CN117420276B - 一种基于空间分布的实验室环境检测方法及系统 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于空间分布的实验室环境检测方法及系统，涉及环境检测技术领域，包括：基于实验室的尺寸数据获取实验室内的多个待定基点；获取实验室立方体内的多个产气装置的产气范围以及多个排气装置的排气范围；基于多个待定基点、多个排气范围以及多个产气范围设置标准滑轨体；基于标准滑轨体设置气体检测装置的检测路径以及检测朝向；本发明用于解决现有技术中在基于实验室内的空间分布对环境检测装置的检测路径以及检测方向的设置方面缺少有效的改进，导致无法使用环境检测装置周期性的对实验室内气体变化的区域进行及时检测的问题。
Description
技术领域
本发明涉及环境检测技术领域，具体为一种基于空间分布的实验室环境检测方法及系统。
背景技术
环境检测是利用化学、物理、生物、医学、遥测、遥感、计算机等现代科学技术手段，对反映环境质量及其变化趋势的各种标志数据进行测量和监测，从而实现环境质量变化趋势的一门学科，通过环境检测可以对环境质量进行综合评价。
现有的用于实验室的环境检测的改进方法，通常是用于提高环境检测装置的精度，比如在申请公开号为CN111707309A的中国专利中，公开了一种实验室环境检测装置，该方案能够对检测仪进行快速拆卸与安装，同时方便对检测仪的位置进行调整，还能够加快周围的空气进出检测仪的速率，提高检测的准确度与精度，其他的用于实验室的环境检测方面的改进，通常是用于降低环境检测装置与实验室内实验之间的影响或提高环境检测装置的检测效率，而在基于实验室内的空间分布对环境检测装置的检测路径以及检测方向的设置方面缺少有效的改进，这会导致无法使用环境检测装置周期性的对实验室内气体变化的区域进行及时检测，从而影响环境检测装置的检测精度，使检测结果与实际不符，鉴于此，有必要对现有的用于实验室的环境检测方法进行改进。
发明内容
本发明旨在至少在一定程度上解决现有技术中的技术问题之一，通过提出一种基于空间分布的实验室环境检测方法及系统，用于解决现有技术中在基于实验室内的空间分布对环境检测装置的检测路径以及检测方向的设置方面缺少有效的改进，这会导致无法使用环境检测装置周期性的对实验室内气体变化的区域进行及时检测，从而影响环境检测装置的检测精度，使检测结果与实际不符的问题。
为实现上述目的，第一方面，本发明提供一种基于空间分布的实验室环境检测方法，包括：
获取实验室的尺寸数据，基于实验室的尺寸数据获取实验室内的多个待定基点；
获取实验室立方体内的多个产气装置的产气范围以及多个排气装置的排气范围；
基于多个待定基点、多个排气范围以及多个产气范围设置标准滑轨体；
基于标准滑轨体设置气体检测装置的检测路径以及检测朝向。
进一步地，获取实验室的尺寸数据，基于实验室的尺寸数据获取实验室内的多个待定基点包括：
获取实验室的场地数据，场地数据包括高度尺寸数据、宽度尺寸数据以及长度尺寸数据；
建立三维直角坐标系，记为实验室坐标系，基于实验室的场地数据等比例在实验室坐标系内标记实验室对应的区域，记为实验室立方体，其中，实验室坐标系的坐标原点与实验室立方体的任意一个底角的顶点重合；
获取实验室内多个设备的尺寸数据，依次记为设备数据一至设备数据N，N为正整数，且N大于1；
基于多个设备数据在实验室内的位置关系以及多个设备数据的尺寸数据在实验室立方体内对多个设备的位置以及多个位置所占的区域进行标记。
进一步地，获取实验室的尺寸数据，基于实验室的尺寸数据获取实验室内的多个待定基点包括：
获取实验室立方体在实验室坐标系内所占的体积，记为总体积；
获取实验室立方体的长以及宽的最小公因数，记为K；
当K大于等于标准块长时，将实验室立方体的高除以K并向下取整的整数记为K1，将实验室立方体的长除以K并向下取整的整数记为K2，将实验室立方体的宽除以K并向下取整的整数记为K3，将实验室立方体从底部平面至高度为K×K1所在平行平面之间的区域记为基点划分区，使用K1×K2×K3个边长为K的正方体对基点划分区域进行填充，将所有正方体的中心点依次记为待定基点一至待定基点T，其中T等于K1×K2×K3。
进一步地，获取实验室的尺寸数据，基于实验室的尺寸数据获取实验室内的多个待定基点包括：
当K小于标准块长时，任选实验室立方体的一个顶点，记为划分顶点，将实验室立方体的长和宽构成的平面记为面一，将实验室立方体的长和高构成的平面记为面二，将实验室立方体的宽和高构成的平面记为面三；
