本發(fā)明屬于火場模擬，更具體地，涉及一種應(yīng)急救援三維場景建模方法及系統(tǒng)。

背景技術(shù)：

1、在火災(zāi)場景的三維建模中，通常需要綜合考慮建筑物結(jié)構(gòu)、火災(zāi)蔓延路徑、煙霧擴散、滅火設(shè)備和人員疏散路線等多維因素。為了實現(xiàn)這種場景的3d建模與仿真，以下幾個方面是關(guān)鍵：

2、基礎(chǔ)建筑結(jié)構(gòu)的3d建模：

3、建筑物結(jié)構(gòu)數(shù)據(jù)：通過建筑的二維圖紙、bim（建筑信息模型）或激光掃描數(shù)據(jù)，創(chuàng)建場景中的建筑物三維結(jié)構(gòu)，包括墻壁、門窗、樓梯、通道等。

4、材料屬性：不同材料（如木材、混凝土、鋼結(jié)構(gòu)等）在火災(zāi)中具有不同的反應(yīng)，例如燃燒速度、耐火性等，這些屬性需納入模型中。

5、但是現(xiàn)有技術(shù)中并沒有一種技術(shù)方案能夠?qū)崟r獲取火場中火勢情況且同時獲取人員運動狀態(tài)，對三維建模進行更新。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決以上技術(shù)問題，本發(fā)明提出一種應(yīng)急救援三維場景建模方法，用于應(yīng)急救援時對火場進行三維建模，包括：

2、對火場進行三維建模，生成初始三維場景，實時獲取火場信息，其中，所述初始三維場景包括火場的幾何空間和物品分布，所述火場信息包括：溫度、煙霧密度、火焰?zhèn)鞑ニ俣取⒑铣煽讖嚼走_的回波強度和激光雷達的點云反射強度；

3、設(shè)置三維場景內(nèi)的場景狀態(tài)描述模型，并根據(jù)所述火場信息，實時計算火場內(nèi)每個位置的場景狀態(tài)值；

4、獲取火場中人員運動信息，并設(shè)置人員運動狀態(tài)模型，根據(jù)所述人員運動信息，實時計算火場內(nèi)每個位置的人員的運動狀態(tài)，其中，所述人員運動信息包括：人員的運動速度、人員的平均速度和人員的加速度；

5、根據(jù)所述場景狀態(tài)值和所述人員的運動狀態(tài)，對所述初始三維場景進行更新，以完成最終三維場景建模。

6、進一步的，所述三維場景內(nèi)的場景狀態(tài)描述模型包括：

7、，

8、其中，為時間時在位置處的場景狀態(tài)值，用于描述三維場景內(nèi)場景狀態(tài)隨時間的變化情況，為時間時在位置處的多維時空梯度值，用于捕捉三維場景中溫度、煙霧密度、以及火焰?zhèn)鞑ニ俣?，為時間時在位置處的全局響應(yīng)值，用于描述合成孔徑雷達和激光雷達數(shù)據(jù)中反映出的三維場景的空間場景信息，為時間時三維場景中的一個空間域。

9、進一步的，時間時在位置處的多維時空梯度值包括：

10、，

11、其中，為溫度的調(diào)整因子，為時間時在位置處的溫度，為煙霧密度的調(diào)整因子，為時間時在位置處的煙霧密度，為火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊牡谝徽{(diào)整因子，為時間時在位置處的火焰?zhèn)鞑ニ俣?，為火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊牡诙{(diào)整因子。

12、進一步的，時間時在位置處的全局響應(yīng)值包括：

13、，

14、其中，為合成孔徑雷達的權(quán)重，為時間時在位置處合成孔徑雷達的回波強度，為激光雷達的權(quán)重，為時間時在位置處激光雷達的點云反射強度，為冪次常數(shù)，反映強反射和弱反射之間的非線性關(guān)系。

15、進一步的，所述人員運動狀態(tài)模型包括：

16、，

17、其中，為時間時在位置處人員的運動狀態(tài)，用于描述人群的移動與反應(yīng)行為，為人員的數(shù)量，為時間時第個人員的權(quán)重，為時間時第個人員的軌跡函數(shù)，為時間時在位置處第個人員的運動速度。

18、進一步的，所述時間時第個人員的軌跡函數(shù)包括：

19、，

20、其中，為軌跡函數(shù)的第一調(diào)整因子，為第個人員在時間時的瞬時速度，為軌跡函數(shù)的第二調(diào)整因子，為平均速度的調(diào)整因子，為第個人員在時間內(nèi)的平均速度，為軌跡函數(shù)的第三調(diào)整因子，為加速度的調(diào)整因子，為第個人員在時間時的加速度。

