一种应用于中药提取浓缩工艺的增强现实系统技术方案

本发明专利技术公开了一种应用于中药提取浓缩工艺的增强现实系统，包括用户交互式界面、控制模块、处理模块以及数据库，其中：所述用户交互式界面用于向用户呈现AR应用的可视化项目并接收用户的指令操作；所述数据库用于存储中药提取浓缩工艺中各3D对象在现实环境中的各项信息；系统中建立有三个协作进程，包括关联到控制模块的第一处理进程和第二处理进程；关联到用户交互式界面的第三处理进程；控制模块中集成有利用所述三个协作进程制定的分发策略，以确保用户与系统交互时，数据信息和操作任务的准确分发。本发明专利技术系统满足了对各项数据信息进行实时采集和监测的需求，达到对中药提取浓缩工艺全流程的信息追溯，同时对设备参数进行实时调控的目的。

【技术实现步骤摘要】
一种应用于中药提取浓缩工艺的增强现实系统
本专利技术涉及增强现实信息融合领域，具体涉及一种应用于中药提取浓缩工艺的增强现实系统。
技术介绍
在中药工业领域的生产中，中药提取浓缩生产现代化是当前制约我国中药标准化和国际化的核心问题。目前，增强现实技术发展的越来越成熟，应用领域也越来越广、设备种类越来越趋于多样化。在工业生产环境中，增强现实技术因为其虚实结合的特性，已经被广泛运用在工业数据的采集、传递、监测等方面。生产一线人员利用AR(AugmentedReality，增强现实)可穿戴设备进行作业，可以十分方便地对信息数据进行实时采集，采集的方式包括图像、视频、音频等。基于数据信息融合的增强现实技术可以为企业积累大量的信息数据；为工厂的数字化运维提供必要的数据支持。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种应用于中药提取浓缩工艺的增强现实系统，能够独立于执行对象网络并对其进行AR可视化处理，解决了操作平台中的信息传递、协调、以及数据分发模式之间的集成问题。为了实现上述任务，本专利技术采用以下技术方案：一种应用于中药提取浓缩工艺的增强现实系统，包括用户交互式界面、控制模块、处理模块以及数据库，其中：所述用户交互式界面用于向用户呈现AR应用的可视化项目，以使用户在用户交互式界面进行指令操作；所述数据库用于存储中药提取浓缩工艺中各3D对象在现实环境中的各项信息，包括设备类型、ID标识符以及所述3D对象相应的3D变换矩阵；所述处理模块用于存储和执行AR算法，包括跟踪配准算法、手势识别算法、人脸识别算法以及语音识别算法，并封装有对应于所述3D对象的3D模型；处理模块通过控制模块处理所述用户交互式界面提供的指令；所述系统中建立有三个协作进程，包括关联到控制模块的第一处理进程和第二处理进程；关联到用户交互式界面的第三处理进程；其中：第一处理进程用于传递3D对象状态、3D场景或来自于用户的操作请求指令；第二处理进程与所述数据库交互，用于接收3D对象的各项信息，并对所述3D对象执行操作指令；第三处理进程关联到用户交互式界面，以在用户交互式界面中产生可视化结果；同时第三处理进程还用于不断调整所述界面，实时更新第二处理进程发送的3D对象的各项信息数据以及返回的针对于所述3D对象的指令操作结果；所述的控制模块中集成有利用所述三个协作进程制定的分发策略，以确保用户与系统交互时，数据信息和操作任务的准确分发。进一步地，所述分发策略如下：通过第三处理进程接收来自用户交互式界面的操作请求，并实时更新用户交互式界面中的可视化界面的视图；通过第二处理进程访问数据库中3D对象的信息；通过第一处理进程进行将更新的数据和指令进行分发。进一步地，所述用户交互式界面通过第三处理进程集成3D对象的3D变换矩阵，呈现适应于用户执行的3D对象的增强视图；数据库通过第一处理进程和第二处理进程与控制模块进行数据通信；控制模块则通过第一处理进程和第二处理进程管理用户的操作请求和对象参数的访问。进一步地，当系统具有多个用户端时，每个用户端具有控制模块以及交互式界面，而服务端具有控制模块、数据库以及处理模块。进一步地，当用户对3D对象执行操作时，用户端的第一处理进程向用户端的第二处理进程发送访问/修改请求，并执行验证操作以授权访问/修改3D对象的数据；第二处理进程向数据库发送访问请求以获取3D对象的数据；然后，第二处理进程对3D对象执行访问，并向数据库发送更新消息；此外，第一处理进程随后向与网络的不同节点相关联的控制模块的其他第一处理进程发送更新消息，使更新消息分发到网络的不同用户端处。