消防车虚拟训练系统的开发与设计

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消防车在很多紧急情况下起着重大的作用。当火灾发生时,消防车可以在最短的时间内将灭火剂、消防设备及消防人员送往所需地区,并在救火工作中发挥不可替代的作用。当出现重大交通事故需要救援的时候,当有人被困在高层时,在天气干旱民众缺水时,也同样需要消防车的施救。近年来,随着城市规模的扩大,火灾事故愈演愈烈,配置更多消防车以及培训更多合格的消防车操作员越来越重要。若仍利用真实的消防车采用传统的方式进行人员培训,尤其是昂贵高端消防车操作员的培训,其培训成本高,效率低,安全性及可重复性差。计算机信息技术,特别是虚拟现实技术的发展,为模拟真实环境下消防车的操作训练提供了新的手段,可以解决传统训练模式存在的诸多弊端。基于此,我们开展了消防车虚拟训练系统的开发工作。本文将虚拟现实技术引入到消防车训练中,主程序在VS2010环境下进行开发,利用3DMax建立精细的三维车体模型;通过对Fbx文件的解析与渲染,实现了对消防车复杂臂架运动的精确控制;通过Flash制作了友好、美观、高仿真度的用户交互界面,并实现了Flash与C++程序的通信;同时,采用基于串口的点对多点的通信协议及基于ARM7的多接口电路设计等技术,制作出与消防车真实操作面板构成相似的实体操控面板,完成了其对虚拟消防车模型的控制。本虚拟训练系统设立培训的教学模式与操作模式,更加适应不同层次学员的训练要求。在功能实现上,以JP56型举高喷射消防车为例,按照其操作手册,对消防车从“调平车体”到“臂架伸展”,再到“喷射灭火剂”及“其它操作”的重要操作步骤,系统都进行了模拟仿真,最终完成了一套界面友好、逼真度高、功能覆盖全面的消防车虚拟训练系统。经消防人员使用体验及反馈,基于虚拟现实技术构建的消防车训练系统模拟效果好,具有很高的实用性,适于推广使用。
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