CN109435248A - 基于3d影像的模型生成装置、系统及方法 - Google Patents

基于3d影像的模型生成装置、系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于3D影像的模型生成装置、系统及方法，所述模型生成装置包括一获取模块以及一处理模块，所述获取模块用于获取一目标物体的3D影像；所述处理模块用于将所述3D影像划分为若干子模型，每一子模型的顶面与底面平行；其中，所述子模型用于供一制造装置使用，所述制造装置按所述子模型制造与子模型形状相同或相似的材料板。本发明的基于3D影像的模型生成装置、系统及方法能够进行3D打印，并且提高打印速度，进一步地，本申请能够有效降低实物模型的生产成本，为用户提供更快捷的使用体验。

Description

基于3D影像的模型生成装置、系统及方法
技术领域
本发明涉及一种基于3D影像的模型生成装置、系统及方法。
背景技术
3D打印(3DP)即快速成型技术的一种，它是一种以数字模型文件为基础，运用粉末状金属或塑料等可粘合材料，通过逐层打印的方式来构造物体的技术。
3D打印通常是采用数字技术材料打印机来实现的。常在模具制造、工业设计等领域被用于制造模型，后逐渐用于一些产品的直接制造，已经有使用这种技术打印而成的零部件。该技术在珠宝、鞋类、工业设计、建筑、工程和施工(AEC)、汽车，航空航天、牙科和医疗产业、教育、地理信息系统、土木工程、枪支以及其他领域都有所应用。
现有的3D打印技术所用的设备、成本较高，打印速度较慢。
发明内容
本发明要解决的技术问题是为了克服现有技术中现有的3D打印技术所用的设备、成本较高，打印速度较慢的缺陷，提供一种能够有效降低实物模型的生产成本，为用户提供更快捷使用体验的基于3D影像的模型生成装置、系统及方法。
本发明是通过下述技术方案来解决上述技术问题：
一种基于3D影像的模型生成装置，其特点在于，所述模型生成装置包括一获取模块以及一处理模块，
所述获取模块用于获取一目标物体的3D影像；
所述处理模块用于将所述3D影像划分为若干子模型，每一子模型的顶面与底面平行；
其中，所述子模型用于供一制造装置使用，所述制造装置按所述子模型制造与子模型形状相同或相似的材料板。
较佳地，所述模型生成装置还包括一选取模块，
所述选取模块用于在子模型的侧面选取一目标位置；
所述处理模块还用于将子模型的侧面设置为垂直于顶面与底面且经过所述目标位置。
较佳地，
所述选取模块用于在子模型的侧面选取目标位置并通过一经过所述目标位置并与所述底面平行的截面截取所述子模型的侧面；
所述处理模块还用于通过将子模型的侧面设置为垂直于顶面与底面且经过所述截面与侧面的相交线。
较佳地，所述模型生成装置还包括一截取模块以及一判断模块，
所述截取模块用于利用一截面按目标角度及相同间距截取所述3D影像以生成所述若干子模型；
对于一目标角度，所述计算模块用于计算子模块中封闭区域的个数，并获取所述个数为1的子模块的数量与子模块总数的比值；
所述处理模块用于获取所述比值最大的目标角度并按比值最大的目标角度通过截取模块获取所述若干子模型。
较佳地，所述模型生成装置还包括一标记模块，
所述标记模块用于在所述若干子模型上生成用于对准相邻子模型位置的标记符；
所述制造装置按所述子模型制造的材料板上设有与子模型上标记符对应的安装标记。
本发明提供一种基于3D影像的模型生成系统，其特点在于，所述模型生成系统包括如上所述的模型生成装置以及一制造装置，
所述模型生成装置用于生成若干子模型；
所述制造装置用于按所述子模型制造与子模型形状相同或相似的材料板。
本发明还提供一种基于3D影像的模型生成方法，其特点在于，所述模型生成方法通过一模型生成系统实现，所述模型生成系统包括一模型生成装置及一制造装置，所述模型生成装置包括一获取模块以及一处理模块，所述模型生成方法包括：
所述获取模块获取一目标物体的3D影像；
所述处理模块将所述3D影像划分为若干子模型，每一子模型的顶面与底面平行；
所述制造装置按所述子模型制造与子模型形状相同或相似的材料板。
较佳地，所述模型生成装置还包括一选取模块，所述模型生成方法包括：
所述选取模块在子模型的侧面选取一目标位置；
所述处理模块将子模型的侧面设置为垂直于顶面与底面且经过所述目标位置。
较佳地，所述模型生成方法包括：
所述选取模块在子模型的侧面选取目标位置并通过一经过所述目标位置并与所述底面平行的截面截取所述子模型的侧面；
所述处理模块通过将子模型的侧面设置为垂直于顶面与底面且经过所述截面与侧面的相交线。
较佳地，所述模型生成装置还包括一截取模块以及一判断模块，所述模型生成方法包括：
所述截取模块利用一截面按目标角度及相同间距截取所述3D影像以生成所述若干子模型；
对于一目标角度，所述计算模块计算子模块中封闭区域的个数，并获取所述个数为1的子模块的数量与子模块总数的比值；