进一步地，当中药提取浓缩环节中的数据被访问时，即用户在用户端的交互式界面上执行指令操作时，用户的操作指令传递给用户端的控制模块；用户端的第一处理进程向服务端的第一处理进程发送指令请求，该指令请求包含3D对象的ID标识符以及用户操作指令；服务端的第二处理进程向数据库请求3D对象的数据，数据库将3D对象的数据发送到服务端的控制模块后，第二处理进程执行更新并与处理模块进行交互以执行3D对象的实时更新；处理模块调用封装好的跟踪配准算法对3D对象的数据进行处理，并调用3D变换矩阵将增强信息与现实环境实时注册，然后第二处理进程将更新的数据传回数据库中；服务端的第一处理进程将新数据和指令结果通过异步发送的方式发送到不同用户端的第一处理进程，用户端的第二处理进程在本地执行3D对象的数据更新；用户端的第二处理进程将新数据和指令结果发送到用户端的第三处理进程；用户端的第三处理进程对交互式界面进行实时更新，以便向用户显示更新后的AR场景。与现有技术相比，本专利技术具有以下技术特点：1.本专利技术提出的系统模型集成了AR仿真模型、SDK和AR算法，并用于协同会话中涉及的不同节点，这有利于软件系统的互操作性，突出了参与协同会话中不同节点之间的异构性。系统在执行操作过程中，实现了可视化界面(AR图像)、核心控制模块、处理模块(SDK，AR算法)等组件之间的独立性；解决了操作平台中的信息沟通、协调、以及数据分发模式之间的集成问题；达到了增强现实系统的虚实结合以及人机交互的目的。2.针对用户任务需求，用户通过所在的用户端的AR软件系统，对中药的提取浓缩生产过程以及设备运行状态，进行实时的数据采集和监测，实现生产过程中的数据信息的显示，调控以及信息追溯，使整个生产过程中的各项数据，达到AR可视化的管理水平的目的。附图说明图1为本专利技术系统的结构示意图；图2为本专利技术系统应用于多用户端时的结构示意图。具体实施方式针对目前中药工业领域的生产所存在的标准化问题，本专利技术针对目前既不涉及独立于3D图像API，也不涉及数据分发模式的有效管理的AR平台，提出了一种增强现实系统，实现生产过程数据、设备状态数据的实时采集，将工艺参数和操作进行有效及严格的监测和控制；现场装备与AR软件平台实现信息集成，建立生产信息管理数字化平台，现场生产数据集成后由复杂多数据系统进行储存和协调处理。参见图1，本专利技术提出的一种应用于中药提取浓缩工艺的增强现实系统，包括用户交互式界面、控制模块、处理模块以及数据库，设计的系统结构中的核心功能、分布方式和所使用的3D图形API之间的依赖性较低。在系统结构中设计了相应的通信协议进程，在保证系统结构相对独立的情况下，使得各模块之间进行正常的数据通信；其中：所述用户交互式界面用于向用户呈现AR应用的可视化项目，以使用户在用户交互式界面进行指令操作。所述数据库用于存储中药提取浓缩工艺中各3D对象在现实环境中的各项信息，包括设备类型、ID标识符、位置、方向、中药提取加工环节的各项数据信息，以及所述3D对象相应的3D变换矩阵。所述处理模块用于存储和执行AR算法，包括跟踪配准算法、手势识别算法、人脸识别算法以及语音识别算法，并封装有对应于所述3D对象的3D模型、SDK工具包；处理模块通过控制模块处理所述用户交互式界面提供的本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种应用于中药提取浓缩工艺的增强现实系统，其特征在于，包括用户交互式界面、控制模块、处理模块以及数据库，其中：/n所述用户交互式界面用于向用户呈现AR应用的可视化项目，以使用户在用户交互式界面进行指令操作；/n所述数据库用于存储中药提取浓缩工艺中各3D对象在现实环境中的各项信息，包括设备类型、ID标识符以及所述3D对象相应的3D变换矩阵；/n所述处理模块用于存储和执行AR算法，包括跟踪配准算法、手势识别算法、人脸识别算法以及语音识别算法，并封装有对应于所述3D对象的3D模型；处理模块通过控制模块处理所述用户交互式界面提供的数据和指令；/n所述系统中建立有三个协作进程，包括关联到控制模块的第一处理进程和第二处理进程；关联到用户交互式界面的第三处理进程；其中：/n第一处理进程用于传递3D对象状态、3D场景或来自于用户的操作请求指令；第二处理进程与所述数据库交互，用于接收3D对象的各项信息，并对所述3D对象执行操作指令；第三处理进程关联到用户交互式界面，以在用户交互式界面中产生可视化结果；同时第三处理进程还用于不断调整所述界面，实时更新第二处理进程发送的3D对象的各项信息数据以及返回的针对于所述3D对象的指令操作结果；/n所述的控制模块中集成有利用所述三个协作进程制定的分发策略，以确保用户与系统交互时，数据信息和操作任务的准确分发。/n...

