CN110119481A - 植株试管检索方法及系统 - Google Patents

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潘正祥
廖律超
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Abstract

本发明涉及生物技术及计算机辅助技术领域，尤其涉及一种针对放置在固定支架中的植株试管的植株试管检索方法及系统。其特征在于：在包括目标试管架的虚拟空间中目标试管所在位置处显示指示标记；其中，所述虚拟空间根据包括目标试管架的现实空间构建。上述技术方案中，将真实的包括目标试管的试管架和虚拟的指示标记实时的叠加到同一虚拟空间同时存在，便于操作人员根据指示标记拾取准确拾取目标试管。并且由于指示标记的叠加是在虚拟空间中进行的，并不会对现实的目标试管产生附加作用，有助于保持试验条件的一致性。

Description

植株试管检索方法及系统
技术领域
本发明涉及生物技术及计算机辅助技术领域，尤其涉及一种针对放置在固定支架中的植株试管的植株试管检索方法及系统。
背景技术
包含生物实验用植株样本的试管经常被放置在固定支架中予以集中存放和管理。对特定植株的检索，即固定支架中寻找与之对应的试管。由于同一固定支架中的试管往往形状规格统一且排列紧密，受周围试管的阻挡，目标试管的标签往往不可见，因此不便于对目标试管进行查找，且容易查找出错。
授权公告号CN208270588U，授权公告日2018年12月21日的实用新型专利公开另一种试管存取仪，包括阵列式试管存放单元、试管顶出单元、中控单元和架体。通过中控单元自动检索目标试管，并且控制试管顶出单元将检索到的目标试管顶出，以提高查找效率、降低找错概率。但是，该试管存储仪相较于现有的普通试管支架，机械结构复杂，易损坏，成本高。
申请公布号CN107597032A,申请公布日2018年1月19日的发明专利申请公开了一种新型方便迅速查找的医学检验试管摆放架，每个试管均采用各自的试管固定组件设置在试管架上，每个试管固定组件均对应唯一一个二维码设置，当扫描口扫描相应的二维码信息时，与该二维码信息对应的试管固定组件动作，使得试管固定组件上的试管发出动作信息，以便对试管的查找。申请公布号CN105268502A，申请公布日2016年1月27日的发明专利申请公开了一种方便快速查找的医学检验试管架，通过控制面板上的按键，控制试管架框体上设有的发光灯发光来标示所要查找的试管，使用方便、准确率高。这两种现有技术需要通过对目标试管发出动作以实现对目标试管的标记提示，这些动作通常为光照或者摇晃、移动等机械动作。采用摇晃或者移动的机械动作，也需要支架具有相应的作用机构，同样具有结构复杂、易损坏、成本高的缺点。而由于光照是很重要的植株生长条件，采用光照的方式标记目标植株试管，将会改变目标植株试管中所存放植株的存放条件，破坏了实验条件的一致性。
增强现实技术，是一种将真实世界信息和虚拟世界信息“无缝”集成的新技术，可以把原本在现实世界的一定时间空间范围内很难体验到的视觉信息通过电脑等科学技术，模拟仿真后再叠加，将虚拟的信息应用到真实世界，真实的环境和虚拟的物体实时地叠加到了同一个画面或空间同时存在。不仅展现了真实世界的信息，而且将虚拟的信息同时显示出来，两种信息相互补充、叠加。
发明内容
本发明的目的在于提供一种植株试管检索方法，其特征在于：
在包括目标试管架的虚拟空间中目标试管所在位置处显示指示标记；
其中，所述虚拟空间根据包括目标试管架的现实空间构建。
上述技术方案中，将真实的包括目标试管的试管架和虚拟的指示标记实时的叠加到同一虚拟空间同时存在，便于操作人员根据指示标记拾取准确拾取目标试管。并且由于指示标记的叠加是在虚拟空间中进行的，并不会对现实的目标试管产生附加作用，有助于保持试验条件的一致性。
进一步地，包括：步骤S1，构建目标试管架三维模型，所述目标试管架三维模型包括与目标试管架上各试管位置一一对应的指示标记模型；步骤S2，在虚拟空间中目标试管所在位置处显示指示标记。
进一步地，所述步骤S1包括：步骤S1-1，在数据库中检索目标试管所在的试管支架作为目标试管架，并获取目标试管架的图像特征数据；步骤S1-2，根据目标试管架的图像特征数据构建所述目标试管架三维模型。
进一步地，所述步骤S2包括：步骤S2-1，根据所述目标试管架三维模型在包括目标试管架的现实空间图像中检索目标试管架坐标；步骤S2-2，根据所述目标试管架坐标将目标试管架三维模型与目标试管架在虚拟空间上的坐标重合在一起；步骤S2-3，在虚拟空闲中显示目标试管架三维模型中与目标试管对应的指示标记模型。
进一步地，所述步骤S2-1中，采用轮廓形状匹配的方法在现实空间图像中检索目标试管架。
进一步地，在步骤S2-3之前检索数据库以获取目标试管在目标试管架中的坐标；所述步骤S2-3中根据所述目标试管在目标试管架中的坐标显示对应的指示标记模型。
本发明还提供一种植株试管检索系统，其特征在于：包括应用上述任一项所述方法的增强现实系统。
