CN108648266A - 一种全通透扫描3d空间模型的管理方法和系统 - Google Patents

Abstract

一种全通透扫描3D空间模型的管理方法和系统，所述方法包括将实际的建筑物进行3D扫描，形成对应的全通透式实际现实成像的3D空间模型；在3D空间模型中的可操控设备上设置热点；将热点链接到可操控设备对应的应用程序；利用应用程序对可操控设备进行数据读取和操作控制。通过本发明的技术方案，在实际现实“公仔屋”中布置热点，利用应用编程接口链接至各种“公仔屋”空间内的设备、机械、电器、器具、仪表、和电脑显示器等可操控设备上的应用程序，实现直观式的应用操控和数据读取；在一个或多个“公仔屋”实现在各操控设备的应用程序并联到此平台上的应用，使得对数据的读取、收集和评估更加方便和精确。

Description

一种全通透扫描3D空间模型的管理方法和系统

技术领域

本发明涉及3D扫描成像领域，具体涉及一种全通透扫描3D空间模型的管理方法和系统。

背景技术

目前，空间扫描通常是以3D CAD或360为主，是一个虚拟现实(Visual Reality，VR)的成像，完全缺乏视觉上的距离与实质体验。所以虚拟现实(VR)的成像在现实社会中的发展有限。

发明内容

本申请实施例的目的是提供一种全通透扫描3D空间模型的管理方法和系统，在实际现实全通透扫描3D空间模型中布置热点，利用应用编程接口(API)链接至各种3D空间模型内的设备、机械、电器、器具、仪表和电脑显示器等可操控设备上的应用程序(APP)，实现直观式的应用操控和数据读取。

为达到上述目的，本申请实施例的第一方面提供了一种全通透扫描3D空间模型的管理方法，包括如下步骤：

(1)将实际的建筑物进行3D扫描，形成对应的全通透式实际现实成像的3D空间模型；

(2)在所述3D空间模型中的可操控设备的位置处设置热点；

(3)将所述热点链接到所述可操控设备对应的应用程序；

(4)利用所述应用程序对所述可操控设备进行数据读取和操作控制。

在一些实施例中，所述3D扫描包括激光或红外成像扫描。

在一些实施例中，采用红外成像扫描，利用点云(point cloud)和OBJ技术对红外扫描图像进行重组并合成所述3D空间模型。

在一些实施例中，所述热点以一层一层的平面重叠法附贴显示在所述可操控设备上。

在一些实施例中，所述热点利用应用编程接口API链接到各可操控设备的APP应用程序。

在一些实施例中，所述建筑物包括以下至少一项：住房、酒店、商场、公共设施、车站、机场、医院、学校、体育场馆和工厂。

在一些实施例中，可操控设备包括以下至少一项：智能家电、智能家居、监控摄像镜头和系统、警报系统、电梯、变压器、电泵、中控台、消防设备。

本申请实施例的第二方面提供了一种全通透扫描3D空间模型的管理系统，包括：

3D空间模型生成模块，被配置成将实际的建筑物进行3D扫描，形成对应的全通透式实际现实成像的3D空间模型；

热点设置模块，被配置成在所述3D空间模型中的可操控设备的位置处设置热点；

链接模块，被配置成将所述热点链接到所述可操控设备对应的应用程序；

数据读取和操作控制模块，被配置成利用所述应用程序对所述可操控设备进行数据读取和操作控制。

本申请实施例的第三方面提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序；当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如上述第一方面中任一实施例所描述的方法。

第六方面，本申请实施例提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，该计算机程序被处理器执行时实现如上述第一方面中任一实施例所描述的方法。

本申请实施例的上述技术方案具有如下有益的技术效果：

(1)在实际现实“公仔屋”中布置热点，利用应用编程接口(API)链接至各种“公仔屋”空间内的设备、机械、电器、器具、仪表、和电脑显示器等可操控设备上的应用程序，实现直观式的应用操控和数据读取。

