基于VR的交互式教学模拟训练方法及训练系统与流程

本发明涉及vr领域，具体是基于vr的交互式教学模拟训练方法及训练系统。

背景技术：

1、在医学教育与培训领域，传统的教学方法主要依赖于实物标本、二维图像资料、文本教材以及实际的临床实践。这些方法在传授医学基础知识和基本技能方面发挥了重要作用，但存在一些固有的局限性。例如，实物标本和二维图像难以全面展示人体结构的复杂性和动态变化，文本教材则缺乏直观性和互动性，而实际临床实践则受到场地、设备、师资及患者安全等多重因素的限制。

2、近年来，随着虚拟现实（vr）技术的快速发展，其在医学教育中的应用逐渐崭露头角。vr技术通过创建三维虚拟环境，为医学生提供了一种全新的学习体验。学生可以在虚拟环境中进行交互式学习，观察、操作和探索人体结构及其功能，从而加深对医学知识的理解和掌握。

3、尽管vr技术在医学教育中展现出巨大的潜力，但现有的vr医学教学系统仍存在一些不足之处。首先，部分系统的模型精度和逼真度不足，难以准确还原真实的人体结构和生理过程。其次，交互性和动态性有待提升，学生往往只能进行简单的观察和操作，而无法体验到真实的医疗场景和急救过程。此外，现有的vr医学教学系统往往缺乏个性化的学习建议和反馈机制，无法根据学生的实际情况和学习进度提供有针对性的指导。

技术实现思路

1、本发明的目的在于克服现有技术的不足，提供基于vr的交互式教学模拟训练方法，包括如下步骤：

2、步骤一，通过数据采集装置获取教学模拟目标的原始数据，云端数据服务器根据教学模拟目标的原始数据的信息生成原始数据状态信息，并将原始数据状态信息与教学模拟目标的原始数据关联存储到模拟目标容器；

3、步骤二，模拟目标容器根据教学模拟目标的原始数据，生成教学模拟目标vr模型，并对教学模拟目标vr模型进行分割，得到教学模拟目标vr模型组合单元序列；

4、步骤三，根据教学模拟目标vr模型组合单元序列，模拟目标容器生成教学模拟目标vr模型交互容器序列，并将教学模拟目标vr模型组合单元发送到对应的教学模拟目标vr模型交互容器；

5、步骤四，模拟目标容器生成模拟容器，模拟客户端模块发送模拟指令到模拟容器，模拟容器与所述的模拟客户端连接，模拟容器获取模拟客户端模拟指令中的模拟类型，若为顺序模拟，则进入步骤五，若为混合模拟，则进入步骤六；

6、步骤五，模拟容器将连接的模拟客户端，设为独占模拟客户端，模拟容器接收独占客户端的模拟指令，根据独占客户端的模拟指令和教学模拟目标vr模型交互容器序列，在模拟容器进行模拟训练，直到独占客户端发出退出指令，模拟容器与独占客户端断开连接，进入步骤七；

7、步骤六，模拟容器将连接的模拟客户端，设为主模拟客户端，模拟容器根据主模拟客户端的模拟指令中的从模拟客户端数量，连接从模拟客户端，根据模拟指令中的从模拟客户端的教学模拟目标vr模型组合单元信息，将对应的教学模拟目标vr模型交互容器与连接的模拟客户端连接，各个模拟客户端根据连接的教学模拟目标vr模型交互容器序列，进行混合模拟训练，直到主模拟客户端发出退出指令，所有连接的模拟容器与独占客户端断开连接，进入步骤七；

8、步骤七，完成交互式教学模拟训练。

9、进一步的，所述的模拟目标容器根据教学模拟目标的原始数据，生成教学模拟目标vr模型，并对教学模拟目标vr模型进行分割，得到教学模拟目标vr模型组合单元序列，包括：

10、模拟目标容器根据教学模拟目标的原始数据，生成教学模拟目标vr模型，将得到的教学模拟目标vr模型，进行分割，得到多个教学模拟目标vr模型组合单元，根据分割顺序，得到教学模拟目标vr模型组合单元序列。

