一种基于AR的二氧化碳培养箱安全监控方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种基于AR的二氧化碳培养箱安全监控方法和系统，所述方法包括：在二氧化碳培养箱中设置包括温度传感器、二氧化碳传感器和门窗传感器，通过传感器获取包括温度数据、二氧化碳浓度数据和门窗开关数据；采集所述二氧化碳培养箱的图像信息，建立虚拟空间坐标系；根据摄像头位置构建现实空间坐标系，并获取所述二氧化碳培养箱在现实空间坐标系中的矩阵；根据转换关系矩阵将现实坐标系中的二氧化碳培养箱图像对应的矩阵转换为虚拟坐标系中的矩阵，用于构建虚拟培养箱位置和姿态数据；根据虚拟的培养箱位置和姿态数据和采集的传感器数据进行风险等级判断，采用增强现实的方法可视化显示风险。方法可视化显示风险。方法可视化显示风险。

【技术实现步骤摘要】
一种基于AR的二氧化碳培养箱安全监控方法和系统


[0001]本专利技术涉及二氧化碳监控
，特别涉及一种基于AR的二氧化碳培养箱安全监控方法和系统。

技术介绍

[0002]目前二氧化碳培养箱越来越多地受到各实验室的青睐。为保证研究工作的顺利展开，实验室培养设备需做到稳定控制温度、二氧化碳浓度和湿度，同时保证培养样本不受微生物污染。所以有效监测二氧化碳培养箱内部的微气候环境是培养实验顺利进行的前提。二氧化碳培养箱被广泛应用于医学、免疫学、微生物学等领域的研究和生产。因此二氧化碳培养箱通常用于培养各种细胞、病毒等微生物，而这些微生物本身具有很强的毒性，一旦出现生物安全事故后果不堪设想，所以培养箱的生物安全性十分的重要。
[0003]传统的二氧化碳培养箱的监控系统主要为数字提示，单一的对各个环境变量(如温度、湿度、气体浓度等)进行单独显示，对于培养箱的实验安全问题没有进行分级处理，因此实验人员不能很好的对实验安全事故进行很好的掌控和评估。同时单一的数字提示不能很好的展示二氧化碳培养箱内某一环境变量在某一时间段内连续的变化。因此，传统的二氧化碳培养箱的监测系统还存在很多不足，安全监测预警能力还有待进一步提高。