(2)在一个或多个“公仔屋”实现在众多设备、机械、电器、器具、仪表、电脑显示器中的各自应用程序并联到此平台上的应用，使得对数据的读取、收集和评估更加方便和精确。

附图说明

图1是本发明的全通透扫描3D空间模型的管理方法流程图；

图2是本发明的一个全通透3D实际现实扫描AR的具体3D图；

图3是本发明的展示在实际现实AR中可置的热点的示意图；

图4是展示实现中过程的流程，可用在开发商进行房地产开发的实际应用中，可以用于房地产-销售展示以及房地产-顾客行为收集和推广推送；

图5是展示实现中过程的流程，可用在不同系统上的基础，可以用于公仔屋平台-室内导航、紧急撤离、危机处理模式；

图6是展示实现中过程的流程，可用在不同系统上的基础，可以用于公仔屋平台-安防；

图7是展示实现中过程的流程，可用在不同系统上的基础，可以用于公仔屋平台-消防；

图8是展示实现中过程的流程，可用在不同系统上的基础，可以用于公仔屋平台-定位系统；

图9是展示实现中过程的流程，可用在不同系统上的基础，可以用于公仔屋平台-链接建筑信息模型(Building Information Modeling，BIM)；

图10是根据本申请的全通透扫描3D空间模型的管理系统的一个实施例的结构示意图；

图11是适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

为使本发明的目的、技术方案和优点更加清楚明了，下面结合具体实施方式并参照附图，对本发明进一步详细说明。应该理解，这些描述只是示例性的，而并非要限制本发明的范围。此外，在以下说明中，省略了对公知结构和技术的描述，以避免不必要地混淆本发明的概念。

在本申请实施例的全通透“公仔屋(也可以称为卡通屋)”之前，空间扫描(例如3DCAD技术的空间扫描)，是一个虚拟现实(Visual Reality，VR)的成像，完全缺乏视觉上的距离与实质体验。而在虚拟现实(VR)中布置热点也不会对使用者有太大的帮助。所以虚拟现实(VR)的成像在现实社会中的发展有限。

在本申请中所述的“公仔屋”，是指通过激光、红外成像、景象成型等扫描技术，将建筑物组合和织造成全通透的实际现实(Actual Reality，AR)的3D空间模型，是将所有不同景象合成在一起的总称。所述全通透是指实景红外扫描得出可以做出三维实体景象，从外部可以直接观察内部实景。全通透的3D空间模型，技术上可以通过将3D空间模型的天花板和外部墙壁移走，只保留内部墙壁和地板与所有内部设施，从而实现直接观察内部实景的效果。

“公仔屋”成像的应用方案是对虚拟现实(VR)和实际现实(AR)中的实体补充。使在应用功能上能更有效过渡到混合实境(MR)(Mixed Reality)和数据分析功能中。各种平台和应用程序(APP)应用能集中在一个基础平台上，而不需要各个平台和应用程序(APP)重写到另外一个版本来互通应用数据与资料。

如图1所示，本发明提供了一种全通透扫描3D空间模型的管理方法，包括如下步骤：

(1)将实际的建筑物进行3D扫描，形成对应的全通透式实际现实成像的3D空间模型。

在本实施例中，可以利用各种现有的3D扫描工具，对实际的建筑物进行3D扫描，从而获得3D数据。然后，可以利用上述3D数据，生成与上述建筑物对应的全通透式的实际现实成像的3D空间模型

(2)在所述3D空间模型中的可操控设备的位置处设置热点。

在本实施例中，可以在所述3D空间模型中显示的可操控设备的位置处设置及显示出热点。其中，热点可以是我们对3D空间模型中显示的设备(例如冰箱，电视等)或者设施(例如地板，设备房，座椅等)上设置的关注点，在3D空间模型中可以利用图标来表示。作为示例，可以通过在3D空间模型中显示的设备图像上加上一层覆盖层来显示上述图标。

(3)将所述热点链接到所述可操控设备对应的应用程序。

在本实施例中，在显示出热点之后，可以将所显示的热点与所述可操控设备对应的应用程序进行链接。上述链接即通信连接，在与应用程序执行通信连接后，在上述热点处就可以显示所述可操控设备的相关信息。

(4)利用所述应用程序对所述可操控设备进行数据读取和操作控制。

在本实施例中，利用所述应用程序，就可以对上述可操控设备进行数据读取和操作控制。

以建筑物的3D空间模型“公仔屋”为基础平台，使用热点贴在“公仔屋”内的各个带有应用程序的可操控设备上。可操控设备可以包括以下至少一项：机械、电器、器具、仪表、电脑显示器及开关等设备。使对各个带应用程序的可操控设备可以进行直观的简单操控，展示其数据和使用状况。