所述处理模块获取所述比值最大的目标角度并按比值最大的目标角度通过截取模块获取所述若干子模型；和/或，
所述模型生成装置还包括一标记模块，所述模型生成方法包括：
所述标记模块在所述若干子模型上生成用于对准相邻子模型位置的标记符；
所述制造装置按所述子模型制造的材料板上设有与子模型上标记符对应的安装标记。
在符合本领域常识的基础上，上述各优选条件，可任意组合，即得本发明各较佳实例。
本发明的积极进步效果在于：
本发明的基于3D影像的模型生成装置、系统及方法能够进行3D打印，并且提高打印速度，进一步地，本申请能够有效降低实物模型的生产成本，为用户提供更快捷的使用体验。
附图说明
图1为本发明实施例1的利用模型生成装置生成实物模型的结构示意图。
图2为本发明实施例1的制造装置生成材料板的结构示意图。
图3为本发明实施例1的模型生成方法的流程图。
具体实施方式
下面通过实施例的方式进一步说明本发明，但并不因此将本发明限制在所述的实施例范围之中。
实施例1
本实施例提供一种基于3D影像的模型生成系统，所述模型生成系统包括一模型生成装置以及一制造装置。
所述模型生成装置用于生成若干子模型；
所述制造装置用于按所述子模型制造与子模型形状相同或相似的材料板。
具体方式如下：
所述模型生成装置包括一获取模块、一选取模块、一标记模块以及一处理模块。
所述获取模块用于获取一目标物体的3D影像；
所述处理模块用于将所述3D影像划分为若干子模型，每一子模型的顶面与底面平行。
本实施例的模型生成装置将一个3D影像、模型划分为片状的子模型，片状模型的厚度相同，然后以子模型为切割模型，在一个纸板、材料板、木板上切割出子模型的形状，材料板的厚度与子模型的厚度匹配，在材料板上将3D影像的子模型依次切割出来，然后再拼接就能够快速的将3D影像“打印”、制造出来。
由于有一些模型不需要有较高的精度，如试衣服的模型，因此可以更快的生成3D实体模型，具体方式如下：
所述选取模块用于在子模型的侧面选取一目标位置；
所述处理模块还用于将子模型的侧面设置为垂直于顶面与底面且经过所述目标位置。
也就是将侧面设置为相对于顶面和底面的柱面，子模型每一纵切面都是一个长方形。
具体地，
所述选取模块用于在子模型的侧面选取目标位置并通过一经过所述目标位置并与所述底面平行的截面截取所述子模型的侧面；
所述处理模块还用于通过将子模型的侧面设置为垂直于顶面与底面且经过所述截面与侧面的相交线。
所述截面可以为子模型的顶面、底面或过顶面到底面垂线的中心的截面。
参见图1、图2，本实施例获取一圆锥物体的实体模型。
通过所述获取模块获取一圆锥物体的3D影像11，所述处理模块将圆锥物体的3D影像划分为若干子模型12。
将子模型进行处理，所述处理模块将子模型的侧面设置为垂直于顶面与底面，获取处理过的子模型13。
利用制造装置在一整块材料板上切割处理过的子模型13成为实物子模型，然后再将实物子模型依次排列叠加就能生成圆锥物体的实物模型。
为了方便拼接，所述标记模块用于在所述若干子模型上生成用于对准相邻子模型位置的标记符；
所述制造装置按所述子模型制造的材料板上设有与子模型上标记符对应的安装标记。
利用上述模型生成系统，本实施例还提供一种模型生成方法，包括：
步骤100、所述获取模块获取一目标物体的3D影像；
步骤101、所述处理模块将所述3D影像划分为若干子模型，每一子模型的顶面与底面平行；
步骤102、所述选取模块在子模型的侧面选取一目标位置；
步骤103、所述处理模块将子模型的侧面设置为垂直于顶面与底面且经过所述目标位置。
其中，步骤102和103具体为：所述选取模块在子模型的侧面选取目标位置并通过一经过所述目标位置并与所述底面平行的截面截取所述子模型的侧面，然后所述处理模块通过将子模型的侧面设置为垂直于顶面与底面且经过所述截面与侧面的相交线。
步骤104、所述标记模块在设置过侧面的子模型上生成用于对准相邻子模型位置的标记符。
步骤105、所述制造装置按所述子模型制造的材料板上设有与子模型上标记符对应的安装标记。
步骤106、所述制造装置用于按所述子模型制造与子模型形状相同或相似的材料板。
步骤107、按照安装标记拼接材料板形成所述3D影像的实物模型。
每一子模型的厚度越小所述实物模型的精度越高。
本实施例的基于3D影像的模型生成装置、系统及方法能够进行3D打印，并且提高打印速度，进一步地，本申请能够有效降低实物模型的生产成本，为用户提供更快捷的使用体验。
实施例2
本实施例与实施例1基本相同，不同之处仅在于：
所述模型生成装置还包括一截取模块以及一判断模块，
所述截取模块用于利用一截面按目标角度及相同间距截取所述3D影像以生成所述若干子模型；
对于一目标角度，所述计算模块用于计算子模块中封闭区域的个数，并获取所述个数为1的子模块的数量与子模块总数的比值；
