一种显示操作轨迹的虚拟消毒训练系统的制作方法

文档序号:12461636阅读:来源:国知局

技术特征:

1.一种显示操作轨迹的虚拟消毒训练系统,其特征在于:包括实体模型、中央处理器、操作单元、显示单元;

所述操作单元,用于模拟消毒棉球在实体模型上进行擦拭,包括模拟所述消毒棉球的模拟部以及空间定位跟踪模块;所述空间定位跟踪模块与所述中央处理器相连,用于实时采集所述模拟部所在实体坐标系的空间点的坐标并将采集到的坐标数据发送至中央处理器;

所述中央处理器,用于将所述实体模型所在的实体坐标系与该实体模型的虚拟模型所在的虚拟坐标系相互关联;用于接收所述空间定位跟踪模块发送的所述模拟部所在真实坐标系的空间点的坐标数据,并在虚拟坐标系中建立虚拟点;用于判断所述虚拟点是否在所述虚拟模型的表面上;用于获取虚拟点在所述虚拟模型表面上的运行轨迹,并且将该运行轨迹在虚拟模型表面进行绘制;所述中央处理器对虚拟点在所述虚拟模型表面上的运行轨迹进行绘制时,同时对该运行轨迹进行渲染,包括以下步骤:将虚拟点转为大小可预设的正方形绘制用画刷,画刷纹理相当于一个灰度掩模;画刷在绘制过程中进行灰度叠加;画刷的渲染通道与虚拟模型表面的皮肤纹理进行混合;

所述显示单元,与所述中央处理器相连,用于对虚拟模型以及虚拟点在所述虚拟模型表面上的运行轨迹以及渲染结果予以显示。

2.如权利要求1所述的一种显示操作轨迹的虚拟消毒训练系统,其特征在于:所述操作单元包括镊子,所述镊子的首部为所述模拟部,所述空间定位跟踪模块位于所述镊子的尾部。

3.如权利要求1所述的一种显示操作轨迹的虚拟消毒训练系统,其特征在于:所述中央处理器判断所述虚拟点是否在所述虚拟模型的表面上包括以下步骤:

1)建立所述虚拟模型为表面三角形网格模型;

2)建立三角形网格中三角形集合的层次包围球,每一层的包围球内包围若干三角形组成的三角型集合,每一单个三角形包围球的球心为该三角形的外接圆的圆心,层次包围球的建立包括以下步骤:

判断三角形集合是否只包含单个三角形,如果是,则该三角形的包围球的球心为该三角形的外接圆的圆心,如果否,则求该三角形集合的长方体包围盒,其中该三角形集合中每个三角形的外接圆的圆心代表该三角形,并将该长方体包围盒沿长方体包围盒最长边分割成两个三角形集合,递归建立这两个三角形集合的层次包围球,分别作为左子树和右子树;

3)递归更新层次包围球的球心和半径,包括以下步骤:

判断包围球的左子树是否为空,如果否,则更新左子树;

判断包围球的右子树是否为空,如果否,则更新右子树;

判断包围球的左、右子树是否有一个为空,如果是,则包围球的球心和半径为不为空的子树的球心和半径;

判断包围球的左、右子树是否都不为空,如果是,则包围球的球心为左、右子树球心连线的中点,半径为(R+R+d)×0.5,其中R为左子树半径,R为右子树半径,d为左、右子树球心距离;

4)判断虚拟点是否在三角形集合上,如果是,则判定为虚拟点在所述虚拟模型的表面上;

判断虚拟点是否在三角形集合上,包括以下步骤:

判断虚拟点到该三角形集合所在包围球表面的距离是否大于指定误差控制值,如果是,则虚拟点不在此三角形集合上;如果否,

则判断该三角形集合是否只含单个三角形,如果是,则计算虚拟点到该单个三角形的最短距离并将该最短距离更新为全局最短距离,如果否,则递归遍历当前三角形集合的层次包围球的左、右子树;

判断全局最短距离值是否小于指定误差控制值,如果是,则虚拟点在该三角形集合上。

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