将划分顶点所在的长、宽以及高记为划分边一、划分边二以及划分边三；将划分边一均匀划分为第一标准数量等份，并在每一份的端点处使用与面三平行的平面对实验室立方体进行切割；将划分边二均匀划分为第二标准数量等份，并在每一份的端点处使用与面二平行的平面对实验室立方体进行切割；将划分边三均匀划分为第二标准数量等份，并在每一份的端点处使用与面一平行的平面对实验室立方体进行切割；
将切割后得到的实验室立方体内的所有独立的小立方体的中心点依次记为待定基点一至待定基点T。
进一步地，获取实验室立方体内的多个产气装置的产气范围以及多个排气装置的排气范围包括：
获取实验室内多个能够产生气体的装置，记为产气装置，基于实验室立方体中的多个设备的位置数据在实验室立方体中标记每个产气装置的产生气体的位置，记为产气口一至产气口M；
对于产气口一至产气口M中的任意一个产气口M1，获取产气口M1开始产气后标准产气时间内的平均产气速率，记为平均产气速率，获取产气口M1在产气时的气体排出方向，记为产气方向，将平均产气速率乘以L1的值记为产气口M1的产气半径；
将产气口M1在实验室立方体中沿产气方向的产气半径处的点记为产气口M1的产气范围的中心，以产气范围的中心为球心，产气半径为半径做球，将球记为产气范围M1；
获取产气口一至产气口M的所有产气范围，记为产气范围一至产气范围M；
获取实验室内多个能够排出气体的装置，记为排气装置，基于实验室立方体中的多个设备的位置数据在实验室立方体中标记每个排气装置的排出气体的位置，记为排气口一至排气口B；
对于排气口一至排气口B中的任意一个排气口B1，获取排气口B1在正常开启时的排气速度，记为排气速率，将排气速率乘以L2的值记为排气口B1的排气半径，以排气口B1为球心，排气半径为半径做球，将球记为排气范围；
获取排气口一至排气口B的所有排气范围，记为排气范围一至排气范围B。
进一步地，基于多个待定基点、多个排气范围以及多个产气范围设置标准滑轨体包括：
对于待定基点一至待定基点T中的任意一个待定基点T1，当待定基点T1处于实验室立方体内任意一个设备的内部时，将待定基点T1调整至距离待定基点T1最近的设备外壁处；当待定基点T1不处于实验室立方体内任意一个设备的内部时，保持待定基点T1不变；
对于任意一个待定基点T2，获取能够与待定基点T2组成三棱锥且三棱锥的体积最大的三个待定基点，记为待定基点T2的伴生基点；
将待定基点T2与伴生基点构成的三棱锥记为预设三棱锥T2，将预设三棱锥T2的所有边长与实验室立方体中设备内部重合的部分记为预设三棱锥T2的封禁边。
进一步地，基于多个待定基点、多个排气范围以及多个产气范围设置标准滑轨体还包括：
获取所有待定基点对应的所有预设三棱锥，将所有预设三棱锥中封禁边的总长度较短的标准参考数量的预设三棱锥记为可选三棱锥一至可选三棱锥R，其中，R等于标准参考数量；
对于任意一个可选三棱锥R1，获取可选三棱锥R1中所有边长穿过排气范围以及产气范围的数量，记为横穿数量，获取可选三棱锥R1的所有边长在所有排气范围以及所有产气范围中的长度，记为横穿长度，将所有排气范围以及所有产气范围的球心距离最近的可选三棱锥R的边的长度依次记为相对距离一至相对距离C，其中，C为排气范围以及产气范围的数量总和，将所有相对距离的和记为相对长度；
将所有可选三棱锥中横穿数量最多或者横穿长度最大的可选三棱锥记为标准滑轨体，其中，当横穿数量相同时，将横穿长度最大的可选三棱锥记为标准滑轨体；
当所有可选三棱锥的横穿数量以及横穿长度均为零时，将相对长度最小的可选三棱锥记为标准滑轨体。
进一步地，基于标准滑轨体设置气体检测装置的检测路径以及检测朝向包括：
将标准滑轨体的所有边构成的三棱锥记为气体检测装置的检测路径；
当实验室开始运作时，将气体检测装置沿检测路径进行周期性移动。
进一步地，基于标准滑轨体设置气体检测装置的检测路径以及检测朝向还包括：
当气体检测装置开始移动时，实时获取气体检测装置在实验室立方体内的位置，记为检测位置，当检测位置距离任意一个排气范围或产气范围的球心X小于等于标准探测距离时，将气体检测装置的检测朝向调整为正对球心X，当检测位置距离球心X的距离大于标准探测距离时，将气体检测装置的检测朝向恢复为默认，其中，朝向产气范围的球心的优先级大于朝向排气范围的球心。
第二方面，本发明还提供一种基于空间分布的实验室环境检测系统，包括基点获取模块、球体确认模块、滑轨体提取模块以及检测设置模块：
基点获取模块用于获取实验室的尺寸数据，基于实验室的尺寸数据获取实验室内的多个待定基点；
球体确认模块用于获取实验室立方体内的多个产气装置的产气范围以及多个排气装置的排气范围；
滑轨体提取模块用于基于多个待定基点、多个排气范围以及多个产气范围设置标准滑轨体；
检测设置模块用于基于标准滑轨体设置气体检测装置的检测路径以及检测朝向。