【技术特征摘要】
1.一种应用于中药提取浓缩工艺的增强现实系统，其特征在于，包括用户交互式界面、控制模块、处理模块以及数据库，其中：
所述用户交互式界面用于向用户呈现AR应用的可视化项目，以使用户在用户交互式界面进行指令操作；
所述数据库用于存储中药提取浓缩工艺中各3D对象在现实环境中的各项信息，包括设备类型、ID标识符以及所述3D对象相应的3D变换矩阵；
所述处理模块用于存储和执行AR算法，包括跟踪配准算法、手势识别算法、人脸识别算法以及语音识别算法，并封装有对应于所述3D对象的3D模型；处理模块通过控制模块处理所述用户交互式界面提供的数据和指令；
所述系统中建立有三个协作进程，包括关联到控制模块的第一处理进程和第二处理进程；关联到用户交互式界面的第三处理进程；其中：
第一处理进程用于传递3D对象状态、3D场景或来自于用户的操作请求指令；第二处理进程与所述数据库交互，用于接收3D对象的各项信息，并对所述3D对象执行操作指令；第三处理进程关联到用户交互式界面，以在用户交互式界面中产生可视化结果；同时第三处理进程还用于不断调整所述界面，实时更新第二处理进程发送的3D对象的各项信息数据以及返回的针对于所述3D对象的指令操作结果；
所述的控制模块中集成有利用所述三个协作进程制定的分发策略，以确保用户与系统交互时，数据信息和操作任务的准确分发。


2.根据权利要求1所述的应用于中药提取浓缩工艺的增强现实系统，其特征在于，所述分发策略如下：
通过第三处理进程接收来自用户交互式界面的操作请求，并实时更新用户交互式界面中的可视化界面的视图；通过第二处理进程访问数据库中3D对象的信息；通过第一处理进程进行将更新的数据和指令进行分发。


3.根据权利要求1所述的应用于中药提取浓缩工艺的增强现实系统，其特征在于，所述用户交互式界面通过第三处理进程集成3D对象的3D变换矩阵，呈现适应于用户执行的3D对象的增强视图；数据库通过第一处理进程和第二处理进...

【专利技术属性】
技术研发人员：曹帆，何燕，陈学松，蔡述庭，熊晓明，滕潇，徐瑶通，张日威，张子睿，
申请(专利权)人：广东工业大学，
类型：发明
国别省市：广东;44