[發(fā)明專利]基于AR的書上化學(xué)實驗方法和系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 201811214946.2
• 申請日: 2018-10-18
• 公開（公告）號: CN109215402B
• 公開（公告）日: 2020-09-15
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 戴恩波;劉道兵;唐凱寧;翟海波;黃義升
• 申請（專利權(quán)）人: 廣州嘉影軟件有限公司
• 主分類號: G09B5/02
• 分類號: G09B5/02;G09B23/24
• 代理公司: 佛山幫專知識產(chǎn)權(quán)代理事務(wù)所(普通合伙) 44387
• 代理人: 顏春艷

1.一種基于AR的書上化學(xué)實驗方法，其特征在于，包括：

步驟10，預(yù)先完成可被掃描識別的化學(xué)書的定制，化學(xué)書中包括實驗裝置插圖、實驗器材插圖、實驗藥劑插圖和配套的實驗器材卡片；

步驟11，通過AR設(shè)備對化學(xué)書進行掃描識別確定待進行的化學(xué)實驗內(nèi)容并加載相應(yīng)的實驗裝置模型；

步驟12，在實驗準備階段，通過圖像識別用戶選擇的實驗器材插圖確定實驗裝置模型缺少的部分實驗器材，通過圖像識別實驗藥劑插圖確定實驗裝置模型缺少的部分實驗藥劑；

步驟13，在實驗階段，通過AR設(shè)備顯示藥劑混合場景，提示設(shè)置器材狀態(tài)并通過圖像識別實驗器材卡片設(shè)置器材，依據(jù)實驗器材的設(shè)置和藥劑混合場景顯示化學(xué)實驗現(xiàn)象場景，并根據(jù)錯誤的化學(xué)實驗現(xiàn)象給予分析和錯誤反饋；

其中，步驟12具體包括以下子步驟：

步驟121，在實驗準備階段，提示選擇實驗裝置模型缺少的部分實驗器材并通過圖像識別獲取實驗器材插圖；

步驟122，通過AR設(shè)備顯示與實驗器材插圖形成映射關(guān)系的器材選擇界面并接收用戶的選擇，確定實驗器材的名稱、器材的放置情況和容器形態(tài)參數(shù)；

步驟123，提示選擇實驗裝置模型缺少的部分實驗藥劑并通過圖像識別獲取實驗藥劑插圖；

步驟124，通過AR設(shè)備顯示與實驗藥劑插圖形成映射關(guān)系的藥劑選擇界面并接收用戶的選擇，確定實驗藥劑的名稱和實驗藥劑的參數(shù)。

2.如權(quán)利要求1所述基于AR的書上化學(xué)實驗方法，其特征在于，步驟13包括：

步驟131，在實驗階段，通過AR設(shè)備顯示藥劑混合場景；

步驟132，提示設(shè)置器材狀態(tài)，通過圖像識別實驗器材卡片生成坐標(biāo)系，并根據(jù)實驗器材卡片的移動完成對實驗器材包括器材的位置移動、旋轉(zhuǎn)、使用及撤離在內(nèi)的操作，返回坐標(biāo)參數(shù)并根據(jù)坐標(biāo)參數(shù)判斷實驗正常運行或錯誤；

步驟133，依據(jù)實驗器材的設(shè)置和藥劑混合場景顯示化學(xué)實驗現(xiàn)象場景；

步驟134，根據(jù)錯誤的化學(xué)實驗現(xiàn)象給予分析和錯誤反饋。

3.如權(quán)利要求2所述基于AR的書上化學(xué)實驗方法，其特征在于，步驟121包括：在實驗準備階段，提示選擇實驗裝置模型缺少的部分實驗器材時，開啟對實驗器材插圖的識別，關(guān)閉對除實驗器材插圖之外的其他插圖的識別，再通過圖像識別獲取實驗器材插圖；

步驟123包括：提示選擇實驗裝置模型缺少的部分實驗藥劑時，開啟對實驗藥劑插圖的識別，關(guān)閉對除實驗藥劑插圖之外的其他插圖的識別，再通過圖像識別獲取實驗藥劑插圖；

步驟132包括：提示設(shè)置器材狀態(tài)時，開啟對實驗器材卡片的識別，并關(guān)閉對除實驗器材卡片之外的其他插圖的識別，再通過圖像識別實驗器材卡片生成坐標(biāo)系，并根據(jù)實驗器材卡片的移動完成對實驗器材包括器材的位置移動、旋轉(zhuǎn)、使用及撤離在內(nèi)的操作，返回坐標(biāo)參數(shù)并根據(jù)坐標(biāo)參數(shù)判斷實驗正常運行或錯誤。

4.一種基于AR的書上化學(xué)實驗系統(tǒng)，其特征在于，包括：

定制模塊，用于預(yù)先完成可被掃描識別的化學(xué)書的定制，化學(xué)書中包括實驗裝置插圖、實驗器材插圖、實驗藥劑插圖和配套的實驗器材卡片；

加載模塊，用于通過AR設(shè)備對化學(xué)書進行掃描識別確定待進行的化學(xué)實驗內(nèi)容并加載相應(yīng)的實驗裝置模型；

準備模塊，用于在實驗準備階段，通過圖像識別用戶選擇的實驗器材插圖確定實驗裝置模型缺少的部分實驗器材，通過圖像識別實驗藥劑插圖確定實驗裝置模型缺少的部分實驗藥劑；

實驗?zāi)K，用于在實驗階段，通過AR設(shè)備顯示藥劑混合場景，提示設(shè)置器材狀態(tài)并通過圖像識別實驗器材卡片設(shè)置器材，依據(jù)實驗器材的設(shè)置和藥劑混合場景顯示化學(xué)實驗現(xiàn)象場景，并根據(jù)錯誤的化學(xué)實驗現(xiàn)象給予分析和錯誤反饋；

其中，準備模塊包括：

器材識別單元，用于在實驗準備階段，提示選擇實驗裝置模型缺少的部分實驗器材并通過圖像識別獲取實驗器材插圖；

器材確定單元，用于通過AR設(shè)備顯示與實驗器材插圖形成映射關(guān)系的器材選擇界面并接收用戶的選擇，確定實驗器材的名稱、器材的放置情況和容器形態(tài)參數(shù)；

藥劑識別單元，用于提示選擇實驗裝置模型缺少的部分實驗藥劑并通過圖像識別獲取實驗藥劑插圖；

藥劑確定單元，用于通過AR設(shè)備顯示與實驗藥劑插圖形成映射關(guān)系的藥劑選擇界面并接收用戶的選擇，確定實驗藥劑的名稱和實驗藥劑的參數(shù)。