本发明的有益效果：本发明通过获取实验室的尺寸数据，基于实验室的尺寸数据获取实验室内的多个待定基点，然后获取实验室立方体内的多个产气范围以及多个排气范围，这样的好处在于，通过获取实验室的数据能够保证得到的多个待定基点均为能够在实验室内进行使用的待定基点，有利于后续基于待定基点建立标准滑轨体，通过获得多个产气范围以及多个排气范围，能够得到实验室内气体变化时的主要变化区域，有利于后续在获取标准滑轨体时找到能够与实验室内气体相关性最大的标准滑轨体；
本发明还通过基于多个待定基点、多个排气范围以及多个产气范围设置标准滑轨体，最后基于标准滑轨体设置气体检测装置的检测路径以及检测朝向，这样的好处在于，通过获取标准滑轨体能够确定环境检测装置的周期运动路径，并保证当环境检测装置在标准滑轨体对应的路径内进行移动时能够及时获取实验室内的气体变动，从而提高检测装置的检测精度。
本发明的其他特征和优点将在随后的说明书阐述，并且，部分地从说明书中变得显而易见，或者通过实施本发明了解。本发明的目的和其他优点可通过在所写的说明书、权利要求书、以及附图中所特别指出的结构来实现和获得。
附图说明
图1为本发明的系统的原理框图；
图2为本发明的方法的步骤流程图；
图3为待定基点的获取示意图；
图4为产气范围以及排气范围的获取示意图；
图5为检测路径中子路径的获取示意图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1，请参阅图1所示，第一方面，本发明提供一种基于空间分布的实验室环境检测系统，包括基点获取模块、球体确认模块、滑轨体提取模块以及检测设置模块：
基点获取模块用于获取实验室的尺寸数据，基于实验室的尺寸数据获取实验室内的多个待定基点；基点获取模块配置有基点提取策略，基点提取策略包括：获取实验室的场地数据，场地数据包括高度尺寸数据、宽度尺寸数据以及长度尺寸数据；
请参阅图3所示，其中TT1对应的最大的虚线立方体为实验室立方体，TT2为将实验室立方体划分为多个小立方体中的一个，TT2为图3中的实线立方体，TT3为TT2对应的实线立方体的中心点，其中，TT2对应的实线立方体的中心点TT3为实验室立方体内的一个待定基点，建立三维直角坐标系，记为实验室坐标系，基于实验室的场地数据等比例在实验室坐标系内标记实验室对应的区域，记为实验室立方体，其中，实验室坐标系的坐标原点与实验室立方体的任意一个底角的顶点重合；
在具体实施过程中，实验室坐标系中的X轴、Y轴以及Z轴的单位均为米（m）；获取实验室内多个设备的尺寸数据，依次记为设备数据一至设备数据N，N为正整数，且N大于1；基于多个设备数据在实验室内的位置关系以及多个设备数据的尺寸数据在实验室立方体内对多个设备的位置以及多个位置所占的区域进行标记。
基点提取策略还包括：获取实验室立方体在实验室坐标系内所占的体积，记为总体积；获取实验室立方体的长以及宽的最小公因数，记为K；在具体实施过程中，比如在一次检测中检测到实验室立方体的长为4m，实验室立方体的宽为3m，则4和3的最小公因数为1，则K为1m；
在具体实施过程中，将标准块长设置为1m，大多数正整数之间的最小公因数为1，通过将K设置为1可以将实验室立方体划分为多个边长为1m的正方体从而获取待定基点，这会有利于对待定基点的确定，使参数更加规整，当K小于1时说明实验室立方体的长以及宽为非正整数，可以通过将立方体的长以及宽进行平均分割从而将实验室立方体划分为多个小立方体，进而获取多个待定基点。
当K大于等于标准块长时，将实验室立方体的高除以K并向下取整的整数记为K1，将实验室立方体的长除以K并向下取整的整数记为K2，将实验室立方体的宽除以K并向下取整的整数记为K3，将实验室立方体从底部平面至高度为K×K1所在平行平面之间的区域记为基点划分区，使用K1×K2×K3个边长为K的正方体对基点划分区域进行填充，将所有正方体的中心点依次记为待定基点一至待定基点T，其中T等于K1×K2×K3；
基点提取策略还包括：当K小于标准块长时，任选实验室立方体的一个顶点，记为划分顶点，将实验室立方体的长和宽构成的平面记为面一，将实验室立方体的长和高构成的平面记为面二，将实验室立方体的宽和高构成的平面记为面三；
将划分顶点所在的长、宽以及高记为划分边一、划分边二以及划分边三；将划分边一均匀划分为第一标准数量等份，并在每一份的端点处使用与面三平行的平面对实验室立方体进行切割；将划分边二均匀划分为第二标准数量等份，并在每一份的端点处使用与面二平行的平面对实验室立方体进行切割；将划分边三均匀划分为第二标准数量等份，并在每一份的端点处使用与面一平行的平面对实验室立方体进行切割；
