CN110660124A - 一种三维模型建模与编辑系统和方法 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维模型建模与编辑系统和方法，所述系统包括用于从扫描对象采集三维扫描数据的数据扫描模块，用于根据采集到的三维扫描数据进行模型编辑处理，从而生成原始三维模型的模型编辑模块，以及用于对所述原始三维模型进行业务编辑处理，从而生成业务三维模型的业务编辑模块。本发明通过依次使用数据扫描模块、模型编辑模块和业务编辑模块依次采集大型室外场地、商业建筑和工业设施等对象的三维扫描数据并对三维扫描数据进行处理，最终得到业务三维模型，并且将数据采集、数据处理和模型生成和模型应用的整个过程进行配套管理，提高三维模型建模效率，有利于节省使用成本。本发明广泛应用于三维模型建模技术领域。

Description

一种三维模型建模与编辑系统和方法

技术领域

本发明涉及三维模型建模技术领域，尤其是一种三维模型建模与编辑系统和方法。

背景技术

在城建规划、建筑设计和工业施工等领域，需要进行三维模型建模。三维模型建模的过程包括数据采集、数据处理、模型生成和模型应用等，现有的三维模型建模技术不能对数据采集、数据处理和模型生成和模型应用的整个过程进行配套管理，效率较低，不利于节省使用成本。

发明内容

为了解决上述技术问题，本发明的目的在于提供一种三维模型建模与编辑系统和方法。

一方面，本发明实施例包括一种三维模型建模与编辑系统，包括：

数据扫描模块，用于从扫描对象采集三维扫描数据；所述扫描对象包括场地、建筑和/或设施；

模型编辑模块，用于根据采集到的三维扫描数据进行模型编辑处理，从而生成原始三维模型；所述模型编辑处理包括优化编辑、对象化编辑、模型属性编辑、标签编辑和图形编辑中的至少一种；

业务编辑模块，用于对所述原始三维模型进行业务编辑处理，从而生成业务三维模型；所述业务编辑处理包括业务属性导入、业务行为导入、业务属性关联编辑、业务行为关联编辑和业务数据关联编辑中的至少一种。

进一步地，所述三维模型建模与编辑系统还包括：

模型管理模块，用于设置公共三维模型库、公共业务三维模型库和应用业务三维模型库，并将所述原始三维模型和/或业务三维模型存储在所述公共三维模型库、公共业务三维模型库和应用业务三维模型库中的至少一个之中。

进一步地，所述三维模型建模与编辑系统还包括：

模型发布模块，用于对存储在所述公共三维模型库、公共业务三维模型库和/或应用业务三维模型库中的所述原始三维模型和/或业务三维模型进行发布处理，所述发布处理包括发布审核、发布提交、订阅通知和发布通知中的至少一种。

进一步地，所述三维模型建模与编辑系统还包括：

模型应用模块，用于对所述业务三维模型进行模型应用处理，所述模型应用处理包括三维场景漫游、三维场景运动控制、三维模型查询、三维空间定位、模型运动控制、空间测量、动态标签管理、图层控制和模型皮肤管理中的至少一种；所述三维场景运动控制包括缩放控制、旋转控制和平移控制中的至少一种；所述三维模型查询包括基于模型属性的查询和基于检索式的查询。

进一步地，所述三维模型建模与编辑系统还包括：

视频融合成像模块，用于从所述公共三维模型库、公共业务三维模型库和/或应用业务三维模型库中查询相应的业务三维模型；还用于解析得到业务数据，然后通过所查询到的业务三维模型展示所述业务数据。

进一步地，所述三维模型建模与编辑系统还包括：

监控模块，用于对所述视频融合成像模块所展示的所述业务三维模型进行目标跟踪、定位和导航。

进一步地，所述三维模型建模与编辑系统还包括：

三维扫描数据存储模块，用于存储所述三维扫描数据，并对所述三维扫描数据进行第一预处理，所述第一预处理包括上传、下载、存取、兼容性检查、属性编辑、版本管理、备份和归档中的至少一种。

进一步地，所述三维模型建模与编辑系统还包括：

模型存储模块，用于存储所述原始三维模型和/或业务三维模型，并对所述原始三维模型和/或业务三维模型进行第二预处理，所述第二预处理包括上传、下载、存取、兼容性检查、属性编辑、分类标签关联编辑、版本管理、备份和归档中的至少一种。