技术实现思路

[0004]本专利技术其中一个专利技术目的在于提供一种基于AR的二氧化碳培养箱安全监控方法和系统，所述方法和系统利用AR技术和包括二氧化碳传感器等各类传感器，通过二氧化碳传感器采集的无色无味二氧化碳浓度信息和AR技术可视化并随着时间连续变化地显示告警信息，提高对所述二氧化碳培养箱的监控安全性。
[0005]本专利技术另一个专利技术目的在于提供一种基于AR的二氧化碳培养箱安全监控方法和系统，所述方法和系统建立分级预警方法，利用包括二氧化碳传感器、温度传感器和基于图像的姿态检测综合得到不同等级的安全风险，从而提高二氧化碳培养箱的监控的准确性。
[0006]本专利技术另一个专利技术目的在于提供一种基于AR的二氧化碳培养箱安全监控方法和系统，所述方法和系统通过AR技术构建虚拟组件，并结合各类传感器和检测装置检测到的数据在显示端构建虚拟显示界面，并通过热力图的方式实现明确清楚的可视化显示。
[0007]为了实现至少一个上述专利技术目的，本专利技术进一步提供一种基于AR的二氧化碳培养箱安全监控方法，所述方法包括：
[0008]在二氧化碳培养箱中设置包括温度传感器、二氧化碳传感器和门窗传感器，通过传感器获取包括温度数据、二氧化碳浓度数据和门窗开关数据；
[0009]采集所述二氧化碳培养箱的图像信息，建立虚拟空间坐标系；
[0010]根据摄像头位置构建现实空间坐标系，并获取所述二氧化碳培养箱在现实空间坐标系中的矩阵；
[0011]根据转换关系矩阵将现实坐标系中的二氧化碳培养箱图像对应的矩阵转换为虚
拟坐标系中的矩阵，用于构建虚拟培养箱位置和姿态数据；
[0012]根据虚拟的培养箱位置和姿态数据和采集的传感器数据进行风险等级判断，采用增强现实的方法可视化显示风险。
[0013]根据本专利技术其中一个较佳实施例，在采集所述温度传感器、二氧化碳传感器和门窗传感器得到的温度数据、二氧化碳浓度数据和门窗开关数据后，进一步判断当前二氧化碳培养箱风险等级，设置每一传感器数据的异常条件，当满足至少一个传感器数据异常条件时，输出风险的告警信息。
[0014]根据本专利技术另一个较佳实施例，所述风险等级判断方法包括：获取温度数据、二氧化碳浓度数据和门窗开关数据的传感器数据，若存在任意一个传感器数据为异常数据，则输出三级风险告警信息；若存在任意两个传感器数据为异常数据，则输出二级告警信息；若存在全部三个传感器异常数据，则输出一级告警信息。
[0015]根据本专利技术另一个较佳实施例，所述门窗传感器采用干簧管磁力门窗传感器，所述干簧管磁力门窗传感器安装于所述二氧化碳培养箱的门框边缘，用于感应所述二氧化碳培养箱门体和边框之间的关闭状态，若所述干簧管磁力门窗传感器内部感应电路处于断路状态，则判断当前二氧化碳培养箱的门框处于开启状态，否则判断当前二氧化碳培养箱的门框关闭状态。
[0016]根据本专利技术另一个较佳实施例，所述风险等级可视化方法包括：采集当前所有传感器数据，将当前所有传感器数据利用KEPServer模块传输给物联网数据平台，所述物联网平台定义接口，通过3D渲染平台调用预先定义的接口并采用JSON格式数据进行交互，所述3D渲染平台获取所述JSON格式数据后，通过解析所述JSON格式数据获取所述传感器数据，并根据风险判定结果执行不同的渲染页面。
[0017]根据本专利技术另一个较佳实施例，所述二氧化碳培养箱的现实坐标系矩阵构建方法包括：在所述二氧化碳培养箱上配置多个标记物，安装摄像头，所述安装的摄像头可识别所有配置的标记物，在摄像头视角下设置坐标系，计算摄像头视角坐标系下所有的标记的坐标，用于跟踪标记物下的二氧化碳培养箱的位置。
[0018]根据本专利技术另一个较佳实施例，所述二氧化碳培养箱的虚拟坐标系矩阵构建方法包括：渲染模板图像，并在模板图像上设置虚拟标记物信息，根据所述渲染的模板图像建立虚拟的空间坐标系，并根据所述虚拟的空间坐标系计算虚拟模板图像中的标记物坐标。
[0019]根据本专利技术另一个较佳实施例，所述现实空间坐标系矩阵转化为虚拟坐标系矩阵的方法包括：识别虚拟的模板图像的标识信息，将所述标识信息作为特征点，将所述特征点和现实空间坐标系中的标识信息进行特征对比，获取匹配的现实坐标系标识信息的现实坐标系矩阵，计算所述特征对比后的坐标系转换矩阵，根据所述转换矩阵将现实二氧化碳培养箱图像和虚拟的模板图像结合。
[0020]为了实现至少一个上述专利技术目的，本专利技术进一步提供一种基于AR的二氧化碳培养箱安全监控系统，所述系统执行上述一种基于AR的二氧化碳培养箱安全监控方法。
[0021]本专利技术进一步提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质存储有计算机程序，所述计算机程序可被处理器执行上述一种基于AR的二氧化碳培养箱安全监控方法。
附图说明
[0022]图1显示的是本专利技术一种基于AR的二氧化碳培养箱安全监控方法的流程示意图。
[0023]图2显示的是本专利技术一种基于AR的二氧化碳培养箱安全监控系统的结构示意图。
[0024]图3显示的是本专利技术中二氧化碳培养箱不同预警状态示意图。
[0025]图4显示的是本专利技术中3D配准技术下各个坐标系转换的示意图。
具体实施方式
[0026]以下描述用于揭露本专利技术以使本领域技术人员能够实现本专利技术。以下描述中的优选实施例只作为举例，本领域技术人员可以想到其他显而易见的变型。在以下描述中界定的本专利技术的基本原理可以应用于其他实施方案、变形方案、改进方案、等同方案以及没有背离本专利技术的精神和范围的其他技术方案。
[0027]可以理解的是，术语“一”应理解为“至少一”或“一个或多个”，即在一个实施例中，一个元件的数量可以为一个，而在另外的实施例中，该元件的数量可以为多个，术语“本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于AR的二氧化碳培养箱安全监控方法，其特征在于，所述方法包括：在二氧化碳培养箱中设置包括温度传感器、二氧化碳传感器和门窗传感器，通过传感器获取包括温度数据、二氧化碳浓度数据和门窗开关数据；采集所述二氧化碳培养箱的图像信息，建立虚拟空间坐标系；根据摄像头位置构建现实空间坐标系，并获取所述二氧化碳培养箱在现实空间坐标系中的矩阵；根据转换关系矩阵将现实坐标系中的二氧化碳培养箱图像对应的矩阵转换为虚拟坐标系中的矩阵，用于构建虚拟培养箱位置和姿态数据；根据虚拟的培养箱位置和姿态数据和采集的传感器数据进行风险等级判断，采用增强现实的方法可视化显示风险。2.根据权利要求1所述的一种基于AR的二氧化碳培养箱安全监控方法，其特征在于，在采集所述温度传感器、二氧化碳传感器和门窗传感器得到的温度数据、二氧化碳浓度数据和门窗开关数据后，进一步判断当前二氧化碳培养箱风险等级，设置每一传感器数据的异常条件，当满足至少一个传感器数据异常条件时，输出风险的告警信息。3.根据权利要求1所述的一种基于AR的二氧化碳培养箱安全监控方法，其特征在于，所述风险等级判断方法包括：获取温度数据、二氧化碳浓度数据和门窗开关数据的传感器数据，若存在任意一个传感器数据为异常数据，则输出三级风险告警信息；若存在任意两个传感器数据为异常数据，则输出二级告警信息；若存在全部三个传感器异常数据，则输出一级告警信息。4.根据权利要求1所述的一种基于AR的二氧化碳培养箱安全监控方法，其特征在于，所述门窗传感器采用干簧管磁力门窗传感器，所述干簧管磁力门窗传感器安装于所述二氧化碳培养箱的门框边缘，用于感应所述二氧化碳培养箱门体和边框之间的关闭状态，若所述干簧管磁力门窗传感器内部感应电路处于断路状态，则判断当前二氧化碳培养箱的门框处于开启状态，否则判断当前二氧化碳培养箱的门框关闭状态。5.根据权利要求1所述的一种基于AR的二氧化碳培养箱安全监控方法，其特征在于，所述风险等级可视化方法包括：采集当前所有传感器数据...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘征，赵志祥，
申请(专利权)人：中国美术学院，
类型：发明
国别省市：