在具体实施过程中，将第一标准数量设置为划分边一向下取整的值，比如划分边一为2.3，2.3向下取整为2，则第一标准数量设置为2，将第二标准数量设置为划分边二向下取整的值，比如划分边二为3.3，则第二标准数量设置为3，同理将划分边三均匀划分为3等份；
将切割后得到的实验室立方体内的所有独立的小立方体的中心点依次记为待定基点一至待定基点T；
球体确认模块用于获取实验室立方体内的多个产气装置的产气范围以及多个排气装置的排气范围；球体确认模块配置有产气范围获取策略以及排气范围获取策略；产气范围获取策略包括：获取实验室内多个能够产生气体的装置，记为产气装置，基于实验室立方体中的多个设备的位置数据在实验室立方体中标记每个产气装置的产生气体的位置，记为产气口一至产气口M；
在具体实施过程中，实验室内的多个设备包括实验室内的实验用具、桌椅、以及实验器材，产气装置以及排气装置均被包含于多个设备；
请参阅图4所示，对于产气口一至产气口M中的任意一个产气口M1，获取产气口M1开始产气后标准产气时间内的平均产气速率，记为平均产气速率，获取产气口M1在产气时的气体排出方向，记为产气方向，将平均产气速率乘以L1的值记为产气口M1的产气半径；
在具体实施过程中，平均产气速率的单位为L/min，将L1设置为0.01，将产气半径的单位设置为厘米（cm），比如平均产气速率为700L/min时，通过计算可得产气半径为7cm；
将产气口M1在实验室立方体中沿产气方向的产气半径处的点记为产气口M1的产气范围的中心，以产气范围的中心为球心，产气半径为半径做球，将球记为产气范围M1；
在具体实施过程中，当产气范围包裹的部分区域出现在实验室立方体以外的区域时，获取该产气范围的球心，当该产气范围的球心处于实验室立方体以内时，保留该产气范围，当该产气范围的球心处于实验室立方体以外时，将该产气范围剔除；
获取产气口一至产气口M的所有产气范围，记为产气范围一至产气范围M；
排气范围获取策略包括：获取实验室内多个能够排出气体的装置，记为排气装置，基于实验室立方体中的多个设备的位置数据在实验室立方体中标记每个排气装置的排出气体的位置，记为排气口一至排气口B；
对于排气口一至排气口B中的任意一个排气口B1，获取排气口B1在正常开启时的排气速度，记为排气速率，将排气速率乘以L2的值记为排气口B1的排气半径，以排气口B1为球心，排气半径为半径做球，将球记为排气范围；
在具体实施过程中，排气范围的球心通过排气口的形状进行确定，排气范围的球心为排气口对应的形状的中心点，比如排气口的形状为矩形时，排气范围的球心为排气口对应的矩形的对角线的交点，比如排气口的形状为圆形时，排气范围的球心为排气口对应的圆形的圆心；
在具体实施过程中，将排气速率的单位为L/min，将L2设置为0.005，将排气半径的单位设置为厘米（cm），一般情况下实验室内的通风良好时排气速率一般较大，因此相对于L1，L2的取值应当较小，防止因排气半径较大导致影响检测；
获取排气口一至排气口B的所有排气范围，记为排气范围一至排气范围B；
滑轨体提取模块用于基于多个待定基点、多个排气范围以及多个产气范围设置标准滑轨体；滑轨体提取模块配置有滑轨体获取策略，滑轨体获取策略包括：对于待定基点一至待定基点T中的任意一个待定基点T1，当待定基点T1处于实验室立方体内任意一个设备的内部时，将待定基点T1调整至距离待定基点T1最近的设备外壁处；当待定基点T1不处于实验室立方体内任意一个设备的内部时，保持待定基点T1不变；
在具体实施过程中，对待定基点的调整是为了防止因待定基点在设备的内部导致环境检测装置进行移动时移动路径与设备所在的位置发生冲突。
对于任意一个待定基点T2，获取能够与待定基点T2组成三棱锥且三棱锥的体积最大的三个待定基点，记为待定基点T2的伴生基点；
将待定基点T2与其伴生基点构成的三棱锥记为预设三棱锥T2，将预设三棱锥T2的所有边长与实验室立方体中设备内部重合的部分记为预设三棱锥T2的封禁边。
滑轨体获取策略还包括：获取所有待定基点对应的所有预设三棱锥，将所有预设三棱锥中封禁边的总长度较短的标准参考数量的预设三棱锥记为可选三棱锥一至可选三棱锥R，其中，R等于标准参考数量；
在具体实施过程中，将标准参考数量设置为5，当预设三棱锥的数量小于5时，则选取所有预设三棱锥作为可选三棱锥；
对于任意一个可选三棱锥R1，获取可选三棱锥R1中所有边长穿过排气范围以及产气范围的数量，记为横穿数量，获取可选三棱锥R1的所有边长在所有排气范围以及所有产气范围中的长度，记为横穿长度，将所有排气范围以及所有产气范围的球心距离最近的可选三棱锥R的边的长度依次记为相对距离一至相对距离C，其中，C为排气范围以及产气范围的数量总和，将所有相对距离的和记为相对长度；
