基于精確定位和增強現實的消防作戰三維可視化指揮系統技術方案

本發明專利技術提供基于精確定位和增強現實的消防作戰三維可視化指揮系統，其特征在于，包括增強現實采集與呈現終端、增強現實支撐平臺和增強現實處理中心，增強現實采集與呈現終端用于采集視頻信息和傳感信息；增強現實支撐平臺用于根據視頻信息和傳感信息、目標與外界信息和場景知識進行信息融合，構建由實體三維模型組成的增強現實場景；增強現實采集與呈現終端還用于展示增強現實場景給用戶；增強現實處理中心用于提供識別圖像庫、場景知識庫、三維模型庫、目標信息庫和外界信息庫。本發明專利技術可以精確的對每個消防員進行運動跟蹤和定位，并利用增強現實技術為其提供精準的三維態勢信息和可視化指揮信息，以便更好地進行監控管理和調度。

Three dimensional visual command system of fire fighting based on precise location and augmented reality

The present invention provides precise positioning and based on Augmented Reality 3D visualization of fire operational command system, which is characterized in that the augmented reality including acquisition and presentation terminal, augmented reality and augmented reality platform processing center, augmented reality acquisition and presentation terminal for collecting video information and sensing information; augmented reality platform for information fusion based on video information and information sensing, target and external information and scene knowledge, constructing augmented reality scene composed of three-dimensional entity model; augmented reality acquisition and presentation of terminal is also used to show augmented reality scene to the user; augmented reality processing center for providing recognition, scene knowledge database, 3D model library, object database and external information library. The invention can accurately tracking and positioning of each firefighter, and using augmented reality technology to provide accurate information and 3D posture visualization command information, in order to better monitor the management and scheduling.