上述技术方案中，增强现实系统采用上述方法将真实的包括目标试管的试管架和虚拟的指示标记实时的叠加到同一虚拟空间同时存在，便于操作人员根据指示标记拾取准确拾取目标试管。并且由于指示标记的叠加是在虚拟空间中进行的，并不会对现实的目标试管产生附加作用，有助于保持试验条件的一致性。
作为优选，所述显示增强显示系统为monitor-based增强现实系统。
作为优选，所述显示增强系统为光学透视式增强现实系统。
作为优选，所述显示增强系统为视频透视式增强现实系统。
本发明具有如下技术效果：
1. 将真实的包括目标试管的试管架和虚拟的指示标记实时的叠加到同一虚拟空间同时存在，便于操作人员根据指示标记拾取准确拾取目标试管。并且由于指示标记的叠加是在虚拟空间中进行的，并不会对现实的目标试管产生附加作用，有助于保持试验条件的一致性。
2. 可以采用现有技术中最简单的试管架，试管架在放置试管时操作方便、使用成本低、故障率低。
3. 只需要将所应用的试管架的图像特征数据录入到数据中，可以与各种试管架匹配使用，兼容性强。
具体实施方式
这里使用的术语仅用于描述特定实施例的目的，而不意图限制本发明。 除非另外定义，否则本文使用的所有术语具有与本发明所属领域的普通技术人员通常理解的相同的含义。 将进一步理解的是，常用术语应该被解释为具有与其在相关领域和本公开内容中的含义一致的含义。本公开将被认为是本发明的示例，并且不旨在将本发明限制到特定实施例。
实施例一
一种植株试管检索方法，基于增强现实技术进行可视化辅助植株检索。可以采用现有技术中的增强现实系统来实现，例如基于Monitor-Based增强现实系统、或者基于光学透视式增强现实系统、或者基于视频透视式增强现实系统。优选的，本实施例采用光学透视式增强现实系统和视频透视式增强现实系统，其用头盔式显示器以增强视觉沉浸感。本实施例的植株试管检索方法包括：
步骤S1，构建目标试管架三维模型，目标试管架三维模型包括与目标试管架上各试管位置一一对应的指示标记模型。增强现实系统的数据库中存储有各试管的相关数据，至少包括：试管身份数据、试管中存储植株数据、试管所存放的试管架数据。其中，试管架信息还包括用于构建试管架三维模型的图像特征数据，例如用于构建的试管架三维模型的试管架各个角度的照片等。可以根据输入增强现实系统的检索信息在数据库中检索目标试管以获取目标试管的相关数据，并且构建目标试管架三维模型。在本实施例中进一步包括：
步骤S1-1，在数据库中检索目标试管所在的试管支架作为目标试管架并获取目标试管架的图像特征数据。
步骤S1-2，根据目标试管架的图像特征数据构建目标试管架三维模型。例如，可以根据目标试管架A的俯视图等各种视角的图片进行三维建模，得到目标试管架三维模型。可以采用现有技术中的各种三维建模方法进行建模，本实施例中优选地使用3Ds Max构建三维模型M，M中既包括对应于真实世界中目标试管架的三维模型B，也包括在目标试管架三维模型中每个试管位置上方构建的指示标记模型P。本实施例中，指示标记模型P（R，C）为对应于目标试管架上第R行、第C列的试管位置的指示标记模型，指示标记模型的形状可以为任意的能够指示出对应试管位置的平面或者立体形状模型，例如箭头模型。
步骤S2，在虚拟空间中目标试管所在位置处显示指示标记。将真实的包括目标试管的试管架和虚拟的指示标记实时的叠加到同一虚拟空间同时存在，便于操作人员根据指示标记拾取准确拾取目标试管。并且由于指示标记的叠加是在虚拟空间中进行的，并不会对现实的目标试管产生附加作用，有助于保持试验条件的一致性。进一步包括：
步骤S2-1，根据目标试管架三维模型在包括目标试管架的现实空间图像中检索目标试管架坐标。即利用增强现实系统的摄像头等拍摄装置拍摄包括目标试管架的现实空间。例如，利用增强现实系统的摄像头拍摄试管桌上的一对试管架，其中一个试管架上存放有需要检索的目标试管。同时将目标试管架三维模型B与拍摄图像中的图像进行匹配，来定位目标试管架的在显示空间图像（即拍摄图像）中的坐标。例如，本实施例中采用轮廓形状匹配的方法在现实空间图像中检索目标试管架。
步骤S2-2，根据目标试管架坐标将目标试管架三维模型与目标试管架在虚拟空间上的坐标重合在一起。利用采用坐标转换算法进行运算，将目标试管架三维模型B与目标试管架A在虚拟空间上的坐标重合在一起。
步骤S2-3，在虚拟空间中显示目标试管架三维模型中与目标试管对应的指示标记模型。目标试管在目标试管架上的坐标表明了位置信息，即指定了目标试管位于目标试管架第几行第几列，可以在执行步骤S2-3之前再次检索数据库以获取目标试管在目标试管架中的坐标D（R，C），即获取目标试管在目标试管架中的行位置和列位置。为了方便起见，本实施例中在步骤S1-1中检索数据库的同时获取目标试管在目标试管架中的坐标D（R，C）。根据目标试管在目标试管架中的坐标显示对应的指示标记模型P（R，C），以构建成融合有真实的目标试管架以及虚拟的指示标记的虚拟空间。
虽然描述了本发明的实施方式，但是本领域普通技术人员可以在所附权利要求的范围内做出各种变形或修改。