因为“公仔屋”平台能贴上不同系统的应用程序的可操控设备，使到各个应用程序平台能在同一个“公仔屋”中展示其使用情况和进行管控，对数据互联互通，数据融合，和系统整合上具有重要的实用意义。在以下的讨论中，首先描述的示例环境；随后描述可在示例中和其他环境可执行的示范过程。因此，各示例过程的执行，不限于该示例环境，并且对该示例环境，不只限制于展示执行各示范中的过程。

示例环境

图2展示了3D红外扫描组合织成的实景、全通透空间的实际现实(ActualReality)公仔屋的示意图。图2中显示的公仔屋(卡通屋)，由于移除了3D空间模型的天花板和外部墙壁，所以能够实现直接观察内部实景，例如椅子。

该公仔屋是利用点云(Point Cloud)技术和OBJ技术对红外扫描图像重组合成，显示了扫描建筑物对象内的所有细节。在获取物体表面每个采样点的空间坐标后，得到的是一个点的集合，称之为“点云(Point Cloud)”。OBJ文件是Alias Wavefront公司为它的一套基于工作站的3D建模和动画软件"Advanced Visualizer"开发的一种标准3D模型文件格式，很适合用于3D软件模型之间的互导，也可以通过Maya读写。

图3是说明热点可以附贴在3D空间模型(即公仔屋)3上的任何位置，图中显示附贴在可操控设备、仪表等位置1、2处。透明热点1’、2’是以一层一层的平面重叠法显示，对应设置在可操控设备所在的位置上。热点1’、2’通过应用编程接口(API)通信连接到对应可操控设备的应用程序或WEB页面上。APP，WEB页面通过公仔屋平台与各数据库连接交换，各WEB页面，APP通过应用编程接口API与公仔屋上的热点连通上下层的数据与使用端。

实施例1

图4所示了房地产开发商如何利用公仔屋平台连接在开发商的WEB页面，APP上。中介、客户在使用其WEB页面，APP视察其公仔屋内容时，与客户交换资料、使用情况和流量。

在使用公仔屋情况下，房地产开发商将开发的项目利用公仔屋平台展示出来，通过登记登录进入中介商和开发商销售部的WEB、APP，客户群通过登记登录到WEB、APP以查看房地产的布置、价格、尺寸、项目等资料的情况。所述WEB、APP连接各参与者，使公仔屋成为数据交换中心。

实施例2

图5是将公仔屋作为平台，处理各种建筑物，如酒店、商场、公共设施、车站、机场、医院、学校、体育场馆、工厂等场地的各种人流管制、紧急撤离、室内导航、寻找定位、安保、特发处理等。公仔屋平台可通过各种WEB、APP与中控、在场人员、各种政府部门互相联通以及交换数据。

图6展示在公仔屋平台上，安保、监控、人流、定位、监控摄像镜头和系统(Closed-circuit television，CCTV)、警察等部门连线流程。安保人员可以在公仔屋上观察关注对象。而不再需要通过中控室，直接使用关注对象在公仔屋内显示的资讯。不同的保安，警察人员等可以同步在公仔屋平台相互协调。

实施例3

图7是展示以消防、撤离、人员寻找上的平台使用。消防部门在警报响起后，已经可以即时利用公仔屋平台对灾场情况、内部设施与分布进行连线了解。消防部门与其他部门也可以同步在公仔屋平台上相互协调。消防队员在灾场中通过公仔屋平台内部热点连线的各种设备，如监控摄像镜头和系统，警报系统等，进一步了解现场内部情况，减少不必要的猜测，更好的利用黄金时间。

