[发明专利]基于超声波的三维空间成像交互方法及系统

权利要求书

1.一种基于超声波的三维空间成像交互方法，其特征在于包括以下步骤：

步骤1：建立三维空间球坐标系，生成目标三维空间，使超声微泡进入所述的目标三维空间；

步骤2：获取三维图像中所有的三维空间图像点的参数信息，所述的三维空间图像点的参数信息包括图像点的时刻t，图像点的球坐标系坐标(r,θ,φ)和颜色标量值(R,G,B)；

步骤3：获取t时刻用户在目标三维空间的位置信息，并根据所述的位置信息，调整生成t时刻的三维空间图像点的球坐标系坐标(r',θ',φ')和颜色标量值(R',G',B')；

步骤4：按照t时刻的三维空间图像点的球坐标系坐标(r',θ',φ')，生成超声波场，所述的超声波场控制超声微泡运动，并使超声微泡具有相应的速度，在与用户接触时给予用户相应的压力反馈，最终使所述的超声微泡稳定于目标三维空间中超声波场势阱位置；

步骤5：按照t时刻三维空间图像点的球坐标系坐标(r',θ',φ')，调整激光方向，按照t时刻三维空间图像参数颜色标量值(R',G',B')调整激光强度，发射红、绿、蓝三种颜色的激光，使其聚焦于超声微泡，使超声微泡呈现相应颜色，然后停止发射激光，等待下一次指令；

步骤6：重复步骤2～5，经过一个帧时间T，超声微泡遍历目标三维空间中所有的图像点，在目标三维空间中生成三维图像。

2.根据权利要求1所述的基于超声波的三维空间成像交互方法，其特征在于所述的步骤3为：获取t时刻用户在目标三维空间的位置信息，并结合t时刻前n个帧时间T用户在目标三维空间的位置信息，分析得到用户操作指令，然后根据t时刻用户在目标三维空间的位置信息和得到的用户操作指令，调整生成t时刻的三维空间图像点的球坐标系坐标(r',θ',φ')和颜色标量值(R',G',B')。

3.根据权利要求2所述的基于超声波的三维空间成像交互方法，其特征在于：所述步骤5中根据用户与前一个帧时间T生成的三维图像的相对空间位置关系和/或用户操作指令来控制发射或停止发射激光。

4.根据权利要求2或3所述的基于超声波的三维空间成像交互方法，其特征在于：所述的用户操作指令选自三维图像的展开、关闭、旋转、切换、缩放、移动、折叠、合并、剖面展示、局部-整体转换、细节显示指令中的任意一种或任意多种。

5.根据权利要求2或3所述的基于超声波的三维空间成像交互方法，其特征在于：所述的用户操作指令为翻转。

6.一种基于超声波的三维空间成像交互系统，其特征在于：所述的交互系统包括超声波发生模块(5)、激光发生模块(6)、交互信息获取模块、超声微泡发生模块、第一图像存储分析处理模块和供能模块，其中：

所述的超声波发生模块(5)用于发射超声波，形成超声波场，在三维空间中形成势阱，从而控制超声微泡运动到势阱位置，并稳定于该位置；

所述的激光发生模块(6)用于发射红、绿、蓝三种颜色的激光，控制超声微泡呈现相应颜色；

所述的交互信息获取模块用于测定用户在目标三维空间中的位置信息，将其转换为用户位置信号并发送至第一图像存储分析处理模块；

所述的超声微泡发生模块用于生成超声微泡；

所述的第一图像存储分析处理模块用于存储和读取三维图像点的参数信息，接收所述的交互信息获取模块发送的用户位置信号，将其分析处理后，调整生成t时刻的三维空间图像点的球坐标系坐标(r',θ',φ')和颜色标量值(R',G',B')；

所述的供能模块用于给超声波发生模块、激光发生模块、交互信息获取模块、超声微泡发生模块、第一图像存储分析处理模块提供能源。

7.根据权利要求6所述的基于超声波的三维空间成像交互系统，其特征在于所述的第一图像存储分析处理模块包括图像信息存储模块和第一数据分析处理模块，其中：

所述的图像信息存储模块用于存储三维图像点的参数信息；

所述的第一数据分析处理模块用于读取图像信息存储模块中的三维图像点的参数信息，接收所述的交互信息获取模块发送的用户位置信号，将其分析处理后，调整生成t时刻的三维空间图像点的球坐标系坐标(r',θ',φ')和颜色标量值(R',G',B')。