[發明專利]用于創建并利用高視覺縱橫比虛擬環境的系統和方法

無效

• 申請號: 201380021719.7
• 申請日: 2013-04-24
• 公開（公告）號: CN104246797A
• 公開（公告）日: 2014-12-24
• 發明（設計）人: M·J·瑪庫拉;G·L·科尼亞;J·科德;S·J·瓦斯;M·W·小泰勒
• 申請（專利權）人: 寶潔公司
• 主分類號: G06N3/00
• 分類號: G06N3/00;G06T17/00;G06T19/00
• 代理公司: 上海專利商標事務所有限公司 31100
• 代理人: 張欣

技術領域

本專利申請整體涉及創建并利用高視覺縱橫比虛擬環境。具體地，本專利申請涉及創建并利用制造設施和設備的高視覺縱橫比虛擬環境以便能夠進行建設、規劃、設計、游覽、管理等。

背景技術

在許多行業內，出于培訓、審計、項目作業、設備安裝、銷售宣傳等目的，常見的做法是讓工作者親身參觀不同的場所。例如，在制造行業中，相當常見的做法是讓某個具體公司的工程師們旅行到他們自己公司的制造場所以及旅行到商業合伙人的制造場所。進行這種旅行的一個主要原因是要親自看一看制造設備。許多工程師在回到他們自己的場所之前將參觀某個場所以采集信息。該信息可包括制造工廠或設備的照片、測量、機器儀表讀數等。這是一種昂貴的、低效且緩慢的采集信息的方法。例如，工程師可旅行到某個場所以拍攝一系列的二維(2D)照片從而記錄設備的細節和信息。但2D照片，甚至一系列2D照片，既非交互式的也不易于仔細地導航。雖然所述2D照片對于所述工程師(現在已回家，他曾去過所述場所并拍攝了這些照片)來講可充當良好的提示物，但難以讓未曾去過所述場所的另一個工程師理解或領會工廠的布局、設備細節等。這種利用2D照片的單層細節的工作方法遠遠比不上親臨現場的多層細節的工作方法。此外，隨著市場競爭越來越激烈并且個人和公司持續地試圖降低成本，這種信息采集方法并非總是實用的。因此，需要快速地采集遠程信息而不招致親身旅行所需的所有花費。此外，還需要快速且容易地采集這種遠程信息。也期望具有一種用戶友好型虛擬系統，所述虛擬系統使得用戶能夠采集關于某個設施的宏觀細節的多層細節的信息(例如，某個設施及其中的設備的布局)并且也能夠采集關于某個設施或某件設備的微觀細節的信息(例如，某件具體設備上的表盤)。

三維(3D)空間模擬主要是用計算機輔助設計(CAD)軟件來構建的。這些模擬可用于許多不同的應用，例如一般的可視化、房地產、視頻游戲、操作規劃等。由于是基于CAD的，因此物體必須以CAD格式生成，這對于非常復雜的系統和建筑來講可能很費時、昂貴且難以進行。當所述環境內的事物發生改變時，需要進行大量的返工。使用基于CAD的模擬系統所需的花費可與實際親身旅行所需的花費一樣多或甚至多于實際親身旅行所需的花費。

另外，模擬通常依賴于定位特征比如全球定位系統、標記物、遙測技術、3D跟蹤裝置、方位傳感器等。這些特征可為初始物理環境的一部分或它們可被適當地放置在其中。然后可基于由定位特征收集的累積信息來創建環境的3D模型。該方法的缺點是，其特別費時，需要許多設備，并且難以更新和保持符合當前情況。

另一種產生3D模擬的方法是通過使用全景相機，所述全景相機從單一點提供360°視覺信息。該方法需要諸如全景鏡頭之類的設備和復雜的軟件。這允許用戶模擬站立在一個位置并轉身360°以觀察他周圍的環境。然而，該類型的模擬不提供多方向的行走、轉身和縮放功能性。作為另外一種選擇，對竣工設備和安裝物進行激光掃描是可能的。雖然對于復雜系統來講，激光掃描常常比創建全3D?CAD模型便宜且快速，但激光掃描相比于數字攝影仍然相對緩慢且昂貴。此外，這些現有系統也不能足夠地提供同時對高水平細節和低水平細節的觸及。因此，有利的是提供一種用于創建并利用高視覺縱橫比虛擬環境的系統和方法。

需要一種能夠快速地、容易地且廉價地創建并更新的虛擬環境。需要一種可被容易地導航并提供多方向的行走、轉身、和縮放功能性的虛擬環境。需要一種同時提供低細節和高細節的虛擬環境。

這些均是本發明的目標；本文所述的實施例可實現這些目標的各種組合。某個具體實施例可但非必需地實施每一目標。

發明內容一種用于制造工廠的建設、規劃、設計、游覽、和/或管理的交互式虛擬方法，所述方法包括：向用戶提供第一交互式虛擬環境，所述虛擬環境包括設施信息以及設備信息；提出關于設備、設施、或它們的組合的問題；以及導航虛擬環境以獲得對所提出的問題的回答；其中所述方法為基于計算機的虛擬環境，所述虛擬環境包括高視覺縱橫比，并且其中所述方法不利用計算機輔助設計。

另外，本發明還涉及一種用于創建高視覺縱橫比虛擬游覽的方法，所述方法包括：收集低細節區域的多個第一圖像；收集高細節區域的多個第二圖像；將所述多個第一圖像縫接在一起以創建多個第一球面格式圖像；將所述多個第二圖像縫接在一起以創建多個第二球面格式圖像；將第一球面格式圖像與第二球面格式圖像組合起來以創建高視覺縱橫比虛擬游覽；以及將所述游覽發布到基于顯示器的輸入/輸出單元以使得用戶能夠訪問所述游覽。

附圖說明