[发明专利]虚拟手术中的数据同步方法及系统

说明书

【技术领域】

本发明涉及遥操作技术，特别是涉及一种虚拟手术中的数据同步方法及系统。

【背景技术】

虚拟手术是指通过力反馈设备与计算机中的手术对象模型进行交互操作，手术对象模型用于模拟实体的手术对象，操作者对力反馈设备进行操作来实现虚拟的手术器械在手术对象模型中的虚拟手术。在传统的虚拟手术中，虚拟的手术器械和手术对象模型的交互碰撞是在作为操作端的计算机中进行的，但是在需要向多台终端设备进行数据同步的情况下，无论是采用视频流的传送方法还是采用网络游戏中关键操作传送方法均难以实现虚拟手术中的数据同步，存在着同步率低的缺陷。对于视频流的传送方法和网络游戏中关键操作传送方法这两类常用的数据传送方法而言，与视频流的传输相比较，虚拟手术中需要进行实时同步的数据是三维手术对象模型，数据量是不固定的，即虚拟手术中使用的模型大小和模型精度并不存在统一的规格，因此，虚拟手术中的数据同步并不能够采用视频流的传送方法实现；由于虚拟手术中虚拟的手术器械和手术对象模型之间的交互碰撞是一个与时间相关的矢量过程，所以操作端与需要同步的终端设备之间也不能使用网络游戏中使用的关键操作传送方法实现数据同步。

虚拟手术的操作端为降低运行的复杂性和资源开销，无法保存所有需要同步于终端设备的数据，即操作端只能保存当前产生的数据，并向终端设备发送保存的数据。现有的网络传输过程是一个“尽力而为”的过程，常常受到很多不可预知因素的影响而发生波动，并且在发生传输错误之后忽略本次传输错误，待下一次周期性传输到来的时候用接收到的数据更新当前数据，由于虚拟手术过程中发送的数据是虚拟的手术器械的位置和状态，因此必须保证每一个时刻所对应的数据都成功传送，若采用现有的网络传输过程进行数据传输，终端设备通过接收的数据进行手术对象模型的更新时会发生更新结果与操作端不一致的情况，并且这种情况会随着时间的推移而越来越严重，进而导致同步率低下。

【发明内容】

基于此，有必要提供一种能提高同步率的虚拟手术中的数据同步方法。

此外，还有必要提供一种能提高同步率的虚拟手术中的数据同步系统。

一种虚拟手术中的数据同步方法，包括如下步骤：

获取虚拟手术中发生变化的模型数据；

对所述模型数据进行编码得到对应的编码数据；

读取所述编码数据并发送；

通过接收的编码数据进行重建得到发生变化的模型数据，并更新于所述虚拟手术中。

优选地，所述获取虚拟手术中发生变化的模型数据的步骤为：

计算手术工具模型的变换矩阵和手术对象模型中发生形变的顶点。

优选地，所述计算手术工具模型的变换矩阵和手术对象模型中发生形变的顶点的步骤之前还包括：

检测所述手术工具模型和手术对象模型是否发生交互，若是，则进入所述计算手术工具模型的变换矩阵和手术对象模型中发生形变的顶点的步骤，若否，则

所述获取虚拟手术中发生变化的模型数据的步骤为：

计算所述手术工具模型的变换矩阵。

优选地，所述对所述模型数据进行编码得到对应的编码数据的步骤为：

将所述模型数据转换为字符串；

根据所述字符串在内存中的地址将所述地址对应的字符串构造成编码数据，并将所述编码数据中字符串的长度与所述字符串关联；

连接所述构造的编码数据。

优选地，所述连接所述构造的编码数据的步骤为：

获取所述构造的编码数据的长度；

分别将开始标识符、获取的长度、校验和以及所述构造的编码数据依次连接。

优选地，所述对所述模型数据进行编码得到对应的编码数据的步骤之后还包括：

缓存所述编码数据；

所述读取所述编码数据并发送的步骤之后还包括：

接收所述发送的编码数据，并缓存。

一种虚拟手术中的数据同步系统，包括：

数据获取模块，用于获取虚拟手术中发生变化的模型数据；

编码模块，用于对所述模型数据进行编码得到对应的编码数据；

发送模块，用于读取所述编码数据并发送；

模型更新模块，用于通过接收的编码数据进行重建得到发生变化的模型数据，并更新于所述虚拟手术中。

优选地，所述数据获取模块还用于计算手术工具模型的变换矩阵和手术对象模型中发生形变的顶点。

优选地，还包括：