CN110595458A - 建筑物的三维展示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了建筑物的三维展示系统，涉及三维可视化技术领域，其技术方案要点是：包括后台中心服务终端、操作展示终端、数据采集模块、定位模块、导航模块和中央数据处理模块；数据采集模块与后台中心服务终端无线通讯连接；中央数据处理模块嵌入操作展示终端与操作展示终端连接；中央数据处理模块与后台中心服务终端通过无线通讯连接；导航模块与后台中心服务终端和操作展示终端连接。具有能够为用户进行建筑物外部和内部的三维全景图像的展示；同时，能够对用户所在位置进行精准定位，并能够对用户进行室外与室内的实时导航，从而便于用户能够快速准确达到目的地的效果。

Description

建筑物的三维展示系统
技术领域
本发明涉及三维可视化技术领域，更具体地说，它涉及建筑物的三维展示系统。
背景技术
近几年随着计算机技术的发展，校园信息化建设也快速发展，而虚拟校园是校园信息化建设的重要组成部分。传统的虚拟校园都是建立在二维平面地图和影像地图的基础上，已经不能满足学校对外招生宣传、校园导航、信息化管理的多元化功能需求。而校园建筑物三维展示导航系统将是大势所趋。
信息技术高速发展时代的到来，使得室内定位与导航技术在越来越多的应用中起着重要的作用。虽然全球卫星定位系统GPS在室外环境下定位的性能相当出色，但是不适用于室内环境。因为GPS卫星信号无法穿透太厚的墙壁，导航设备在大型建筑、地下建筑、高层楼房中会彻底找不到卫星信号而无法定位。室内定位已经成为定位技术研究和发展的焦点。
室内导航与定位技术能够给人们的生活、工作带来极大的便利，便携式设备如触摸屏、手机等，其计算能力、通信能力和底层硬件完全能够满足室内定位和导航的需求。目前存在的建筑物三维展示导航系统定位不准确，不能够对室内室外进行实时导航。
发明内容
本发明的目的是提供建筑物的三维展示系统，具有能够为用户进行建筑物外部和内部的三维全景图像的展示；同时，能够对用户所在位置进行精准定位，并能够对用户进行室外与室内的实时导航，从而便于用户能够快速准确达到目的地的效果。
本发明的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：建筑物的三维展示系统，包括后台中心服务终端、操作展示终端、数据采集模块、定位模块、导航模块和中央数据处理模块；所述数据采集模块与后台中心服务终端无线通讯连接；所述中央数据处理模块嵌入操作展示终端与操作展示终端连接；所述中央数据处理模块与后台中心服务终端通过无线通讯连接；所述导航模块与后台中心服务终端和操作展示终端连接；
所述操作展示终端为用于展示建筑物三维实景图像信息和显示导航路线的液晶操作显示屏，所述操作展示终端与中央数据处理器连接；
所述数据采集模块包括室内全景图像信息采集系统和室外全景图像信息采集系统，所述室内全景图像信息采集系统为安装于建筑物内的360°全景高清摄像头，所述360°全景高清摄像头与后台中心服务终端连接；所述室外全景图像信息采集系统为搭载有高清摄像机的无人飞行器，所述无人飞行器与后台服务终端通讯连接；
所述定位模块包括室外定位系统和室内定位系统，所述室外定位系统包括GPS模块、GPRS模块、北斗定位模块和基站定位模块，所述GPS模块、GPRS模块、北斗定位模块和基站定位模块均与中央数据处理模块的信号输入端连接；所述室内定位系统为室内蓝牙定位系统；
所述导航模块根据用户输入的当前位置和目标位置计算导航路径，并将导航路径显示于操作展示终端。
通过采用上述技术方案，通过后台中心服务终端，便于将建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部三维全景图信息植入后台中心服务终端，从而便于与后台中心服务终端连接的中央数据处理模块调取建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部三维全景图信息进行分析与处理，从而便于对建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部的三维全景图信息进行展示；同时，便于定位模块和导航模块结合建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部的三维全景图信息进行定位与导航；通过操作展示终端，能够将中央数据处理模块从后台中心服务终端调取的建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部三维全景图信息展示出来，从而便于对建筑物的三维全景进行展示；同时，用户可通过在操作展示