11、进一步的，所述的根据教学模拟目标vr模型组合单元序列，模拟目标容器生成教学模拟目标vr模型交互容器序列，并将教学模拟目标vr模型组合单元发送到对应的教学模拟目标vr模型交互容器，包括：

12、模拟目标容器根据教学模拟目标vr模型组合单元序列，生成与教学模拟目标vr模型组合单元序列对应的教学模拟目标vr模型交互容器序列，将教学模拟目标vr模型组合单元数据发送到对应的教学模拟目标vr模型交互容器。

13、进一步的，所述的根据独占客户端的模拟指令和教学模拟目标vr模型交互容器序列，在模拟容器进行模拟训练，包括：

14、模拟容器根据独占客户端的模拟指令中的教学模拟目标vr模型组合单元信息，将对应的教学模拟目标vr模型交互容器连接到独占客户端，独占客户端通过模拟指令中的交互指令对教学模拟目标vr模型交互容器中的教学模拟目标vr模型组合单元进行交互，完成模拟训练。

15、进一步的，所述的各个模拟客户端根据连接的教学模拟目标vr模型交互容器序列，进行混合模拟训练，包括：

16、各个模拟客户端中的从模拟客户端，通过模拟指令中的交互指令对连接的教学模拟目标vr模型交互容器中的教学模拟目标vr模型组合单元进行交互，完成模拟训练，并发送完成指令到主模拟客户端，当主模拟客户端接收到所有的从模拟客户端发送的完成指令，则完成混合模拟训练。

17、进一步的，所述的交互指令包括数据修改指令、缩放指令、移动和翻转指令。

18、基于vr的交互式教学模拟训练系统，应用所述的基于vr的交互式教学模拟训练方法，包括云端数据库、模拟客户端模块、数据采集装置、通信模块和数据处理模块；

19、所述的模拟客户端模块、数据采集装置、通信模块分别与所述的数据处理模块连接，所述的云端数据库与所述的通信模块通信连接。

20、本发明的有益效果是：通过高精度的人体结构和器官模型，结合丰富的交互操作功能，该系统能够为学生提供沉浸式的学习体验。

21、基于vr的交互式医学教学模拟训练系统可以模拟各种医疗场景和急救过程，无需真实的设备和患者，大大降低了教学成本和风险。同时，系统还可以根据教学需求进行灵活调整，满足不同学生的学习需求。

1.基于vr的交互式教学模拟训练方法，其特征在于，包括如下步骤：

2.根据权利要求1所述的基于vr的交互式教学模拟训练方法，其特征在于，所述的模拟目标容器根据教学模拟目标的原始数据，生成教学模拟目标vr模型，并对教学模拟目标vr模型进行分割，得到教学模拟目标vr模型组合单元序列，包括：

3.根据权利要求2所述的基于vr的交互式教学模拟训练方法，其特征在于，所述的根据教学模拟目标vr模型组合单元序列，模拟目标容器生成教学模拟目标vr模型交互容器序列，并将教学模拟目标vr模型组合单元发送到对应的教学模拟目标vr模型交互容器，包括：

4.根据权利要求3所述的基于vr的交互式教学模拟训练方法，其特征在于，所述的根据独占客户端的模拟指令和教学模拟目标vr模型交互容器序列，在模拟容器进行模拟训练，包括：

5.根据权利要求3所述的基于vr的交互式教学模拟训练方法，其特征在于，所述的各个模拟客户端根据连接的教学模拟目标vr模型交互容器序列，进行混合模拟训练，包括：

6.根据权利要求4或5所述的基于vr的交互式教学模拟训练方法，其特征在于，所述的交互指令包括数据修改指令、缩放指令、移动和翻转指令。

7.基于vr的交互式教学模拟训练系统，其特征在于，应用权利要求1-6任一所述的基于vr的交互式教学模拟训练方法，包括云端数据库、模拟客户端模块、数据采集装置、通信模块和数据处理模块；