[发明专利]一种基于配准的虚实融合仿真实验数据采集方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于配准的虚实融合仿真实验数据采集方法及系统，本公开基于虚拟实验设备，提出一种虚实融合仿真实验的数据采集方法，通过分别采集实际操作视频数据和虚拟实验操作视频数据作为第一图像数据和第二图像数据，将第一图像数据和第二图像数据进行图像校准匹配，将校准匹配后的第一图像数据和第二图像数据进行融合，将融合后的图像数据发送到数据库中，数据采集完成；能够满足虚实融合仿真实验的用户需求，两个图像融合后相当于对图像进行了低通滤波，融合痕迹不明显，肉眼不易看出融合的痕迹，提升了用户体验，使得虚实融合仿真实验的数据的采集自动化。

技术领域

本公开涉及数据采集技术领域，具体涉及一种基于配准的虚实融合仿真实验数据采集方法及系统。

背景技术

虚拟实验技术为通过多媒体、仿真和虚拟现实(又称VR)等技术在计算机上营造可辅助、部分替代甚至全部替代传统实验各操作环节的相关软硬件操作环境。目前，标准的虚拟现实系统的虚拟实验技术使用虚拟现实耳机或多投影环境来生成真实的图像、声音和其他感觉，以模拟用户在虚拟环境中的物理存在。使用虚拟现实设备的用户能够环顾人造世界，在其中移动，并与虚拟功能或项目交互。这种效果通常是由一个头戴式显示器组成的虚拟现实耳机产生的，在眼睛前面有一个小屏幕，但也可以通过专门设计的多个大屏幕房间产生。虚拟现实通常包括听觉和视频反馈，但也可能允许通过触觉技术进行其他类型的感官和力反馈。

现有关于实验数据采集设备主要是以测量记录为主，并没有很好地记录整个实验过程的重要数据。但是，在虚实融合仿真实验中，实验过程数据尤为重要。若实验数据采集以及虚拟实验数据采集的虚实融合过程出现问题，则会导致实验结果出现错误，并且会满足不了虚实融合仿真实验的用户需求。

发明内容

为解决上述问题，本公开提供一种基于配准的虚实融合仿真实验数据采集方法及系统的技术方案，本公开基于虚拟实验设备，进一步提出一种虚实融合仿真实验的数据采集方法，通过分别采集实际操作视频数据和虚拟实验操作视频数据为第一图像数据和第二图像数据，将第一图像数据和第二图像数据进行图像校准匹配，将校准匹配后的第一图像数据和第二图像数据进行融合，将融合后的图像数据发送到数据库中，数据采集完成。

为了实现上述目的，根据本公开的一方面，提供一种基于配准的虚实融合仿真实验数据采集方法，所述方法包括以下步骤：

步骤1，采集实际操作视频数据，并读取实际操作视频中当前帧的图像数据作为第一图像数据；

步骤2，采集虚拟实验操作视频数据，并读取虚拟实验操作视频中当前帧的图像数据作为第二图像数据；

步骤3，将第一图像数据和第二图像数据进行图像校准匹配；

步骤4，将校准匹配后的第一图像数据和第二图像数据进行融合；

步骤5，将融合后的图像数据发送到数据库中，数据采集完成。

进一步地，在步骤1中，所述实际操作视频数据为通过视频采集设备当前正实时采集的实验操作步骤的视频，所述视频格式包括但不限于wmv、mp4、avi、mpg中任意一种，每一帧实际操作视频数据为一帧图像，视频采集设备包括但不限于摄像头、CCD工业像机。

进一步地，在步骤2中，所述虚拟实验操作视频数据为以视频采集设备或屏幕录像技术通过虚拟实验技术实时采集的虚拟实验操作步骤的视频，所述视频格式包括但不限于wmv、mp4、avi、mpg中任意一种，每一帧虚拟实验操作视频数据为一帧图像。实际操作的图像数据与虚拟实验中的图像数据的操作的各个步骤所耗费的时长与步骤均一致。

进一步地，在步骤3中，将第一图像数据和第二图像数据进行图像校准匹配的方法为：

将第一图像数据I₁和第二图像数据I₂的变换关系表示为以下的投影变换模型：