终端上进行操作，从而便于结合定位模块对自身所在位置进行定位，并可通过对操作展示终端进行操作，以定位点为起点，以用户想去的地点为目的地，结合导航模块进行起点至目的地的路径导航，从而便于用户在建筑物内快速且精准地找到想要去的位置；通过360°全景高清摄像头，便于实时采集建筑物内部的三维全景图像信息，360°全景高清摄像头将实时采集到的建筑物室内的实时三维全景图像信息传递至后台中心服务终端，从而便于中央数据处理模块调取，从而便于操作展示终端对建筑物室内的实时三维全景图像信息进行展示；通过搭载有高清摄像机的无人飞行器，便于实时采集建筑物外部的三维图像信息和建筑物与建筑物之间的路径图像信息，然后高清摄像机将实时采集的该建筑物外部的三维图像信息和建筑物与建筑物之间的路径图像信息传递至后台中心服务终端，从而便于中央数据处理模块调取后进行处理与分析，然后通过操作展示终端对建筑物外部三维全景图像信息进行展示；通过后台中心服务终端、操作展示终端、数据采集模块、定位模块、导航模块和中央数据处理模块构成的建筑物的三维展示系统，便于为用户进行建筑物外部和内部的三维全景图像的展示；同时，能够对用户所在位置进行精准定位，并能够对用户进行室外与室内的实时导航，从而便于用户能够快速准确达到目的地。
本发明进一步设置为：所述操作展示终端为手机端、电脑端或设置于建筑物内的一体机端。
通过采用上述技术方案，通过为手机端、电脑端或设置于建筑物内的一体机端构成的操作显示终端，便于接收中央数据处理模块传递的数据信息，对建筑物内部和外部的三维全景图进行展示；同时，能够对操作展示终端所在位置进行精准定位，并能够结合导航模块，为用户显示导航路径图，从而便于为用户提供导航路径指导。
本发明进一步设置为：所述建筑物顶端设有用于无人飞行器起飞返航的停放平台。
通过采用上述技术方案，通过用于无人飞行器起飞返航的停放平台，便于后台中心服务终端操控无人机起飞与返航停放。
本发明进一步设置为：所述室内蓝牙定位系统包括安装于建筑物内的蓝牙基站、嵌入操作展示终端的蓝牙惯导定位引擎和嵌入后台中心服务终端的地图引擎服务系统，所述蓝牙基站和地图引擎服务系统与蓝牙惯导定位引擎连接。
通过采用上述技术方案，通过室内蓝牙定位系统，便于用户在建筑物室内了解自己所在位置，并结合导航模块进行导航，从而能够根据导航路径快速到的目的地；同时，蓝牙定位系统的定位精度高，信标硬件成本低、设备体积小，低功耗，容易集成在移动设备中，对终端的要求相对低。
本发明进一步设置为：所述导航模块包括地图数据构建单元、室内超宽带定位导航单元、室外BD/GPS定位导航单元和室内外定位数据融合单元；
所述室内超宽带定位导航单元用于采用测距模式进行室内空间定位，输出室内超宽带定位数据；
所述室外BD/GPS定位导航单元用于通过北斗卫星导航/GPS卫星导航系统进行室外空间定位，采用伪距坐标算法计算定位坐标，输出室外BD/GPS定位数据；
所述的室内外定位数据融合单元用于通过对定位标签的实际位置和建筑物的边界位置进行比对，判断出定位标签是在室内还是室外，根据判断结果智能切换定位模式，对室内外定位方式进行融合。
通过采用上述技术方案，通过地图数据构建单元，便于根据植入后台中心服务终端的建筑物室内和室外三维地图信息构建导航地图数据，从而便于后续导航路径的选取；通过室内超宽带定位导航单元，便于采用测距模式进行室内空间定位，输出室内超宽带定位数据；通过室外BD/GPS定位导航单元，便于对通过北斗卫星导航/GPS卫星导航系统进行室外空间定位，采用伪距坐标算法计算定位坐标，输出室外BD/GPS定位数据；通过室内外定位数据融合单元，能够对定位标签的实际位置和建筑物的边界位置进行比对，判断出定位标签是在室内还是室外，根据判断结果智能切换定位模式，对室内外定位方式进行融合。
综上所述，本发明具有以下有益效果：通过后台中心服务终端，便于将建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部三维全景图信息植入后台中心服务终端，从而便于与后台中心服务终端连接的中央数据处理模块调取建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部三维全景图信息进行分析与处理，从而便于对建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部的三维全景图信息进行展示；同时，便于定位模块和导航模块结合建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部的三维全景图信息进行定位与导航；通过操作展示终端，能够将中央数据处理模块从后台中心服务终端调取的建