在对场内情况更了解后，消防部门与各政府部门将更得到更多全面资讯，消防队员们更清楚他们进入场地的内部情况，减少风险。

实施例4

该公仔屋平台还可以应用在各种大型，高人流，人流密度大的建筑群中，如大型建筑、高铁站、机场、医院、地铁站、体育馆、学校、酒店、工厂、博物馆等场地。物联网利用大数据控制机械人的应用上，公仔屋作为一个室内的控制标准平台，让各种机械人与人流更流畅地协调。在此种高人流，大密度的场景，公仔屋平台让风险管理更容易实施，各种人员调控更加直观。在大数据与人工智能结合中，风险控制更为高效，让人力资源配对更合理。各个政府、私营管控设备与管控中心利用公仔屋，直接连接至各进出建筑物的人，对人流进行直接一对一的联网，对人流量、流速、位置进行位置配对、导航。各个建筑的管控中心可以实时清楚其建筑物内的人流量流速，而可以将建筑物内的烟感、监控摄像镜头和系统、开关设置等进行物联网与互联网互通。

实施例5

图8在展示整个社区的公仔屋联网后，社区的功能更为流畅，APP在公仔屋平台上将所有智能工具与数据服务连结。使无人控制如：无人驾驶汽车可以在共享车位中自主调控；机械人进行群体联动，相互协调，为人群服务；养老院的老人通过公仔屋平台可以为其导航；政府部门、商业服务企业等通过公仔屋平台共享AI/云/大数据等。

实施例6

图9是展示在公仔屋平台上，利用热点贴图模式，使到各种人员可以在手机等智能型工具上对整体建筑进行管控。利用各种不同生产商生产的，不同类型的设备，如：电梯，变压器，电泵，空调机组，中控台，消防设备，监控摄像镜头和系统等放在公仔屋一个平台上进行操控。

因为公仔屋的特性，使到物业管理，工程检测，工程维修等的各种人员培训时间可以大幅减少。为人力资源的从新调整，使其更加高效，提供支持。公仔屋的特性，使人与机械人之间的融合更为有效，减低人与机械人之间的不协调性，与融合的时间和风险。在以“公仔屋”模式和热点使用的平台上，云端和大数据的供应可以应用到安防、消防、监控等系统直接以微波、红外或互联网多种模式链接。在“公仔屋”这全通透的平台中，可以精确导航和使用所有的导航系统。可以实现应用黑灯而只使用手机或其他移动、穿戴设备式平台来直观导航。而此全通透平台在5G和机器人应用上更是一个不可或缺的工具。在机器人集群应用上，因为此全通透“公仔屋”可以使到机器人集群行动和协调性上更加灵活、省时、和提供更多样性的行动方案。

继续参见图10，作为对上述各图所示方法的实现，本申请提供了一种全通透扫描3D空间模型的管理系统的一个实施例。该装置实施例与图1所示的方法实施例相对应，该装置具体可以应用于各种电子设备中。

如图10所示，本实施例的全通透扫描3D空间模型的管理系统100可以包括：3D空间模型生成模块101，被配置成将实际的建筑物进行3D扫描，形成对应的全通透式实际现实成像的3D空间模型；热点设置模块102，被配置成在所述3D空间模型中的可操控设备的位置处设置热点；链接模块103，被配置成将所述热点链接到所述可操控设备对应的应用程序；数据读取和操作控制模块104，被配置成利用所述应用程序对所述可操控设备进行数据读取和操作控制。

可以理解的是，该管理系统100中记载的诸模块与参考图1描述的方法中的各个步骤相对应。由此，上文针对方法描述的操作、特征以及产生的有益效果同样适用于管理系统100及其中包含的模块，在此不再赘述。

下面参见图11，其示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统1100的结构示意图。图11示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图11所示，计算机系统1100包括中央处理单元(CPU)1101，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1102中的程序或者从存储部分1108加载到随机访问存储器(RAM)1103中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM 1103中，还存储有系统1100操作所需的各种程序和数据。CPU1101、ROM 1102以及RAM 1103通过总线1104彼此相连。输入/输出(I/O)接口1105也连接至总线1104。

以下部件连接至I/O接口1105：包括触摸屏、键盘、鼠标、摄像装置等的输入部分1106；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分1107；包括硬盘等的存储部分1108；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1109。通信部分1109经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1110也根据需要连接至I/O接口1105。可拆卸介质1111，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1110上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分1108。

特别地，根据本公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1109从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1111被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)1101执行时，执行本申请的方法实施例中限定的上述功能。

需要说明的是，本申请的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。

在本申请中，计算机可读介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，该模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图和/或流程图中的每个方框、以及框图和/或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的单元也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括3D空间模型生成模块、热点设置模块、链接模块和数据读取和操作控制模块。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定，例如，3D空间模型生成模块还可以被描述为“将实际的建筑物进行3D扫描，形成对应的全通透式实际现实成像的3D空间模型的模块”。

