准备阶段
总队及支队指挥终端：
• 单击此处编辑母版文本样式 1.• 单场景击准备此处编辑母支持版实文时语本音指样令下式达；可自由切换查看各参演大队自不同场景视角画面。
2. 信•息第录入二级
• 第三级
当前视角：三大队
–第二级 3. 灾情设定 • 第四级
4. 任务发布
• 第五级
• 第三级 二 、 演 练 实 施 阶 段
– 第四级 5. 实施演练作业
三 、 演 练 结 束 阶 段 »第五级
6. 演练评价
一大队 二大队 三大队
各参演大（中）队终端：
完成火情侦察、灭火战术、力量布置、战术运用、灭火剂选用、供水方案等演练实施工作。13
– 第四级 5. 实施演练作业
三 、 演 练 结 束 阶 段 »第五级
6. 演练评价
11
系统功能及流程说明
一、演练准备阶段
• 单击此处编辑母版文本样式 1.• 单场景击准备此处编辑母版文本样式任务发布：调度参演队伍进场、准备开始演练
2. 信•息第录入二级
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三维仿真火灾场景复原系统
产品简介
三维仿真火灾场景复原系统实现三维仿真地理信息数据与消防专题信息无缝整合，是由三维数字化图形仿真软件和360°全自动机器人拍摄系统组成。
是北京金视和科技股份有限公司集十几年来图形图像和三维仿真领域的尖端科研成果，并结合多年来对消防系统的调研数据进行定制化开发的解决方案。
在产品开发过程中，公司聘请多位火灾现场勘查技术专家作为技术顾问团队，通过全国各地消防部门对火灾事故现场模拟复原分析系统多年的使用意见和反馈信息，不断将产品完善改进至今。
开发背景
为减少人员伤亡、财产损失，提高在特殊火灾和灾害事故处置行动中的成功率，除了加强消防队伍建设和装备建设，更重要的是加强培训基地和模拟训练设施建设，推动训练手段的模拟化和训练场地的基地化。
因此很有必要建设一套能逼真地模拟真实火灾环境的消防训练系统。
适用于火灾事故现场全景重建、三维重建、现场痕迹物证提取和保存、现场图像绘制以及火灾事故过程分析等环节的规范操作，满足了消防系统对于火灾事故现场绘图、现场三维重建和火灾事故过程模拟分析等标准化工作流程的需求。
产品特点
1、案发现场360度全景数据全自动采集
可以将案发现场图像最终以360°全景图像的形式呈现，并且全景图像中无拼缝或拼接瑕疵。
同时在全景中具有方位罗盘定向功能，来确定方向或导航。
2、可结合地理信息系统全方位呈现案发现场
可结合案发现场的地图信息（谷歌地图和百度地图等地图信息系统），同时还可将案发现场全景图与之相关联，全方位呈现案发现场。
3、鼠标拖拽创建逼真的人物动画模拟
三维人物和车辆模型可以简单的创建过程动画模拟，动画创建过程简单快捷，用鼠标右键拖拽来设定人物动作路径，并且结合丰富的人物动作资源，来创建逼真的人物动画。
在创建多个人物动画时，多个人物可以实时联动。
4、海量专业的三维模型资源库（达两万多种三维模型资源）
系统涵盖专业的三维模型资源库，涵盖生活中的所能遇到的室内和室外基本物品，数量在2万种模型以上，可以实时的用鼠标拖拽添加到系统中，并且可以根据现场图像的比例进行旋转，移动和缩放。
5、三维模型与真实现场图像增强现实融合
可以将三维模型资源库中的人物、车辆、物品等模型直接拖拽到全景图中，并且可以对人物和车辆进行动画的创建，基于真实的案发现场图像模拟案发过程。
6、三维立体现场门、窗一键快速自动生成
在三维立体案发现场中可以根据现场实际需要，在创建的墙体上任意添加门和窗，并且可以设定门窗的位置、高度、宽度、数量等。
适用人群
消防人员、指挥人员、现场勘查人员以及案件分析人员
硬件参数
JSH-X1
配有全彩色智能液晶显示屏，尺寸：63×34cm，中文汉字显示
数码程序控制（支持手动、全自动拍摄）
无线摇控拍摄距离不小于20米，全过程不需要人工拍摄
自动升降高度可达400mm要求,最高工作高度不小于1700mm要求
主机工作负重3.0kg，脚架最大负重11.0kg
脚架最大管径45mm，收缩高度860mm
重量：8kg
电源：220V，充电电压：8.0-12.0V
升降起动频率：2-200Hz，下降起动频率：200-300Hz
左右转360每度可设
内置充电电池，一次充电工作连续3小时，约拍摄400张
电池：NiMH/2500mAH。