21、本發(fā)明還提出一種應(yīng)急救援三維場景建模系統(tǒng)，用于應(yīng)急救援時對火場進行三維建模，包括：

22、獲取信息模塊，用于對火場進行三維建模，生成初始三維場景，實時獲取火場信息，其中，所述初始三維場景包括火場的幾何空間和物品分布，所述火場信息包括：溫度、煙霧密度、火焰?zhèn)鞑ニ俣?、合成孔徑雷達的回波強度和激光雷達的點云反射強度；

23、計算場景狀態(tài)值模塊，用于設(shè)置三維場景內(nèi)的場景狀態(tài)描述模型，并根據(jù)所述火場信息，實時計算火場內(nèi)每個位置的場景狀態(tài)值；

24、計算運動狀態(tài)模塊，用于獲取火場中人員運動信息，并設(shè)置人員運動狀態(tài)模型，根據(jù)所述人員運動信息，實時計算火場內(nèi)每個位置的人員的運動狀態(tài)，其中，所述人員運動信息包括：人員的運動速度、人員的平均速度和人員的加速度；

25、更新模塊，用于根據(jù)所述場景狀態(tài)值和所述人員的運動狀態(tài)，對所述初始三維場景進行更新，以完成最終三維場景建模。

26、進一步的，所述三維場景內(nèi)的場景狀態(tài)描述模型包括：

27、，

28、其中，為時間時在位置處的場景狀態(tài)值，用于描述三維場景內(nèi)場景狀態(tài)隨時間的變化情況，為時間時在位置處的多維時空梯度值，用于捕捉三維場景中溫度、煙霧密度、以及火焰?zhèn)鞑ニ俣龋瑸闀r間時在位置處的全局響應(yīng)值，用于描述合成孔徑雷達和激光雷達數(shù)據(jù)中反映出的三維場景的空間場景信息，為時間時三維場景中的一個空間域。

29、進一步的，時間時在位置處的多維時空梯度值包括：

30、，

31、其中，為溫度的調(diào)整因子，為時間時在位置處的溫度，為煙霧密度的調(diào)整因子，為時間時在位置處的煙霧密度，為火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊牡谝徽{(diào)整因子，為時間時在位置處的火焰?zhèn)鞑ニ俣?，為火焰?zhèn)鞑ニ俣鹊牡诙{(diào)整因子。

32、進一步的，時間時在位置處的全局響應(yīng)值包括：

33、，

34、其中，為合成孔徑雷達的權(quán)重，為時間時在位置處合成孔徑雷達的回波強度，為激光雷達的權(quán)重，為時間時在位置處激光雷達的點云反射強度，為冪次常數(shù)，反映強反射和弱反射之間的非線性關(guān)系。

35、總體而言，通過本發(fā)明所構(gòu)思的以上技術(shù)方案與現(xiàn)有技術(shù)相比，具有以下有益效果：

36、本發(fā)明通過以上技術(shù)方案，能夠?qū)饒鲞M行三維場景建模，同時能夠根據(jù)火勢情況和人員動態(tài)，實時對三維場景建模進行更新，有效減小安全損失，最大程度保障人員安全。

技術(shù)特征：

1.一種應(yīng)急救援三維場景建模方法，用于應(yīng)急救援時對火場進行三維建模，其特征在于，包括：

2.一種應(yīng)急救援三維場景建模系統(tǒng)，用于應(yīng)急救援時對火場進行三維建模，其特征在于，包括：

3.一種存儲介質(zhì)，存儲有多條指令，所述指令用于實現(xiàn)如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)急救援三維場景建模方法。

4.一種電子設(shè)備，包括處理器和與所述處理器連接的存儲介質(zhì)，所述存儲介質(zhì)存儲有多條指令，所述指令可被所述處理器加載并執(zhí)行，以使所述處理器能夠執(zhí)行如權(quán)利要求1所述的一種應(yīng)急救援三維場景建模方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開一種應(yīng)急救援三維場景建模方法及系統(tǒng)，該方法包括：對火場進行三維建模，生成初始三維場景，實時獲取火場信息，其中，所述初始三維場景包括火場的幾何空間和物品分布；設(shè)置三維場景內(nèi)的場景狀態(tài)描述模型，并根據(jù)所述火場信息，實時計算火場內(nèi)每個位置的場景狀態(tài)值；獲取火場中人員運動信息，并設(shè)置人員運動狀態(tài)模型，根據(jù)所述人員運動信息，實時計算火場內(nèi)每個位置的人員的運動狀態(tài)，其中，所述人員運動信息包括：人員的運動速度、人員的平均速度和人員的加速度；根據(jù)所述場景狀態(tài)值和所述人員的運動狀態(tài)，對所述初始三維場景進行更新，以完成最終三維場景建模。

技術(shù)研發(fā)人員：金晶,黃曉明,朱強華,謝向榮,顧東明,廖東榮
受保護的技術(shù)使用者：寧波麥思捷科技有限公司武漢分公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2025/1/2