进一步地，所述三维模型建模与编辑系统还包括：

视频资源接入模块，用于为所述业务三维模型接入视频资源；

视频资源管理模块，用于对所述视频资源进行管理处理，所述管理处理包括视频设备管理、视频数据采集、视频数据存储、视频数据转发和视频数据回放中的至少一种。

另一方面，本发明实施例还包括一种三维模型建模与编辑方法，包括以下步骤：

从扫描对象采集三维扫描数据；所述扫描对象包括场地、建筑和/或设施；

根据采集到的三维扫描数据进行模型编辑处理，从而生成原始三维模型；所述模型编辑处理包括优化编辑、对象化编辑、模型属性编辑、标签编辑和图形编辑中的至少一种；

对所述原始三维模型进行业务编辑处理，从而生成业务三维模型；所述业务编辑处理包括业务属性导入、业务行为导入、业务属性关联编辑、业务行为关联编辑和业务数据关联编辑中的至少一种。

本发明的有益效果是：本发明实施例中的三维模型建模与编辑系统通过依次使用数据扫描模块、模型编辑模块和业务编辑模块依次采集大型室外场地、商业建筑和工业设施等对象的三维扫描数据并对三维扫描数据进行处理，最终得到业务三维模型，所述业务三维模型可以展现大型室外场地、商业建筑和工业设施等对象的三维模型效果，并且将数据采集、数据处理和模型生成和模型应用的整个过程进行配套管理，提高三维模型建模效率，有利于节省使用成本。

附图说明

图1为本发明三维模型建模与编辑系统实施例的第一结构示意图；

图2为本发明三维模型建模与编辑系统实施例的第二结构示意图；

图3为本发明三维模型建模与编辑系统实施例的第三结构示意图；

图4为本发明三维模型建模与编辑系统实施例的第四结构示意图；

图5为本发明三维模型建模与编辑系统实施例的第五结构示意图；

图6为本发明三维模型建模与编辑系统实施例的第六结构示意图；

图7为本发明三维模型建模与编辑系统实施例的第七结构示意图；

图8为本发明三维模型建模与编辑系统实施例的第八结构示意图；

图9为本发明三维模型建模与编辑系统实施例的第九结构示意图；

图10为本发明三维模型建模与编辑方法实施例的流程图。

具体实施方式

本实施例中所述三维模型建模与编辑系统所包括的各模块，可以是同一硬件设备中具有相应功能的零部件，或者同一硬件设备上所运行的软件程序中所包含的具有相应功能的软件模块，所述软件模块可以通过程序函数或者开放接口的软件包等形式体现出来，所述各模块也可以是不同的硬件设备，即所述三维模型建模与编辑系统是一个由多个不同的硬件设备组成的系统。

本实施例中所述三维模型建模与编辑系统，参照图1，包括：

数据扫描模块，用于从场地、建筑和/或设施采集三维扫描数据；

模型编辑模块，用于根据采集到的三维扫描数据进行优化编辑、对象化编辑、模型属性编辑、标签编辑和图形编辑中的至少一种处理，从而生成原始三维模型；

业务编辑模块，用于对所述原始三维模型进行业务属性导入、业务行为导入、业务属性关联编辑、业务行为关联编辑和业务数据关联编辑中的至少一种处理，从而生成业务三维模型。

本实施例中，所述数据扫描模块可以是无人机、场地固定扫描设备或手持扫描设备，这些扫描设备通过航拍等方式，利用激光扫描技术获取大型室外场地、商业建筑和工业设施等对象的高精度三维扫描数据。

本实施例中，所述模型编辑模块和业务编辑模块由同一主机运行，该主机可以是个人电脑，也可以是服务器设备，该主机通过USB接口或者Zigbee等与模型编辑模块连接，从而获取数据扫描模块采集到的三维扫描数据。

所述模型编辑模块在接收到数据扫描模块发送过来的三维扫描数据后，对所述三维扫描数据进行优化编辑、对象化编辑、模型属性编辑、标签编辑和图形编辑中的一种或者任意多种的组合的处理，经过这些处理所得到的数据就是原始三维模型，其在三维的角度展现了大型室外场地、商业建筑和工业设施等对象的形态。