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部三维全景图信息展示出来，从而便于对建筑物的三维全景进行展示；同时，用户可通过在操作展示终端上进行操作，从而便于结合定位模块对自身所在位置进行定位，并可通过对操作展示终端进行操作，以定位点为起点，以用户想去的地点为目的地，结合导航模块进行起点至目的地的路径导航，从而便于用户在建筑物内快速且精准地找到想要去的位置；通过360°全景高清摄像头，便于实时采集建筑物内部的三维全景图像信息，360°全景高清摄像头将实时采集到的建筑物室内的实时三维全景图像信息传递至后台中心服务终端，从而便于中央数据处理模块调取，从而便于操作展示终端对建筑物室内的实时三维全景图像信息进行展示；通过搭载有高清摄像机的无人飞行器，便于实时采集建筑物外部的三维图像信息和建筑物与建筑物之间的路径图像信息，然后高清摄像机将实时采集的该建筑物外部的三维图像信息和建筑物与建筑物之间的路径图像信息传递至后台中心服务终端，从而便于中央数据处理模块调取后进行处理与分析，然后通过操作展示终端对建筑物外部三维全景图像信息进行展示；通过后台中心服务终端、操作展示终端、数据采集模块、定位模块、导航模块和中央数据处理模块构成的建筑物的三维展示系统，便于为用户进行建筑物外部和内部的三维全景图像的展示；同时，能够对用户所在位置进行精准定位，并能够对用户进行室外与室内的实时导航，从而便于用户能够快速准确达到目的地。
附图说明
图1是本发明实施例中的结构框图。
图中：1、后台中心服务终端；2、操作展示终端；3、数据采集模块；4、定位模块；5、导航模块；6、中央数据处理模块；7、360°全景高清摄像头；8、无人飞行器；9、室外定位系统；10、室内定位系统；11、GPS模块；12、GPRS模块；13、北斗定位模块；14、基站定位模块；15、蓝牙定位系统；16、蓝牙基站；17、蓝牙惯导定位引擎；18、地图引擎服务系统；19、地图数据构建单元；20、室内超宽带定位导航单元；21、室外BD/GPS定位导航单元；22、室内外定位数据融合单元。
具体实施方式
以下结合附图1对本发明作进一步详细说明。
实施例：建筑物的三维展示系统，如图1所示，包括后台中心服务终端1、操作展示终端2、数据采集模块3、定位模块4、导航模块5和中央数据处理模块6。数据采集模块3与后台中心服务终端1无线通讯连接。中央数据处理模块6嵌入操作展示终端2与操作展示终端2连接。中央数据处理模块6与后台中心服务终端1通过无线通讯连接。导航模块5与后台中心服务终端1和操作展示终端2连接。
操作展示终端2为用于展示建筑物三维实景图像信息和显示导航路线的液晶操作显示屏，操作展示终端2与中央数据处理器连接。
数据采集模块3包括室内全景图像信息采集系统和室外全景图像信息采集系统，室内全景图像信息采集系统为安装于建筑物内的360°全景高清摄像头7，360°全景高清摄像头7与后台中心服务终端1连接。室外全景图像信息采集系统为搭载有高清摄像机的无人飞行器8，无人飞行器8与后台服务终端通讯连接。
定位模块4包括室外定位系统9和室内定位系统10，室外定位系统9包括GPS模块11、GPRS模块12、北斗定位模块134和基站定位模块144，GPS模块11、GPRS模块12、北斗定位模块134和基站定位模块144均与中央数据处理模块6的信号输入端连接。室内定位系统10为室内蓝牙定位系统15。
导航模块5根据用户输入的当前位置和目标位置计算导航路径，并将导航路径显示于操作展示终端2。
在本实施例中，通过后台中心服务终端1，便于将建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部三维全景图信息植入后台中心服务终端1，从而便于与后台中心服务终端1连接的中央数据处理模块6调取建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部三维全景图信息进行分析与处理，从而便于对建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部的三维全景图信息进行展示。同时，便于定位模块4和导航模块5结合建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部的三维全景图信息进行定位与导航。通过操作展示终端2，能够将中央数据处理模块6从后台中心服务终端1调取的建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部三维全景图信息展示出来，从而便于对建筑物的三维全景进行展示。