[發(fā)明專利]一種實(shí)時(shí)構(gòu)建實(shí)訓(xùn)數(shù)字孿生模型的方法

在審

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202010174216.5
• 申請(qǐng)日: 2020-03-13
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN111369670A
• 公開(kāi)（公告）日: 2020-07-03
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 羅軍;張?bào)沅?/a>;楊卓
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 江西科駿實(shí)業(yè)有限公司
• 主分類號(hào): G06T17/00
• 分類號(hào): G06T17/00;G06T15/00;G06T15/04;G06T7/55;G06T7/162
• 代理公司: 北京凱特來(lái)知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11260
• 代理人: 鄭立明;韓珂

本發(fā)明公開(kāi)了一種實(shí)時(shí)構(gòu)建實(shí)訓(xùn)數(shù)字孿生模型的方法，包括：通過(guò)通用型移動(dòng)設(shè)備的慣性測(cè)量單元，利用Visual Inertial Odometry技術(shù)實(shí)時(shí)恢復(fù)目標(biāo)物體的三維特征，得到目標(biāo)物體的實(shí)際三維大小，并建立相應(yīng)的三維網(wǎng)格模型；通過(guò)可微渲染器對(duì)三維網(wǎng)格模型進(jìn)行紋理貼圖渲染，得到帶有紋理信息的三維網(wǎng)格模型；利用三維網(wǎng)格模型幾何與紋理信息以及用戶交互提供的感興趣區(qū)域信息，構(gòu)建圖割算法中的代價(jià)函數(shù)，對(duì)三維網(wǎng)格模型中的所有面片進(jìn)行判別，以去除三維網(wǎng)格模型的雜質(zhì)；在實(shí)訓(xùn)工作中，通過(guò)實(shí)時(shí)拍攝采集目標(biāo)物體，并通過(guò)一致性驗(yàn)證來(lái)判斷是否檢測(cè)到目標(biāo)物體的缺失部分，若是，則對(duì)缺失部分建模，并映射到之前的三維網(wǎng)格模型中。該方法具有普適性、易用性及精確性的優(yōu)點(diǎn)。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及三維建模技術(shù)領(lǐng)域，尤其涉及一種實(shí)時(shí)構(gòu)建實(shí)訓(xùn)數(shù)字孿生模型的方法。

背景技術(shù)

隨著計(jì)算機(jī)軟硬件技術(shù)的不斷發(fā)展，增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)、虛擬現(xiàn)實(shí)、混合現(xiàn)實(shí)的不斷普及，三維建模的需求量正在呈指數(shù)級(jí)的增加，這對(duì)三維模型的速度、復(fù)雜度和真實(shí)感提出了新的要求。傳統(tǒng)三維建模工具雖然日益改進(jìn)，但構(gòu)建比較復(fù)雜的、動(dòng)態(tài)的三維模型依然是一件非常耗時(shí)的專業(yè)工作。

現(xiàn)有主流三維建模主要以手工建模及圖像點(diǎn)云建模方式實(shí)現(xiàn)。

1)手工建模方式需要大量具備專業(yè)建模素質(zhì)的人員進(jìn)行創(chuàng)作，時(shí)間周期長(zhǎng)，仿真度則根據(jù)從業(yè)人員能而參差不齊，創(chuàng)作周期長(zhǎng)。

2)圖像點(diǎn)云建模方式則通過(guò)專業(yè)圖像采集設(shè)備先進(jìn)行圖像采集，再運(yùn)用超強(qiáng)算力的計(jì)算機(jī)和專業(yè)軟件進(jìn)行建模，該技術(shù)由于受到專業(yè)設(shè)備限制、算力限制，且成功精度不足等問(wèn)題，這些建模技術(shù)一直未得到有效推廣和大眾化運(yùn)用。

隨著虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)技術(shù)不斷發(fā)展，而三維模型又是這些產(chǎn)品中的核心組成要素，所以，怎樣快速的、精確的、實(shí)時(shí)的、動(dòng)態(tài)的建模技術(shù)必將推進(jìn)虛擬現(xiàn)實(shí)、增強(qiáng)現(xiàn)實(shí)的市場(chǎng)化、產(chǎn)業(yè)化進(jìn)程，并服務(wù)于各行各業(yè)。

發(fā)明內(nèi)容

本發(fā)明的目的是提供一種實(shí)時(shí)構(gòu)建實(shí)訓(xùn)數(shù)字孿生模型的方法，具有普適性、易用性及精確性的優(yōu)點(diǎn)。

本發(fā)明的目的是通過(guò)以下技術(shù)方案實(shí)現(xiàn)的：

一種實(shí)時(shí)構(gòu)建實(shí)訓(xùn)數(shù)字孿生模型的方法，包括：

步驟1、通過(guò)通用型移動(dòng)設(shè)備內(nèi)置的慣性測(cè)量單元采集拍攝目標(biāo)物體時(shí)的姿態(tài)信息，從而估算目標(biāo)物體的三維特征，并利用Visual Inertial Odometry技術(shù)實(shí)時(shí)恢復(fù)目標(biāo)物體的三維特征，得到目標(biāo)物體的實(shí)際三維大小，進(jìn)而建立相應(yīng)的三維網(wǎng)格模型；

步驟2、通過(guò)可微渲染器對(duì)三維網(wǎng)格模型進(jìn)行紋理貼圖渲染，得到帶有紋理信息的三維網(wǎng)格模型；

步驟3、利用三維網(wǎng)格模型幾何與紋理信息以及用戶交互提供的感興趣區(qū)域信息，構(gòu)建圖割算法中的代價(jià)函數(shù)，對(duì)三維網(wǎng)格模型中的所有面片進(jìn)行判別，以判別含有雜質(zhì)的片面，并從三維網(wǎng)格模型中去除，獲得優(yōu)化后的三維網(wǎng)格模型；

步驟4、在實(shí)訓(xùn)工作中，通過(guò)通用型移動(dòng)設(shè)備實(shí)時(shí)拍攝采集目標(biāo)物體，并通過(guò)一致性驗(yàn)證來(lái)判斷是否檢測(cè)到目標(biāo)物體的缺失部分，若是，則對(duì)缺失部分采用步驟1～步驟3的方式建模，并映射到之前獲得的優(yōu)化后的三維網(wǎng)格模型中。

由上述本發(fā)明提供的技術(shù)方案可以看出，可以通過(guò)通用型移動(dòng)設(shè)備，對(duì)目標(biāo)對(duì)象進(jìn)行實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)建模，降低三維建模門(mén)檻，能夠應(yīng)用于制造、教育、文化、健康、娛樂(lè)等多個(gè)領(lǐng)域，促進(jìn)這些領(lǐng)域的生產(chǎn)力提升。

附圖說(shuō)明

為了更清楚地說(shuō)明本發(fā)明實(shí)施例的技術(shù)方案，下面將對(duì)實(shí)施例描述中所需要使用的附圖作簡(jiǎn)單地介紹，顯而易見(jiàn)地，下面描述中的附圖僅僅是本發(fā)明的一些實(shí)施例，對(duì)于本領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來(lái)講，在不付出創(chuàng)造性勞動(dòng)的前提下，還可以根據(jù)這些附圖獲得其他附圖。

圖1為本發(fā)明實(shí)施例提供的一種實(shí)時(shí)構(gòu)建實(shí)訓(xùn)數(shù)字孿生模型的方法的流程圖。