在具体实施过程中，比如在一次检测中可选三棱锥R1的六个边与所有排气范围以及所有产气范围重合的总长度为5m，可选三棱锥R1的六个边横穿排气范围以及产气范围的数量为4，所有排气范围以及产气范围的球心向最近的三棱锥R1的边做垂线，得到的相对距离分别为1.1m、0.5m、3m、1.5m以及1.7m，则可选三棱锥R1的横穿长度为5m，横穿数量为4，相对长度为7.8m；
将所有可选三棱锥中横穿数量最多或者横穿长度最大的可选三棱锥记为标准滑轨体，其中，以横穿数量为优选，当横穿数量相同时，将横穿长度最大的可选三棱锥记为标准滑轨体；
当所有可选三棱锥的横穿数量以及横穿长度均为零时，将相对长度最小的可选三棱锥记为标准滑轨体；
检测设置模块用于基于标准滑轨体设置气体检测装置的检测路径以及检测朝向；
检测设置模块配置有检测装置设置策略，检测装置设置策略包括：将标准滑轨体的所有边构成的三棱锥记为气体检测装置的检测路径；
当实验室开始运作时，将气体检测装置沿检测路径进行周期性移动；
在具体实施过程中，气体检测装置的移动可以通过机械臂或架设轨道进行移动，比如将气体检测装置安装于机械臂的一端，设置机械臂的移动路径使气体检测装置能够沿检测路径进行移动；
当气体检测装置开始移动时，实时获取气体检测装置在实验室立方体内的位置，记为检测位置，当检测位置距离任意一个排气范围或产气范围的球心X小于等于标准探测距离时，将气体检测装置的检测朝向调整为正对球心X，当检测位置距离球心X的距离大于标准探测距离时，将气体检测装置的检测朝向恢复为默认，其中，朝向产气范围的球心的优先级大于朝向排气范围的球心；
在具体实施过程中，标准探测距离可根据实际情况中的实验室场地大小以及检测路径与产气范围以及排气范围的实际距离进行调整，在本实施例中，将标准探测距离设置为0.5m。
实施例2
请参阅图2所示，第二方面，本发明提供一种基于空间分布的实验室环境检测方法，其特征在于，包括：
步骤S1，获取实验室的尺寸数据，基于实验室的尺寸数据获取实验室内的多个待定基点；
步骤S1包括如下子步骤：
步骤S101，获取实验室的场地数据，场地数据包括高度尺寸数据、宽度尺寸数据以及长度尺寸数据；
建立三维直角坐标系，记为实验室坐标系，基于实验室的场地数据等比例在实验室坐标系内标记实验室对应的区域，记为实验室立方体，其中，实验室坐标系的坐标原点与实验室立方体的任意一个底角的顶点重合；
步骤S102，获取实验室内多个设备的尺寸数据，依次记为设备数据一至设备数据N，N为正整数，且N大于1；
基于多个设备数据在实验室内的位置关系以及多个设备数据的尺寸数据在实验室立方体内对多个设备的位置以及多个位置所占的区域进行标记。
步骤S1还包括：
步骤S103，获取实验室立方体在实验室坐标系内所占的体积，记为总体积；
获取实验室立方体的长以及宽的最小公因数，记为K；
当K大于等于标准块长时，将实验室立方体的高除以K并向下取整的整数记为K1，将实验室立方体的长除以K并向下取整的整数记为K2，将实验室立方体的宽除以K并向下取整的整数记为K3，将实验室立方体从底部平面至高度为K×K1所在平行平面之间的区域记为基点划分区，使用K1×K2×K3个边长为K的正方体对基点划分区域进行填充，将所有正方体的中心点依次记为待定基点一至待定基点T，其中T等于K1×K2×K3；
步骤S1还包括：
步骤S104，当K小于标准块长时，任选实验室立方体的一个顶点，记为划分顶点，将实验室立方体的长和宽构成的平面记为面一，将实验室立方体的长和高构成的平面记为面二，将实验室立方体的宽和高构成的平面记为面三；
将划分顶点所在的长、宽以及高记为划分边一、划分边二以及划分边三；将划分边一均匀划分为第一标准数量等份，并在每一份的端点处使用与面三平行的平面对实验室立方体进行切割；将划分边二均匀划分为第二标准数量等份，并在每一份的端点处使用与面二平行的平面对实验室立方体进行切割；将划分边三均匀划分为第二标准数量等份，并在每一份的端点处使用与面一平行的平面对实验室立方体进行切割；
将切割后得到的实验室立方体内的所有独立的小立方体的中心点依次记为待定基点一至待定基点T；
步骤S2，获取实验室立方体内的多个产气装置的产气范围以及多个排气装置的排气范围；
步骤S2包括如下子步骤：
步骤S201，获取实验室内多个能够产生气体的装置，记为产气装置，基于实验室立方体中的多个设备的位置数据在实验室立方体中标记每个产气装置的产生气体的位置，记为产气口一至产气口M；
对于产气口一至产气口M中的任意一个产气口M1，获取产气口M1开始产气后标准产气时间内的平均产气速率，记为平均产气速率，获取产气口M1在产气时的气体排出方向，记为产气方向，将平均产气速率乘以L1的值记为产气口M1的产气半径；