同时，用户可通过在操作展示终端2上进行操作，从而便于结合定位模块4对自身所在位置进行定位，并可通过对操作展示终端2进行操作，以定位点为起点，以用户想去的地点为目的地，结合导航模块5进行起点至目的地的路径导航，从而便于用户在建筑物内快速且精准地找到想要去的位置。通过360°全景高清摄像头7，便于实时采集建筑物内部的三维全景图像信息，360°全景高清摄像头7将实时采集到的建筑物室内的实时三维全景图像信息传递至后台中心服务终端1，从而便于中央数据处理模块6调取，从而便于操作展示终端2对建筑物室内的实时三维全景图像信息进行展示。通过搭载有高清摄像机的无人飞行器8，便于实时采集建筑物外部的三维图像信息和建筑物与建筑物之间的路径图像信息，然后高清摄像机将实时采集的该建筑物外部的三维图像信息和建筑物与建筑物之间的路径图像信息传递至后台中心服务终端1，从而便于中央数据处理模块6调取后进行处理与分析，然后通过操作展示终端2对建筑物外部三维全景图像信息进行展示。通过后台中心服务终端1、操作展示终端2、数据采集模块3、定位模块4、导航模块5和中央数据处理模块6构成的建筑物的三维展示系统，便于为用户进行建筑物外部和内部的三维全景图像的展示。同时，能够对用户所在位置进行精准定位，并能够对用户进行室外与室内的实时导航，从而便于用户能够快速准确达到目的地。
操作展示终端2为手机端、电脑端或设置于建筑物内的一体机端。
在本实施例中，通过为手机端、电脑端或设置于建筑物内的一体机端构成的操作显示终端，便于接收中央数据处理模块6传递的数据信息，对建筑物内部和外部的三维全景图进行展示。同时，能够对操作展示终端2所在位置进行精准定位，并能够结合导航模块5，为用户显示导航路径图，从而便于为用户提供导航路径指导。
建筑物顶端设有用于无人飞行器8起飞返航的停放平台。
在本实施例中，通过用于无人飞行器8起飞返航的停放平台，便于后台中心服务终端1操控无人机起飞与返航停放。
室内蓝牙定位系统15包括安装于建筑物内的蓝牙基站16、嵌入操作展示终端2的蓝牙惯导定位引擎17和嵌入后台中心服务终端1的地图引擎服务系统18，蓝牙基站16和地图引擎服务系统18与蓝牙惯导定位引擎17连接。
在本实施例中，通过室内蓝牙定位系统15，便于用户在建筑物室内了解自己所在位置，并结合导航模块5进行导航，从而能够根据导航路径快速到的目的地。同时，蓝牙定位系统15的定位精度高，信标硬件成本低、设备体积小，低功耗，容易集成在移动设备中，对终端的要求相对低。
导航模块5包括地图数据构建单元19、室内超宽带定位导航单元20、室外BD/GPS定位导航单元21和室内外定位数据融合单元22。
室内超宽带定位导航单元20用于采用测距模式进行室内空间定位，输出室内超宽带定位数据。
室外BD/GPS定位导航单元21用于通过北斗卫星导航/GPS卫星导航系统进行室外空间定位，采用伪距坐标算法计算定位坐标，输出室外BD/GPS定位数据。的室内外定位数据融合单元22用于通过对定位标签的实际位置和建筑物的边界位置进行比对，判断出定位标签是在室内还是室外，根据判断结果智能切换定位模式，对室内外定位方式进行融合。
在本实施例中，通过地图数据构建单元19，便于根据植入后台中心服务终端1的建筑物室内和室外三维地图信息构建导航地图数据，从而便于后续导航路径的选取。通过室内超宽带定位导航单元20，便于采用测距模式进行室内空间定位，输出室内超宽带定位数据。通过室外BD/GPS定位导航单元21，便于对通过北斗卫星导航/GPS卫星导航系统进行室外空间定位，采用伪距坐标算法计算定位坐标，输出室外BD/GPS定位数据。通过室内外定位数据融合单元22，能够对定位标签的实际位置和建筑物的边界位置进行比对，判断出定位标签是在室内还是室外，根据判断结果智能切换定位模式，对室内外定位方式进行融合。
工作原理：通过后台中心服务终端1，便于将建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部三维全景图信息植入后台中心服务终端1，从而便于与后台中心服务终端1连接的中央数据处理模块6调取建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部三维全景图信息进行分析与处理，从而便于对建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部的三维全景图信息进行展示。同时，便于定位模块4和导航模块5结合建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部的三维全景图信息进行定位与导航。通过操作展示终端2，能够将中央数据处理模块6从后台中心服务终端1调取的建筑物外部的三维全景图信息和建筑物内部三维全景图信息展示出来，从而便于对建筑物的三维全景进行展示。