【技術實現步驟摘要】
基于精確定位和增強現實的消防作戰三維可視化指揮系統
本專利技術涉及消防指揮系統
，尤其涉及一種基于精確定位和增強現實的消防作戰三維可視化指揮系統。
技術介紹
隨著通信和定位技術的發展，在消防作戰的具體應用場合，指揮員面臨這樣這三個問題：一是必須考慮在無通信基礎設施地域的惡劣環境下，各消防作戰人員之間、作戰人員與指揮所或指揮員之間如何實現寬帶無線通信；二是消防是一項極其危險和復雜的工作，在救火過程中消防員時刻都面臨著生命的威脅，尤其是在室內執行任務的狀況下；三是消防員視覺受火場光線影響較大，對消防員的作戰效能有極大消極影響。
技術實現思路
本專利技術的目的在于提供一種基于精確定位和增強現實的消防作戰三維可視化指揮系統。一方面，本專利技術實施例提供一種基于精確定位和增強現實的消防作戰三維可視化指揮系統，包括增強現實采集與呈現終端、增強現實支撐平臺和增強現實處理中心，所述增強現實采集與呈現終端用于采集視頻信息和傳感信息，并發送至所述增強現實支撐平臺；所述增強現實支撐平臺用于根據來自所述增強現實采集與呈現終端的所述視頻信息和所述傳感信息，來自所述增強現實處理中心的目標與外界信息和場景知識進行信息融合，構建由實體三維模型組成的增強現實場景，并將所述增強現實場景發送至所述增強現實采集與呈現終端；所述增強現實采集與呈現終端還用于展示所述增強現實場景給用戶；所述增強現實處理中心用于提供識別圖像庫、場景知識庫、三維模型庫、目標信息庫和外界信息庫。優選地，所述增強現實采集與呈現終端包括攝像頭、頭戴式顯示器、頭部動作跟蹤模塊、定位模塊、投射器、無線通信模塊和信息處理模塊，所述攝像頭用于采集所述視頻信息；所述頭部動作跟蹤模塊用于跟蹤用戶頭部轉動信息；所述定位模塊用于對用戶的位置進行定位，將位置信息經所述信息處理模塊處理后發送至所述頭戴式顯示器進行顯示，并將所述位置信息通過所述無線通信模塊發送至所述增強現實處理中心；所述投射器用于將所述增強現實場景投射到所述頭戴式顯示器上進行顯示。優選地，所述頭部動作跟蹤模塊包括重力感應傳感器、陀螺儀和紅外傳感器。優選地，所述定位模塊包括衛星定位系統芯片和傳感器芯片所述傳感器芯片包括六軸陀螺儀傳感器、加速度傳感器、地磁傳感器和氣壓傳感器芯片。優選地，所述增強現實支撐平臺包括信息引接存儲模塊、信息整編處理模塊和增強現實場景構建模塊，所述信息引接存儲模塊用于接收來自所述增強現實處理中心的所述目標與外界信息、所述場景知識信息，還由于接收來自所述增強現實采集與呈現終端的所述視頻信息和所述傳感信息，并存儲所述目標與外界信息、所述場景知識信息、所述視頻信息和所述傳感信息；所述信息整編處理模塊用于對存儲的所述視頻信息進行圖像識別，根據圖像識別的結果對標識物進行跟蹤生成識別后的視頻信息，用于根據所述傳感信息跟蹤用戶頭部動作，通過所述識別后的視頻信息和所述場景知識信息進行場景知識關聯，根據用戶頭部動作跟蹤結果和場景知識關聯結果進行三維模型調用生成三維模型信息，還用于對所述目標信息和外界信息進行整編與轉換，對整編與轉換后的結果進行融合疊加以生成外界信息和目標信息；所述增強現實場景構建模塊用于利用所述外界信息、所述目標信息、所述三維模型信息和所述識別后的視頻信息進行三維空間場景構建與轉換。優選地，所述增強現實場景構建模塊包括信息引接單元、信息處理單元和實體三維模型構建單元，所述信息引接單元用于根據所述三維模型庫，提取所述識別后的視頻信息中的地形數據、模型數據和紋理數據；所述信息處理單元用于根據實體管理表建立實體顯示表，結合所述識別后的視頻信息和定位信息進行模型調用、特效處理，預測所需紋理信息；所述實體三維模型構建單元用于根據所述所需紋理信息，加載所述地形數據、所述模型數據和所述紋理數據以構建所述實體三維模型。優選地，所述所需紋理信息包括分辨率、經緯度范圍、時間。優選地，所述增強現實場景為包括基礎地理模型、靜態地物模型、運動標識物模型和三維隊標四個層次標識的多層模型信息。優選地，所述基礎地理模型層用于展現數字高程模型、數字正射影像圖、數字表面模型、基礎地形要素矢量數據；所述靜態地物模型層主用于展現重要建筑物、工事的三維模型；所述運動標識物模型用于展現車輛、飛行器、人員的運動；所述三維隊標用于展現戰場要素標識模型。優選地，所述增強現實處理中心還用于實現多用戶協同操作，將不具約束沖突的模型信息呈現給多個用戶。實施本專利技術實施例，具有如下有益效果：本專利技術提供的基于精確定位和增強現實的消防作戰三維可視化指揮系統可以精確的對每個消防員進行運動跟蹤和定位，并在此基礎上利用增強現實技術為其提供精準的三維態勢信息和可視化指揮信息，以便更好地進行監控管理和調度。附圖說明為了更清楚地說明本專利技術實施例或現有技術中的技術方案，下面將對實施例或現有技術描述中所需要使用的附圖作簡單地介紹，顯而易見地，下面描述中的附圖僅僅是本專利技術的一些實施例，對于本領域普通技術人員來講，在不付出創造性勞動的前提下，還可以根據這些附圖獲得其他的附圖。圖1是本專利技術實施例一提供的基于精確定位和增強現實的消防作戰三維可視化指揮系統的原理圖。圖2是圖1所示的增強現實采集與呈現終端的結構示意圖。圖3是圖1所示的增強現實支撐平臺的結構示意圖。具體實施方式下面將結合本專利技術實施例中的附圖，對本專利技術實施例中的技術方案進行清楚、完整地描述，顯然，所描述的實施例僅僅是本專利技術一部分實施例，而不是全部的實施例。基于本專利技術中的實施例，本領域普通技術人員在沒有作出創造性勞動前提下所獲得的所有其他實施例，都屬于本專利技術保護的范圍。實施例一本專利技術實施例提供了一種基于精確定位和增強現實的消防作戰三維可視化指揮系統。參見圖1，該基于精確定位和增強現實的消防作戰三維可視化指揮系統包括增強現實采集與呈現終端100、增強現實支撐平臺200和增強現實處理中心300。具體地，在本實施例中，所述增強現實采集與呈現終端100用于采集視頻信息、傳感信息，并發送至所述增強現實支撐平臺200；所述增強現實支撐平臺200用于根據來自所述增強現實采集與呈現終端100的所述視頻信息和所述傳感信息，來自所述增強現實處理中心300的目標與外界信息和場景知識進行信息融合，構建由實體三維模型組成的增強現實場景，并將所述增強現實場景發送至所述增強現實采集與呈現終端100；所述增強現實采集與呈現終端100還用于展示所述增強現實場景給用戶；所述增強現實處理中心300用于提供識別圖像庫、場景知識庫、三維模型庫、目標信息庫和外界信息庫。圖2是圖1所示的增強現實采集與呈現終端的結構示意圖。如圖2所示，所述增強現實采集與呈現終端100包括攝像頭110、頭戴式顯示器120、頭部動作跟蹤模塊130、定位模塊140、投射器150、無線通信模塊160和信息處理模塊170，其中，所述攝像頭110用于采集所述視頻信息；所述頭部動作跟蹤模塊130用于跟蹤用戶頭部轉動信息；所述定位模塊140用于對用戶的位置進行定位，將位置信息經信息處理模塊170處理后發送至所述頭戴式顯示器120進行顯示，并將所述位置信息通過所述無線通信模塊160發送至所述增強現實處理中心300；所述投射器150用于將所述增強現實場景投射到所述頭戴式顯示器120上進行顯示。頭盔式顯示器(Head-本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種基于精確定位和增強現實的消防作戰三維可視化指揮系統，其特征在于，包括增強現實采集與呈現終端、增強現實支撐平臺和增強現實處理中心，所述增強現實采集與呈現終端用于采集視頻信息和傳感信息，并發送至所述增強現實支撐平臺；所述增強現實支撐平臺用于根據來自所述增強現實采集與呈現終端的所述視頻信息和所述傳感信息，來自所述增強現實處理中心的目標與外界信息和場景知識進行信息融合，構建由實體三維模型組成的增強現實場景，并將所述增強現實場景發送至所述增強現實采集與呈現終端；所述增強現實采集與呈現終端還用于展示所述增強現實場景給用戶；所述增強現實處理中心用于提供識別圖像庫、場景知識庫、三維模型庫、目標信息庫和外界信息庫。