所述业务编辑模块在接收到模型编辑模块发送过来的原始三维模型后，对所述原始三维模型进行业务属性导入、业务行为导入、业务属性关联编辑、业务行为关联编辑和业务数据关联编辑中的至少一种处理，经过这些处理所得到的数据就是业务三维模型。所述业务三维模型可以展现大型室外场地、商业建筑和工业设施等对象的三维模型效果，使得本领域技术人员可以根据业务三维模型进行工作计划设计、安排和分配。

进一步作为优选的实施方式，参照图2，本实施例中所述三维模型建模与编辑系统还包括：

模型管理模块，用于设置公共三维模型库、公共业务三维模型库和应用业务三维模型库，并将所述原始三维模型和/或业务三维模型存储在所述公共三维模型库、公共业务三维模型库和应用业务三维模型库中的至少一个之中。

本实施例中，可以使用一个具有较大存储空间的服务器主机运行数据库软件来作为所述模型管理模块，即所述模型管理模块本身可以设置公共三维模型库、公共业务三维模型库和应用业务三维模型库等数据库。所述公共三维模型库、公共业务三维模型库和应用业务三维模型库之间可以分别使用不同的硬件设备，也可以是在同一硬件设备中的不同存储分区。本实施例中，将所述原始三维模型存储在公共三维模型库中，将所述业务三维模型存储在公共业务三维模型库中，然后将所述业务三维模型的备份存储在应用业务三维模型库中。本领域技术人员还可以通过数据压缩或者分段等方式，将原始三维模型和业务三维模型压缩和分段后存储在公共三维模型库、公共业务三维模型库和应用业务三维模型库中。

进一步作为优选的实施方式，参照图3，本实施例中所述三维模型建模与编辑系统还包括：模型发布模块，用于对存储在所述公共三维模型库、公共业务三维模型库和/或应用业务三维模型库中的所述原始三维模型和/或业务三维模型进行发布处理，所述发布处理包括发布审核、发布提交、订阅通知和发布通知中的至少一种。

本实施例中，所述模型发布模块与模型管理模块连接，即使用服务器主机作为模型管理模块时，所述模型发布模块可以是一台与服务器主机连接的个人主机，所述模型发布模块也可以是同样运行在所述服务器主机上的软件程序，并且接入到公共三维模型库、公共业务三维模型库和/或应用业务三维模型库的接口中。所述模型发布模块从模型管理模块读取原始三维模型和/或业务三维模型等数据，然后对原始三维模型和/或业务三维模型进行发布审核，当审核通过后进行发布提交，并且在发布提交成功后向建筑物业主等甲方单位发送订阅通知和发布通知等。

进一步作为优选的实施方式，参照图4，本实施例中所述三维模型建模与编辑系统还包括：

模型应用模块，用于对所述业务三维模型进行三维场景漫游、三维场景运动控制、三维模型查询、三维空间定位、模型运动控制、空间测量、动态标签管理、图层控制和模型皮肤管理中的至少一种处理；所述三维场景运动控制包括缩放控制、旋转控制和平移控制中的至少一种；所述三维模型查询包括基于模型属性的查询和基于检索式的查询。

本实施例中，所述模型应用模块与模型发布模块连接，即使用个人主机作为模型发布模块时，所述模型应用模块可以是另一台与模型发布模块所在个人主机连接的个人主机，所述模型应用模块也可以是同样运行在模型发布模块所在个人主机上的软件程序。所述模型管理模块从模型发布模块读取业务三维模型，然后对所述业务三维模型进行三维场景漫游、三维场景运动控制、三维模型查询、三维空间定位、模型运动控制、空间测量、动态标签管理、图层控制和模型皮肤管理中的至少一种处理，从而实现业务三维模型应用的通用化。

进一步作为优选的实施方式，参照图5，本实施例中所述三维模型建模与编辑系统还包括：

视频融合成像模块，用于从所述公共三维模型库、公共业务三维模型库和/或应用业务三维模型库中查询相应的业务三维模型；还用于解析得到业务数据，然后通过所查询到的业务三维模型展示所述业务数据。