将产气口M1在实验室立方体中沿产气方向的产气半径处的点记为产气口M1的产气范围的中心，以产气范围的中心为球心，产气半径为半径做球，将球记为产气范围M1；
获取产气口一至产气口M的所有产气范围，记为产气范围一至产气范围M；
步骤S202，获取实验室内多个能够排出气体的装置，记为排气装置，基于实验室立方体中的多个设备的位置数据在实验室立方体中标记每个排气装置的排出气体的位置，记为排气口一至排气口B；
对于排气口一至排气口B中的任意一个排气口B1，获取排气口B1在正常开启时的排气速度，记为排气速率，将排气速率乘以L2的值记为排气口B1的排气半径，以排气口B1为球心，排气半径为半径做球，将球记为排气范围；
获取排气口一至排气口B的所有排气范围，记为排气范围一至排气范围B；
步骤S3，基于多个待定基点、多个排气范围以及多个产气范围设置标准滑轨体；
步骤S3包括如下子步骤：
步骤S301，对于待定基点一至待定基点T中的任意一个待定基点T1，当待定基点T1处于实验室立方体内任意一个设备的内部时，将待定基点T1调整至距离待定基点T1最近的设备外壁处；当待定基点T1不处于实验室立方体内任意一个设备的内部时，保持待定基点T1不变；
步骤S302，对于任意一个待定基点T2，获取能够与待定基点T2组成三棱锥且三棱锥的体积最大的三个待定基点，记为待定基点T2的伴生基点；
将待定基点T2与伴生基点构成的三棱锥记为预设三棱锥T2，将预设三棱锥T2的所有边长与实验室立方体中设备内部重合的部分记为预设三棱锥T2的封禁边。
步骤S3还包括如下子步骤：
步骤S303，获取所有待定基点对应的所有预设三棱锥，将所有预设三棱锥中封禁边的总长度较短的标准参考数量的预设三棱锥记为可选三棱锥一至可选三棱锥R，其中，R等于标准参考数量；
步骤S304，对于任意一个可选三棱锥R1，获取可选三棱锥R1中所有边长穿过排气范围以及产气范围的数量，记为横穿数量，获取可选三棱锥R1的所有边长在所有排气范围以及所有产气范围中的长度，记为横穿长度，将所有排气范围以及所有产气范围的球心距离最近的可选三棱锥R的边的长度依次记为相对距离一至相对距离C，其中，C为排气范围以及产气范围的数量总和，将所有相对距离的和记为相对长度；
将所有可选三棱锥中横穿数量最多或者横穿长度最大的可选三棱锥记为标准滑轨体，其中，以横穿数量为优选，当横穿数量相同时，将横穿长度最大的可选三棱锥记为标准滑轨体；
当所有可选三棱锥的横穿数量以及横穿长度均为零时，将相对长度最小的可选三棱锥记为标准滑轨体；
步骤S4，基于标准滑轨体设置气体检测装置的检测路径以及检测朝向；
步骤S4包括如下子步骤：
步骤S401，将标准滑轨体的所有边构成的三棱锥记为气体检测装置的检测路径；
步骤S402，当实验室开始运作时，将气体检测装置沿检测路径进行周期性移动；
步骤S4还包括如下子步骤：
步骤S403，当气体检测装置开始移动时，实时获取气体检测装置在实验室立方体内的位置，记为检测位置，当检测位置距离任意一个排气范围或产气范围的球心X小于等于标准探测距离时，将气体检测装置的检测朝向调整为正对球心X，当检测位置距离球心X的距离大于标准探测距离时，将气体检测装置的检测朝向恢复为默认，其中，朝向产气范围的球心的优先级大于朝向排气范围的球心。
实施例3
第三方面，本实施例与实施例1的区别在于，在检测设置模块的检测装置设置策略中，对于气体检测装置移动至封禁边时的处理方式，本实施例提出以下方法；
获取封禁边的数量，记为G，当G为标准区域数量时，每当气体检测装置移动至封禁边边缘时，将气体检测装置沿检测路径反方向进行移动；
当G大于标准区域数量时，获取检测路径中被多个封禁边分割后得到的多个路径，依次记为子路径1至子路径G1，在每个子路径中设置一个气体检测装置并在对应的子路径中进行周期性移动，每当任意一个子路径中的气体检测装置移动至封禁边边缘时，将气体检测装置沿检测路径反方向进行移动；
请参阅图5所示，图5中的多个多边形区域为实验室立方体中多个设备的平面视图；其中，GG1为标准滑轨体的所有边构成的三棱锥，GG2、GG3以及GG4为封禁边，GG5以及GG6为子路径，其中，G为3，标准区域数量为1；
当G小于标准区域数量时，不进行调整；
在具体实施过程中，将标准区域数量设置为1，将G为1时，可直接改变一个气体检测装置的方向并继续完成气体检测，当G大于1时，应当增加气体检测装置的数量使气体检测顺利进行。
在本发明的上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述的部分，可以参见其他实施例的相关描述。