【技術特征摘要】
1.一種基于精確定位和增強現實的消防作戰三維可視化指揮系統，其特征在于，包括增強現實采集與呈現終端、增強現實支撐平臺和增強現實處理中心，所述增強現實采集與呈現終端用于采集視頻信息和傳感信息，并發送至所述增強現實支撐平臺；所述增強現實支撐平臺用于根據來自所述增強現實采集與呈現終端的所述視頻信息和所述傳感信息，來自所述增強現實處理中心的目標與外界信息和場景知識進行信息融合，構建由實體三維模型組成的增強現實場景，并將所述增強現實場景發送至所述增強現實采集與呈現終端；所述增強現實采集與呈現終端還用于展示所述增強現實場景給用戶；所述增強現實處理中心用于提供識別圖像庫、場景知識庫、三維模型庫、目標信息庫和外界信息庫。2.根據權利要求1中所述的基于精確定位和增強現實的消防作戰三維可視化指揮系統，其特征在于，所述增強現實采集與呈現終端包括攝像頭、頭戴式顯示器、頭部動作跟蹤模塊、定位模塊、投射器、無線通信模塊和信息處理模塊，所述攝像頭用于采集所述視頻信息；所述頭部動作跟蹤模塊用于跟蹤用戶頭部轉動信息；所述定位模塊用于對用戶的位置進行定位，將位置信息經所述信息處理模塊處理后發送至所述頭戴式顯示器進行顯示，并將所述位置信息通過所述無線通信模塊發送至所述增強現實處理中心；所述投射器用于將所述增強現實場景投射到所述頭戴式顯示器上進行顯示。3.根據權利要求2中所述的基于精確定位和增強現實的消防作戰三維可視化指揮系統，其特征在于，所述頭部動作跟蹤模塊包括重力感應傳感器、陀螺儀和紅外傳感器。4.根據權利要求2中所述的基于精確定位和增強現實的消防作戰三維可視化指揮系統，其特征在于，所述定位模塊包括衛星定位系統芯片和傳感器芯片所述傳感器芯片包括六軸陀螺儀傳感器、加速度傳感器、地磁傳感器和氣壓傳感器芯片。5.根據權利要求1中所述的基于精確定位和增強現實的消防作戰三維可視化指揮系統，其特征在于，所述增強現實支撐平臺包括信息引接存儲模塊、信息整編處理模塊和增強現實場景構建模塊，所述信息引接存儲模塊用于接收來自所述增強現實處理中心的所述目標與外界信息、所述場景知識信息，還由于接收來自所述增強現實采集與呈現終端的所述視頻信息和所述傳感信息，并存儲所述目標與外界信息、所述場景知識信息、所述視頻信...

【專利技術屬性】
技術研發人員：姜飛，
申請(專利權)人：深圳市皓華網絡通訊股份有限公司，
類型：發明
國別省市：廣東,44