基于增强现实-多模态生物电理论的消防员演练评价方法研究

Fire safety is an important research topic in fire fighting. Firefighters are lack of insufficient prediction for the hidden danger of the fire scene or the unthealthy state of firefighters lead to unpredictable consequences. This project studies 3D augmented scene reconstruction based on multi-sensor fusion and the general law of the characteristic parameters and the multi-modal physiological signals of firefighters. A theoretical approach is proposed by the augmented reality and Multi-modal physiological Signals. The study includes two aspects:(1)The establishment of virtual reality. The dynamic 3D virtual model of fire field is established and optimized.(2)This project studies the changes of health status and EEG evoked signals, heart rate variability and EMG signals in different conditions, and analyzes the weighting factors of multi-modal bioelectricity. A method for evaluating the health status of multimodal biological information for firefighters is proposed. The purpose of this study is to standardize the behavior of firefighters and improve the actual experience, at the same time, it provides an important basis for the health status of firefighters and the selection criteria of new firefighters.

在消防作业中消防员的安全问题是一项重要的研究课题。针对消防员对火场安全隐患预测不足或健康不适状态导致不可预测后果等问题，本项目研究了多源传感器融合的三维增强现实场景重建和消防员多模态生物电表征参数与健康状态的一般规律，提出了一种基于增强现实-多模态生物电消防员演练的健康状态评价方法。该研究内容主要包括两方面：(1)增强现实场景的建立，即融合多源传感器数据，提取混合特征，建立和优化动态三维火场增强现实模型；(2)研究在不同条件下消防人员健康状态与脑电诱发信号、心率变异率和肌电信号的变化规律，分析多模态生物电的权重因素影响关系，建立复杂非线性模型识别消防人员的健康状态，提出多模态生物电信息监测消防人员健康状态的评价方法。本课题研究旨在规范消防员作业行为和提高实战经验，同时为消防员健康状态及制定新消防员的选拔标准提供了重要依据。

在消防作业中消防员的安全问题是一项重要的研究课题。针对消防员对火场安全隐患预测不足或健康不适状态导致不可预测后果等问题，本项目通过设计实验，基于多源传感器融合理论采用增强现实场景重建和消防员多模态生物电表征参数与健康状态，给出了一种基于增强现实-多模态生物电消防员演练的健康状态评价方法。该研究成功如下：(1)建立增强现实场景，即融合多源传感器数据，提取混合特征，建立和优化动态三维火场增强现实模型；(2) 在不同火场作业条件下得到了消防人员健康状态与脑电诱发信号、心率变异率和肌电信号的变化规律，分析出多模态生物电的权重因素影响关系，建立复杂非线性模型识别消防人员的健康状态，给出了多模态生物电信息监测消防人员健康状态的评价方法。本课题研究为消防员健康状态及制定新消防员的选拔标准提供了重要依据。