[发明专利]一种考虑人员物理影响的建筑火灾虚拟疏散训练方法

权利要求书

1.一种考虑人员物理影响的建筑火灾虚拟疏散训练方法，其特征在于：包括步骤如下：

S1：建立火灾疏散环境：

基于建筑信息模型的一致性建模，建立建筑信息模型；将建筑信息模型导入三维图形引擎中，建立人员疏散训练的建筑场景；将建筑信息模型导入到火灾数值分析软件，建立建筑火灾模拟数值模型；基于建立的火灾模拟数值模型，开展建筑火灾模拟及火灾下人员疏散模拟，得到火灾烟气蔓延的空间分布和时间变化过程，以及人员疏散路径数据；根据模拟结果，利用粒子系统方法实现疏散训练场景中的火灾烟气可视化；

S2：设定非控制角色动画：

在S1建立的火灾疏散环境中，导入人物模型和骨骼动画；将人员疏散路径数据文件转换格式，得到可读的基于时间的人物疏散路径；根据人物的路径和时间，按照帧动画的方法实现非控制角色的移动路径；

S3：设定物理交互规则：

结合S1和S2得到的火灾疏散环境以及非控制角色的移动路径，对训练者和非控制角色分别设定碰撞模型，训练者采用刚体模型，非控制角色采用角色控制器模型；并设定物理交互规则：当训练者与非控制角色同向运动时，两者接触后，限制训练者位移，表现为阻碍作用；当训练者与非控制角色相向运动时，两者接触后，训练者受到反向作用力，表现为碰撞作用；

S4：训练者虚拟火灾疏散：

将S1得到的火灾疏散环境、S2建立的非控制角色动画和S3设定的物理交互规则结合在一起协同工作，形成考虑非控制角色物理影响的训练者虚拟火灾疏散；

所述S1中建筑火灾烟气模拟和火灾烟气在疏散环境中的可视化具体为：对数值模型进行火灾模拟，得到基于时间间隔的火灾烟气蔓延数据，在建筑模型中以同样的时间间隔加载烟气粒子系统，从而在虚拟疏散环境中实现火灾烟气的可视化；

所述S3中训练者的碰撞模型使用刚体，包括碰撞边界和刚体组件，会受到物理影响；非控制角色的碰撞模型不使用刚体，只包括碰撞边界和角色图形，自身不会受到物理影响，保证自身原有的移动路径。

2.根据权利要求1所述的考虑人员物理影响的建筑火灾虚拟疏散训练方法，其特征在于：所述S1中基于建筑信息模型的一致性建模，具体为使用同一模型分别转化为火灾模拟的数值模型和虚拟疏散环境需要的建筑模型，保证二者几何数据的一致性；其中，上述同一模型为根据建筑几何数据建立的建筑三维模型。

3.根据权利要求1所述的考虑人员物理影响的建筑火灾虚拟疏散训练方法，其特征在于：所述S2中使用S1中得到的人员疏散路径数据，即人员在不同时刻的空间坐标，用于非控制角色的移动路径，并结合人物角色的骨骼模型和骨骼动画，实现非控制角色人员的移动路径动画。

4.根据权利要求1所述的考虑人员物理影响的建筑火灾虚拟疏散训练方法，其特征在于：所述S3中物理交互规则为阻碍和碰撞作用，在训练者碰撞模型的碰撞边界与非控制角色碰撞模型边界接触时，阻碍训练者进一步移动，并且根据速度差异施加反向作用力，形成碰撞现象。