本实施例中，所述视频融合成像模块可以进行基于业务属性的业务三维模型查询和基于业务行为指令的业务三维模型查询。例如，当本实施例中的系统应用在对断路器的三维模型建模时，所述基于业务属性的业务三维模型查询可以应用在如下场景：基于断路器业务编号在场景中查询相关业务三维模型；所述基于业务行为指令的业务三维模型查询可以应用在如下场景：向指定断路器模型发送分/合闸控制指令。

其中，视频融合成像模块查询相应的业务三维模型，是指从所述公共三维模型库、公共业务三维模型库和/或应用业务三维模型库中查询相应的业务三维模型并进行输出；视频融合成像模块还可以接收业务行为指令并对所述业务行为指令进行响应，这一过程具体为：视频融合成像模块从业务行为指令中解析出业务数据，是在所查询到的业务三维模型上展示与所述业务行为指令有关的业务数据，从而实现业务数据的可视化。

进一步作为优选的实施方式，参照图6，本实施例中所述三维模型建模与编辑系统还包括：

监控模块，用于对所述视频融合成像模块所展示的所述业务三维模型进行目标跟踪、定位和导航。

本实施例中，所述监控模块通过内存管理等形式实时监控所述视频融合成像模块所展示的业务数据，并对所述业务三维模型进行目标跟踪、定位和导航。

进一步作为优选的实施方式，参照图7，本实施例中所述三维模型建模与编辑系统还包括：

三维扫描数据存储模块，用于存储所述三维扫描数据，并对所述三维扫描数据进行上传、下载、存取、兼容性检查、属性编辑、版本管理、备份和归档中的至少一种处理。

本实施例中，所述三维扫描数据存储模块是一个具有独立存储空间的硬件设备。所述三维扫描数据存储模块与数据扫描模块连接，即数据扫描模块所产生的三维扫描数据除了发送至模型编辑模块，还进行备份并将备份发送至三维扫描数据存储模块。

进一步作为优选的实施方式，参照图8，本实施例中所述三维模型建模与编辑系统还包括：

模型存储模块，用于存储所述原始三维模型和/或业务三维模型，并对所述原始三维模型和/或业务三维模型进行上传、下载、存取、兼容性检查、属性编辑、分类标签关联编辑、版本管理、备份和归档中的至少一种处理。

本实施例中，所述模型存储模块是一个具有独立存储空间的硬件设备。所述模型存储模块与模型编辑模块和模型管理模块中的一个或全部连接，即模型编辑模块和/或模型管理模块所产生的三维扫描数据除了发送至业务编辑模块/模型发布模块，还进行备份并将备份发送至模型存储模块。

进一步作为优选的实施方式，参照图9，本实施例中所述三维模型建模与编辑系统还包括：

视频资源接入模块，用于为所述业务三维模型接入视频资源；

视频资源管理模块，用于对所述视频资源进行视频设备管理、视频数据采集、视频数据存储、视频数据转发和视频数据回放中的至少一种处理。

本实施例中，所述视频资源接入模块和视频资源管理模块均与模型管理模块连接。所述视频资源接入模块与互联网的服务器连接，因此可以从互联网下载视频资源并将视频资源发送给模型管理模块，使得模型管理模块将视频资源接入到业务三维模型中，在展示业务三维模型时一并同步播放所述视频资源。

具体地，所述在展示业务三维模型时一并同步播放所述视频资源这一步骤，是由视频资源管理模块执行的。所述视频资源管理模块对所述视频资源进行视频设备管理、视频数据采集、视频数据存储、视频数据转发和视频数据回放中的至少一种处理，使得所述视频资源的播放进度可以与业务三维模型的动作展示同步。

本实施例中一种三维模型建模与编辑方法，参照图10，包括以下步骤：

S1.从场地、建筑和/或设施采集三维扫描数据；

S2.根据采集到的三维扫描数据进行优化编辑、对象化编辑、模型属性编辑、标签编辑和图形编辑中的至少一种处理，从而生成原始三维模型；

S3.对所述原始三维模型进行业务属性导入、业务行为导入、业务属性关联编辑、业务行为关联编辑和业务数据关联编辑中的至少一种处理，从而生成业务三维模型。

本实施例中的三维模型建模与编辑方法，可以使用本发明的三维模型建模与编辑系统来执行，具备该系统相应的功能和有益效果。

需要说明的是，如无特殊说明，当某一特征被称为“固定”、“连接”在另一个特征，它可以直接固定、连接在另一个特征上，也可以间接地固定、连接在另一个特征上。此外，本公开中所使用的上、下、左、右等描述仅仅是相对于附图中本公开各组成部分的相互位置关系来说的。在本公开中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。此外，除非另有定义，本实施例所使用的所有的技术和科学术语与本技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本实施例说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例，而不是为了限制本发明。本实施例所使用的术语“和/或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的组合。