同时，用户可通过在操作展示终端2上进行操作，从而便于结合定位模块4对自身所在位置进行定位，并可通过对操作展示终端2进行操作，以定位点为起点，以用户想去的地点为目的地，结合导航模块5进行起点至目的地的路径导航，从而便于用户在建筑物内快速且精准地找到想要去的位置。通过360°全景高清摄像头7，便于实时采集建筑物内部的三维全景图像信息，360°全景高清摄像头7将实时采集到的建筑物室内的实时三维全景图像信息传递至后台中心服务终端1，从而便于中央数据处理模块6调取，从而便于操作展示终端2对建筑物室内的实时三维全景图像信息进行展示。通过搭载有高清摄像机的无人飞行器8，便于实时采集建筑物外部的三维图像信息和建筑物与建筑物之间的路径图像信息，然后高清摄像机将实时采集的该建筑物外部的三维图像信息和建筑物与建筑物之间的路径图像信息传递至后台中心服务终端1，从而便于中央数据处理模块6调取后进行处理与分析，然后通过操作展示终端2对建筑物外部三维全景图像信息进行展示。通过后台中心服务终端1、操作展示终端2、数据采集模块3、定位模块4、导航模块5和中央数据处理模块6构成的建筑物的三维展示系统，便于为用户进行建筑物外部和内部的三维全景图像的展示。同时，能够对用户所在位置进行精准定位，并能够对用户进行室外与室内的实时导航，从而便于用户能够快速准确达到目的地。
本具体实施例仅仅是对本发明的解释，其并不是对本发明的限制，本领域技术人员在阅读完本说明书后可以根据需要对本实施例做出没有创造性贡献的修改，但只要在本发明的权利要求范围内都受到专利法的保护。

Claims (5)

1.建筑物的三维展示系统，其特征是：包括后台中心服务终端(1)、操作展示终端(2)、数据采集模块(3)、定位模块(4)、导航模块(5)和中央数据处理模块(6)；所述数据采集模块(3)与后台中心服务终端(1)无线通讯连接；所述中央数据处理模块(6)嵌入操作展示终端(2)与操作展示终端(2)连接；所述中央数据处理模块(6)与后台中心服务终端(1)通过无线通讯连接；所述导航模块(5)与后台中心服务终端(1)和操作展示终端(2)连接；
所述操作展示终端(2)为用于展示建筑物三维实景图像信息和显示导航路线的液晶操作显示屏，所述操作展示终端(2)与中央数据处理器连接；
所述数据采集模块(3)包括室内全景图像信息采集系统和室外全景图像信息采集系统，所述室内全景图像信息采集系统为安装于建筑物内的360°全景高清摄像头(7)，所述360°全景高清摄像头(7)与后台中心服务终端(1)连接；所述室外全景图像信息采集系统为搭载有高清摄像机的无人飞行器(8)，所述无人飞行器(8)与后台服务终端通讯连接；
所述定位模块(4)包括室外定位系统(9)和室内定位系统(10)，所述室外定位系统(9)包括GPS模块(11)、GPRS模块(12)、北斗定位模块(13)和基站定位模块(14)，所述GPS模块(11)、GPRS模块(12)、北斗定位模块(13)和基站定位模块(14)均与中央数据处理模块(6)的信号输入端连接；所述室内定位系统(10)为室内蓝牙定位系统(15)；
所述导航模块(5)根据用户输入的当前位置和目标位置计算导航路径，并将导航路径显示于操作展示终端(2)。
2.根据权利要求1所述的建筑物的三维展示系统，其特征是：所述操作展示终端(2)为手机端、电脑端或设置于建筑物内的一体机端。
3.根据权利要求1所述的建筑物的三维展示系统，其特征是：所述建筑物顶端设有用于无人飞行器(8)起飞返航的停放平台。
4.根据权利要求1所述的建筑物的三维展示系统，其特征是：所述室内蓝牙定位系统(15)包括安装于建筑物内的蓝牙基站(16)、嵌入操作展示终端(2)的蓝牙惯导定位引擎(17)和嵌入后台中心服务终端(1)的地图引擎服务系统(18)，所述蓝牙基站(16)和地图引擎服务系统(18)与蓝牙惯导定位引擎(17)连接。
5.根据权利要求1所述的建筑物的三维展示系统，其特征是：所述导航模块(5)包括地图数据构建单元(19)、室内超宽带定位导航单元(20)、室外BD/GPS定位导航单元(21)和室内外定位数据融合单元(22)；
所述室内超宽带定位导航单元(20)用于采用测距模式进行室内空间定位，输出室内超宽带定位数据；
所述室外BD/GPS定位导航单元(21)用于通过北斗卫星导航/GPS卫星导航系统进行室外空间定位，采用伪距坐标算法计算定位坐标，输出室外BD/GPS定位数据；
所述的室内外定位数据融合单元(22)用于通过对定位标签的实际位置和建筑物的边界位置进行比对，判断出定位标签是在室内还是室外，根据判断结果智能切换定位模式，对室内外定位方式进行融合。
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