[发明专利]动物解剖学教学方法、系统、介质、计算机设备、终端

说明书

本发明属于动物解剖学教学技术领域，公开了一种动物解剖学教学方法、系统、介质、计算机设备、终端，包括混合现实眼镜(MR眼镜)、动物解剖混合现实教学软件客户端和服务端；动物解剖混合现实教学软件客户端包括：标本扫描模块、渲染显示模块、交互操作模块、数据传输模块；服务器端保存用户信息，存储动物解剖学混合现实教学资源。本发明采用基于点云模型的跟踪注册技术，利用优化的算法对模型点云和实物点云配准，识别准确率高、速度快；通过渲染显示模块将三维模型的结构信息覆盖在实体标本上，并且跟随标本的移动而自动跟踪；通过服务端记录学生的学习信息，通过可视化显示，对教学效果进行评价和为混合现实教学系统的改进提供参考。

技术领域

本发明属于动物解剖学教学技术领域，尤其涉及一种动物解剖学教学方法、系统、介质、计算机设备、终端。

背景技术

目前，学生在进行动物解剖学的学习时，需要结合教材、图谱等资料观察标本和模型。但是，目前的动物解剖学实验中标本、模型等教具上没有结构名称标注和解释，学生在自学时，先观察标本、模型然后在教材上查找模型的结构信息描述，难免会出现偏差甚至错误，不利于学生自学。因此，亟需一种新的动物解剖学教学系统。

通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：目前的动物解剖学实验中标本、模型等教具上没有结构名称标注，不利于学生学习。

解决以上问题及缺陷的难度为：动物器官形态不规则，结构复杂，目前教材和图谱只能显示器官的一个或几个角度的图像信息，所标注的解剖结构是片面和不完整的，无法显示动物器官立体结构；在解剖模型上标数字进行注释的方式可以给学生提供结构提示，但包含的信息有限；而且在动物器官上无法做标注，因此目前还没有合适的方法和教学模型能够在标本模型上显示满足学习需要的解剖结构信息。

解决以上问题及缺陷的意义为：动物标本和模型是学习动物解剖学必不可少的教具，如能在标本、模型上对器官的结构进行标注和说明，将能够加深学习者对动物器官结构的理解，极大提高学习的效率。

发明内容

针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种动物解剖学教学方法、系统、介质、计算机设备、终端。

本发明是这样实现的，一种动物解剖学教学方法，所述动物解剖学教学方法包括：

通过标本扫描模块实时采集动物解剖学标本、模型的图像数据，作为跟踪注册目标与对应的虚拟模型信息作为先验知识进行跟踪注册，将识别结果经过传输模块发送至服务器。

通过MR眼镜的摄像头采集解剖标本的图像；通过标本扫描模块实时计算出摄像头相对于真实场景的位姿状态；

采用基于点云模型的跟踪注册技术分析标本特征，使用三维点云来表示真实环境以及要进行跟踪的对象，利用迭代最近点(ICP)算法对环境点云与模型点云进行配准，计算出相机的实时坐标以完成跟踪注册，将特征信息和标本的实时位置坐标传输至服务器；

通过交互操作模块根据标本扫描模块获取的标本信息特征将相应器官的三维模型从服务器端的混合现实教学资源中调出传输给客户端的渲染模块处理；

通过渲染显示模块利用shader编码，将交互操作模块传输的三维模型赋予材质和贴图，覆盖在实体标本上，并随着实体标本位置移动而实现模型自动跟踪；

通过交互操作模块识别用户手势可实现对三维模型进行模型显示、隐藏、结构标注等操作；

通过交互操作模块从服务器调出的三维模型进行处理，根据被扫描标本的坐标将三维模型叠加到实物标本上，通过手势控制三维模型中解剖结构的解释说明，指导学生操作和学习；

通过交互操作模块实时检测MR眼镜与被扫描标本的相对位置变化，实时调整三维模型坐标，使其与实物标本叠加；

通过渲染显示模块根据交互模型模块反馈的信息而显示相应的虚拟模型结构和注释说明，并通过数据传输模块将用户学习数据上传至服务器。