所述处理模块用于获取所述比值最大的目标角度并按比值最大的目标角度通过截取模块获取所述若干子模型。
对于人体模型，分割时会造成同一层多个材料板的情况，为减少这种情况，在数字阶段查找这种情况最少时的分割角度进行分割，有利于加快拼装速度。
对应地，所述模型生成方法包括：
所述截取模块利用一截面按目标角度及相同间距截取所述3D影像以生成所述若干子模型；
对于一目标角度，所述计算模块计算子模块中封闭区域的个数，并获取所述个数为1的子模块的数量与子模块总数的比值；
所述处理模块获取所述比值最大的目标角度并按比值最大的目标角度通过截取模块获取所述若干子模型；
上述方法可以使实施例1中的步骤101更加具体。
本实施例的基于3D影像的模型生成装置、系统及方法能够进行3D打印，并且提高打印速度，进一步地，本申请能够有效降低实物模型的生产成本，为用户提供更快捷的使用体验。
虽然以上描述了本发明的具体实施方式，但是本领域的技术人员应当理解，这些仅是举例说明，本发明的保护范围是由所附权利要求书限定的。本领域的技术人员在不背离本发明的原理和实质的前提下，可以对这些实施方式做出多种变更或修改，但这些变更和修改均落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于3D影像的模型生成装置，其特征在于，所述模型生成装置包括一获取模块以及一处理模块，
所述获取模块用于获取一目标物体的3D影像；
所述处理模块用于将所述3D影像划分为若干子模型，每一子模型的顶面与底面平行；
其中，所述子模型用于供一制造装置使用，所述制造装置按所述子模型制造与子模型形状相同或相似的材料板。
2.如权利要求1所述的模型生成装置，其特征在于，所述模型生成装置还包括一选取模块，
所述选取模块用于在子模型的侧面选取一目标位置；
所述处理模块还用于将子模型的侧面设置为垂直于顶面与底面且经过所述目标位置。
3.如权利要求2所述的模型生成装置，其特征在于，
所述选取模块用于在子模型的侧面选取目标位置并通过一经过所述目标位置并与所述底面平行的截面截取所述子模型的侧面；
所述处理模块还用于通过将子模型的侧面设置为垂直于顶面与底面且经过所述截面与侧面的相交线。
4.如权利要求1所述的模型生成装置，其特征在于，所述模型生成装置还包括一截取模块以及一判断模块，
所述截取模块用于利用一截面按目标角度及相同间距截取所述3D影像以生成所述若干子模型；
对于一目标角度，所述计算模块用于计算子模块中封闭区域的个数，并获取所述个数为1的子模块的数量与子模块总数的比值；
所述处理模块用于获取所述比值最大的目标角度并按比值最大的目标角度通过截取模块获取所述若干子模型。
5.如权利要求1所述的模型生成装置，其特征在于，所述模型生成装置还包括一标记模块，
所述标记模块用于在所述若干子模型上生成用于对准相邻子模型位置的标记符；
所述制造装置按所述子模型制造的材料板上设有与子模型上标记符对应的安装标记。
6.一种基于3D影像的模型生成系统，其特征在于，所述模型生成系统包括如权利要求1至5中任意一项所述的模型生成装置以及一制造装置，
所述模型生成装置用于生成若干子模型；
所述制造装置用于按所述子模型制造与子模型形状相同或相似的材料板。
7.一种基于3D影像的模型生成方法，其特征在于，所述模型生成方法通过一模型生成系统实现，所述模型生成系统包括一模型生成装置及一制造装置，所述模型生成装置包括一获取模块以及一处理模块，所述模型生成方法包括：
所述获取模块获取一目标物体的3D影像；
所述处理模块将所述3D影像划分为若干子模型，每一子模型的顶面与底面平行；
所述制造装置按所述子模型制造与子模型形状相同或相似的材料板。
8.如权利要求7所述的模型生成装置，其特征在于，所述模型生成装置还包括一选取模块，所述模型生成方法包括：
所述选取模块在子模型的侧面选取一目标位置；
所述处理模块将子模型的侧面设置为垂直于顶面与底面且经过所述目标位置。
9.如权利要求8所述的模型生成装置，其特征在于，所述模型生成方法包括：
所述选取模块在子模型的侧面选取目标位置并通过一经过所述目标位置并与所述底面平行的截面截取所述子模型的侧面；
所述处理模块通过将子模型的侧面设置为垂直于顶面与底面且经过所述截面与侧面的相交线。
10.如权利要求7所述的模型生成装置，其特征在于，所述模型生成装置还包括一截取模块以及一判断模块，所述模型生成方法包括：
所述截取模块利用一截面按目标角度及相同间距截取所述3D影像以生成所述若干子模型；
对于一目标角度，所述计算模块计算子模块中封闭区域的个数，并获取所述个数为1的子模块的数量与子模块总数的比值；
所述处理模块获取所述比值最大的目标角度并按比值最大的目标角度通过截取模块获取所述若干子模型；和/或，
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