本领域内的技术人员应明白，本发明的实施例可提供为方法、系统或计算机程序产品。因此，本发明可采用完全硬件实施例、完全软件实施例或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本发明可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质上实施的计算机程序产品的形式。其中，存储介质可以由任何类型的易失性或非易失性存储设备或者它们的组合实现，如静态随机存取存储器（Static Random AccessMemory，简称SRAM），电可擦除可编程只读存储器（Electrically Erasable ProgrammableRead-Only Memory，简称EEPROM），可擦除可编程只读存储器（Erasable ProgrammableRead Only Memory，简称EPROM），可编程只读存储器（Programmable Red-Only Memory，简称PROM），只读存储器（Read-OnlyMemory，简称ROM），磁存储器，快闪存储器，磁盘或光盘。这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和／或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
在本发明所提供的实施例中，应该理解到，所揭露装置和方法，可以通过其他的方式实现。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述单元的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式，又例如，多个单元或组件可以结合或者可以集成到另一个系统，或一些特征可以忽略，或不执行。另一点，所显示或讨论的相互之间的耦合或直接耦合或通信连接可以是通过一些通信接口，装置或单元的间接耦合或通信连接，可以是电性，机械或其他的形式。
Claims (8)
1.一种基于空间分布的实验室环境检测方法，其特征在于，包括：
获取实验室的尺寸数据，基于实验室的尺寸数据获取实验室内的多个待定基点；
获取实验室立方体内的多个产气装置的产气范围以及多个排气装置的排气范围；
基于所述多个待定基点、所述多个排气范围以及所述多个产气范围设置标准滑轨体；多个待定基点包括待定基点一至待定基点T，对于待定基点一至待定基点T中的任意一个待定基点T1，当待定基点T1处于实验室立方体内任意一个设备的内部时，将待定基点T1调整至距离待定基点T1最近的设备外壁处；当待定基点T1不处于实验室立方体内任意一个设备的内部时，保持待定基点T1不变；
对于任意一个待定基点T2，获取能够与待定基点T2组成三棱锥且三棱锥的体积最大的三个待定基点，记为待定基点T2的伴生基点；
将待定基点T2与伴生基点构成的三棱锥记为预设三棱锥T2，将预设三棱锥T2的所有边长与实验室立方体中设备内部重合的部分记为预设三棱锥T2的封禁边；
获取所有待定基点对应的所有预设三棱锥，将所有预设三棱锥中封禁边的总长度较短的标准参考数量的预设三棱锥记为可选三棱锥一至可选三棱锥R，其中，R等于标准参考数量；
对于任意一个可选三棱锥R1，获取可选三棱锥R1中所有边长穿过排气范围以及产气范围的数量，记为横穿数量，获取可选三棱锥R1的所有边长在所有排气范围以及所有产气范围中的长度，记为横穿长度，将所有排气范围以及所有产气范围的球心距离最近的可选三棱锥R的边的长度依次记为相对距离一至相对距离C，其中，C为排气范围以及产气范围的数量总和，将所有相对距离的和记为相对长度；
将所有可选三棱锥中横穿数量最多或者横穿长度最大的可选三棱锥记为标准滑轨体；其中，当横穿数量相同时，将横穿长度最大的可选三棱锥记为标准滑轨体；
当所有可选三棱锥的横穿数量以及横穿长度均为零时，将相对长度最小的可选三棱锥记为标准滑轨体；
基于所述标准滑轨体设置气体检测装置的检测路径以及检测朝向。
2.根据权利要求1所述的一种基于空间分布的实验室环境检测方法，其特征在于，所述获取实验室的尺寸数据，基于实验室的尺寸数据获取实验室内的多个待定基点包括：
获取实验室的场地数据，场地数据包括高度尺寸数据、宽度尺寸数据以及长度尺寸数据；
建立三维直角坐标系，记为实验室坐标系，基于实验室的场地数据等比例在实验室坐标系内标记实验室对应的区域，记为实验室立方体，其中，实验室坐标系的坐标原点与实验室立方体的任意一个底角的顶点重合；
获取实验室内多个设备的尺寸数据，依次记为设备数据一至设备数据N，N为正整数，且N大于1；
基于多个设备数据在实验室内的位置关系以及多个设备数据的尺寸数据在实验室立方体内对多个设备的位置以及多个位置所占的区域进行标记。