作为另一方面，本申请还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被该电子设备执行时，使得该电子设备：将实际的建筑物进行3D扫描，形成对应的全通透式实际现实成像的3D空间模型；在所述3D空间模型中的可操控设备的位置处设置热点；将所述热点链接到所述可操控设备对应的应用程序；利用所述应用程序对所述可操控设备进行数据读取和操作控制。

综上所述，本申请实施例提供了一种全通透扫描3D空间模型的管理方法、系统、电子设备和存储介质，所述方法包括将实际的建筑物进行3D扫描，形成对应的全通透式实际现实成像的3D空间模型；在所述3D空间模型中的可操控设备上设置热点；将所述热点链接到所述可操控设备对应的APP应用程序；利用所述APP应用程序对所述可操控设备进行数据读取和操作控制。通过本发明的技术方案，在实际现实“公仔屋”中布置热点，利用应用编程接口(API)链接至各种“公仔屋”空间内的设备、机械、电器、器具、仪表、和电脑显示器等可操控设备上的应用程序，实现直观式的应用操控和数据读取；在一个或多个“公仔屋”实现在众多设备、机械、电器、器具、仪表、电脑显示器中的各自应用程序并联到此平台上的应用，使得对数据的读取、收集和评估更加方便和精确。

应当理解的是，本发明的上述具体实施方式仅仅用于示例性说明或解释本发明的原理，而不构成对本发明的限制。因此，在不偏离本发明的精神和范围的情况下所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。此外，本发明所附权利要求旨在涵盖落入所附权利要求范围和边界、或者这种范围和边界的等同形式内的全部变化和修改例。

Claims (10)

1.一种全通透扫描3D空间模型的管理方法，其特征在于，包括如下步骤：

将实际的建筑物进行3D扫描，形成对应的全通透式实际现实成像的3D空间模型；

在所述3D空间模型中的可操控设备的位置处设置热点；

将所述热点链接到所述可操控设备对应的应用程序；

利用所述应用程序对所述可操控设备进行数据读取和操作控制。

2.根据权利要求1所述的全通透扫描3D空间模型的管理方法，其特征在于，所述3D扫描包括激光或红外成像扫描。

3.根据权利要求2所述的全通透扫描3D空间模型的管理方法，其特征在于，所述将实际的建筑物进行3D扫描，形成对应的全通透式实际现实成像的3D空间模型包括：

在采用红外成像扫描的情况下，利用点云技术和OBJ技术对红外成像扫描生成的红外扫描图像进行重组并合成所述3D空间模型。

4.根据权利要求1-3之一所述的全通透扫描3D空间模型的管理方法，其特征在于，所述在所述3D空间模型中的可操控设备的位置处设置热点包括：

将所述热点以一层一层的平面重叠法附贴显示在所述可操控设备上。

5.根据权利要求1-3之一所述的全通透扫描3D空间模型的管理方法，其特征在于，所述将所述热点链接到所述可操控设备对应的应用程序包括：

将所述热点利用应用编程接口链接到各可操控设备的应用程序。

6.根据权利要求1所述的全通透扫描3D空间模型的管理方法，其特征在于，所述建筑物包括以下至少一项：住房、酒店、商场、公共设施、车站、机场、医院、学校、体育场馆和工厂。

7.根据权利要求1所述的全通透扫描3D空间模型的管理方法，其特征在于，可操控设备包括以下至少一项：智能家电、智能家居、监控摄像镜头和系统、警报系统、电梯、变压器、电泵、中控台、消防设备。

8.一种全通透扫描3D空间模型的管理系统，其特征在于，所述管理系统包括：

3D空间模型生成模块，被配置成将实际的建筑物进行3D扫描，形成对应的全通透式实际现实成像的3D空间模型；

热点设置模块，被配置成在所述3D空间模型中的可操控设备的位置处设置热点；

链接模块，被配置成将所述热点链接到所述可操控设备对应的应用程序；

数据读取和操作控制模块，被配置成利用所述应用程序对所述可操控设备进行数据读取和操作控制。

9.一种电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的方法。

10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其中，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。