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基于VR的消防无人机模拟训练系统

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A. 普通高校组-应用类 > A3组：智能互动（VR+头盔设备、VR+生活娱乐、VR+游戏、VR+AI等）

      随着无人机被越来越广泛地应用于消防行业，在高空侦察、夜间照明、抛投与通讯中继等特种作业中能够起到重要作用。但是在消防队日常实操训练过程中，炸机、坠毁等事件又经常发生，加上无人机采购价格昂贵、使用维护困难、实操训练多则会增加装备损耗率，而针对消防无人机的训练系统少之又少。虽然市面上有针对无人机的模拟训练系统，但一般为有线连接方式，操作者无法自由移动，且绝大多数只支持PC模式，无法给操作者真实的体验感受，没有消防领域针对性训练场景，这就导致了很多消防飞手只会在常规模拟器上飞，实际火场操作却故障频出。在现有少量的消防场景中，模拟的火灾场景与实际火灾相差甚远，缺乏消防无人机在面对真实火场的针对性训练。因此，以专业化场景、交互控制、实际体验为研究重点，针对消防行业的实际需要，通过面向需求建立基于VR技术的训练系统，采用无线连接方式，提出以计算机为核心，集视、听、触觉为一体的训练系统，能够给受训者提供逼真、高沉浸式的训练效果，以最大限度地完成训练任务。采用有针对性的训练系统，可以极大提升消防员无人机的实战能力、降低训练成本、提高训练效率、增加实际飞行的安全性和保障性，具有较高的社会和经济价值。

     本作品旨在提升训练效率，减少装备损耗率，给受训者提供更真实的火场飞行环境，建立针对消防行业的VR无人机训练系统，通过择优选取典型火灾案例进行全周期模拟（黄岛油库”8.12”特大火灾等等）并相较于传统训练装置增加无人机的行业功能（探照设置、灭火弹投掷、通讯中继、火场侦察、喊话等等）。系统硬件架构主要由HTC VIVE PRO、图形工作站、SBUS转USB模块、天地飞接收机2.4G WBUS RD201W与天地飞遥控器七通道2.4GWFT07构成。系统软件架构主要由基础场景仿真模块（实地大场景构建；单体建筑或物体构建，采集实物照片并处理，处理成纹理贴图；针对大型复杂火灾场景，采用LOD方式，优化渲染效果；装备建模与行为仿真；烟火水粒子特效模拟）、无人机仿真模块（通过与ComScript.cs串口通讯脚本的关联，实现遥控器对虚拟无人机的行为控制）、控制器交互模块（SBUS总线解码模块输出）与VR交互模块组成。使用3D MAX进行三维建模、PS进行图像处理、Microsoft Visual Studio进行脚本开发、Stream VR进行VR支持、USR-TCP232-Test进行串口调试。