3.根据权利要求2所述的一种基于空间分布的实验室环境检测方法，其特征在于，获取实验室的尺寸数据，基于实验室的尺寸数据获取实验室内的多个待定基点还包括：
获取实验室立方体在实验室坐标系内所占的体积，记为总体积；
获取实验室立方体的长以及宽的最小公因数，记为K；
当K大于等于标准块长时，将实验室立方体的高除以K并向下取整的整数记为K1，将实验室立方体的长除以K并向下取整的整数记为K2，将实验室立方体的宽除以K并向下取整的整数记为K3，将实验室立方体从底部平面至高度为K×K1所在平行平面之间的区域记为基点划分区，使用K1×K2×K3个边长为K的正方体对基点划分区域进行填充，将所有正方体的中心点依次记为待定基点一至待定基点T，其中T等于K1×K2×K3。
4.根据权利要求3所述的一种基于空间分布的实验室环境检测方法，其特征在于，获取实验室的尺寸数据，基于实验室的尺寸数据获取实验室内的多个待定基点还包括：
当K小于标准块长时，任选实验室立方体的一个顶点，记为划分顶点，将实验室立方体的长和宽构成的平面记为面一，将实验室立方体的长和高构成的平面记为面二，将实验室立方体的宽和高构成的平面记为面三；
将划分顶点所在的长、宽以及高分别记为划分边一、划分边二以及划分边三；将划分边一均匀划分为第一标准数量等份，并在每一份的端点处使用与面三平行的平面对实验室立方体进行切割；将划分边二均匀划分为第二标准数量等份，并在每一份的端点处使用与面二平行的平面对实验室立方体进行切割；将划分边三均匀划分为第二标准数量等份，并在每一份的端点处使用与面一平行的平面对实验室立方体进行切割；
将切割后得到的实验室立方体内的所有独立的小立方体的中心点依次记为待定基点一至待定基点T。
5.根据权利要求4所述的一种基于空间分布的实验室环境检测方法，其特征在于，获取实验室立方体内的多个产气装置的产气范围以及多个排气装置的排气范围包括：
获取实验室内多个能够产生气体的装置，记为产气装置，基于实验室立方体中的多个设备的位置数据在实验室立方体中标记每个产气装置的产生气体的位置，记为产气口一至产气口M；
对于产气口一至产气口M中的任意一个产气口M1，获取产气口M1开始产气后标准产气时间内的平均产气速率，记为平均产气速率，获取产气口M1在产气时的气体排出方向，记为产气方向，将平均产气速率乘以L1的值记为产气口M1的产气半径；
将产气口M1在实验室立方体中沿产气方向的产气半径处的点记为产气口M1的产气范围的中心，以产气范围的中心为球心，产气半径为半径做球，将球记为产气范围M1；
获取产气口一至产气口M分别对应的所有产气范围，记为产气范围一至产气范围M；
获取实验室内多个能够排出气体的装置，记为排气装置，基于实验室立方体中的多个设备的位置数据在实验室立方体中标记每个排气装置的排出气体的位置，记为排气口一至排气口B；
对于排气口一至排气口B中的任意一个排气口B1，获取排气口B1在正常开启时的排气速度，记为排气速率，将排气速率乘以L2的值记为排气口B1的排气半径，以排气口B1为球心，排气半径为半径做球，将球记为排气范围；
获取排气口一至排气口B分别对应的所有排气范围，记为排气范围一至排气范围B。
6.根据权利要求5所述的一种基于空间分布的实验室环境检测方法，其特征在于，基于标准滑轨体设置气体检测装置的检测路径以及检测朝向包括：
将标准滑轨体的所有边构成的三棱锥记为气体检测装置的检测路径；
当实验室开始运作时，将气体检测装置沿检测路径进行周期性移动。
7.根据权利要求6所述的一种基于空间分布的实验室环境检测方法，其特征在于，基于标准滑轨体设置气体检测装置的检测路径以及检测朝向还包括：
当气体检测装置开始移动时，实时获取气体检测装置在实验室立方体内的位置，记为检测位置，当检测位置距离任意一个排气范围或产气范围的球心X小于等于标准探测距离时，将气体检测装置的检测朝向调整为正对球心X，当检测位置距离球心X的距离大于标准探测距离时，将气体检测装置的检测朝向恢复为默认，其中，朝向产气范围的球心的优先级大于朝向排气范围的球心。
8.适用于权利要求1-7任意一项所述的一种基于空间分布的实验室环境检测方法的系统，其特征在于，包括基点获取模块、球体确认模块、滑轨体提取模块以及检测设置模块：
所述基点获取模块用于获取实验室的尺寸数据，基于实验室的尺寸数据获取实验室内的多个待定基点；
所述球体确认模块用于获取实验室立方体内的多个产气装置的产气范围以及多个排气装置的排气范围；
所述滑轨体提取模块用于基于多个待定基点、多个排气范围以及多个产气范围设置标准滑轨体；
所述检测设置模块用于基于标准滑轨体设置气体检测装置的检测路径以及检测朝向。
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