Claims (10)

1.植株试管检索方法，其特征在于：
在包括目标试管架的虚拟空间中目标试管所在位置处显示指示标记；
其中，所述虚拟空间根据包括目标试管架的现实空间构建。
2.根据权利要求1所述的植株试管检索方法，其特征在于，包括：
步骤S1，构建目标试管架三维模型，所述目标试管架三维模型包括与目标试管架上各试管位置一一对应的指示标记模型；
步骤S2，在虚拟空间中目标试管所在位置处显示指示标记。
3.根据权利要求2所述的植株试管检索方法，其特征在于，所述步骤S1包括：
步骤S1-1，在数据库中检索目标试管所在的试管支架作为目标试管架并获取目标试管架的图像特征数据；
步骤S1-2，根据目标试管架的图像特征数据构建所述目标试管架三维模型。
4.根据权利要求3所述的植株试管检索方法，其特征在于，所述步骤S2包括：
步骤S2-1，根据所述目标试管架三维模型在包括目标试管架的现实空间图像中检索目标试管架坐标；
步骤S2-2，根据所述目标试管架坐标将目标试管架三维模型与目标试管架在虚拟空间上的坐标重合在一起；
步骤S2-3，在虚拟空间中显示目标试管架三维模型中与目标试管对应的指示标记模型。
5.根据权利要求4所述的植株试管检索方法，其特征在于：
所述步骤S2-1中，采用轮廓形状匹配的方法在现实空间图像中检索目标试管架。
6.根据权利要求4所述的植株试管检索方法，其特征在于：
在步骤S2-3之前检索数据库以获取目标试管在目标试管架中的坐标；
所述步骤S2-3中根据所述目标试管在目标试管架中的坐标显示对应的指示标记模型。
7.植株试管检索系统，其特征在于：
包括应用权利要求1-6中任一项所述方法的增强现实系统。
8.根据权利要求7所述的植株试管检索系统，其特征在于：
所述显示增强显示系统为monitor-based增强现实系统。
9.根据权利要求7所述的植株试管检索系统，其特征在于：
所述显示增强系统为光学透视式增强现实系统。
10.根据权利要求8所述的植株试管检索系统，其特征在于：
所述显示增强系统为视频透视式增强现实系统。
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