应当理解，尽管在本公开可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种元件，但这些元件不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的元件彼此区分开。例如，在不脱离本公开范围的情况下，第一元件也可以被称为第二元件，类似地，第二元件也可以被称为第一元件。本实施例所提供的任何以及所有实例或示例性语言(“例如”、“如”等)的使用仅意图更好地说明本发明的实施例，并且除非另外要求，否则不会对本发明的范围施加限制。

应当认识到，本发明的实施例可以由计算机硬件、硬件和软件的组合、或者通过存储在非暂时性计算机可读存储器中的计算机指令来实现或实施。所述方法可以使用标准编程技术-包括配置有计算机程序的非暂时性计算机可读存储介质在计算机程序中实现，其中如此配置的存储介质使得计算机以特定和预定义的方式操作——根据在具体实施例中描述的方法和附图。每个程序可以以高级过程或面向对象的编程语言来实现以与计算机系统通信。然而，若需要，该程序可以以汇编或机器语言实现。在任何情况下，该语言可以是编译或解释的语言。此外，为此目的该程序能够在编程的专用集成电路上运行。

此外，可按任何合适的顺序来执行本实施例描述的过程的操作，除非本实施例另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本实施例描述的过程(或变型和/或其组合)可在配置有可执行指令的一个或多个计算机系统的控制下执行，并且可作为共同地在一个或多个处理器上执行的代码(例如，可执行指令、一个或多个计算机程序或一个或多个应用)、由硬件或其组合来实现。所述计算机程序包括可由一个或多个处理器执行的多个指令。

进一步，所述方法可以在可操作地连接至合适的任何类型的计算平台中实现，包括但不限于个人电脑、迷你计算机、主框架、工作站、网络或分布式计算环境、单独的或集成的计算机平台、或者与带电粒子工具或其它成像装置通信等等。本发明的各方面可以以存储在非暂时性存储介质或设备上的机器可读代码来实现，无论是可移动的还是集成至计算平台，如硬盘、光学读取和/或写入存储介质、RAM、ROM等，使得其可由可编程计算机读取，当存储介质或设备由计算机读取时可用于配置和操作计算机以执行在此所描述的过程。此外，机器可读代码，或其部分可以通过有线或无线网络传输。当此类媒体包括结合微处理器或其他数据处理器实现上文所述步骤的指令或程序时，本实施例所述的发明包括这些和其他不同类型的非暂时性计算机可读存储介质。当根据本发明所述的方法和技术编程时，本发明还包括计算机本身。

计算机程序能够应用于输入数据以执行本实施例所述的功能，从而转换输入数据以生成存储至非易失性存储器的输出数据。输出信息还可以应用于一个或多个输出设备如显示器。在本发明优选的实施例中，转换的数据表示物理和有形的对象，包括显示器上产生的物理和有形对象的特定视觉描绘。

以上所述，只是本发明的较佳实施例而已，本发明并不局限于上述实施方式，只要其以相同的手段达到本发明的技术效果，凡在本发明的精神和原则之内，所做的任何修改、等同替换、改进等，均应包含在本发明保护的范围之内。在本发明的保护范围内其技术方案和/或实施方式可以有各种不同的修改和变化。

Claims (10)

1.一种三维模型建模与编辑系统，其特征在于，包括：

数据扫描模块，用于从扫描对象采集三维扫描数据；所述扫描对象包括场地、建筑和/或设施；

模型编辑模块，用于根据采集到的三维扫描数据进行模型编辑处理，从而生成原始三维模型；所述模型编辑处理包括优化编辑、对象化编辑、模型属性编辑、标签编辑和图形编辑中的至少一种；

业务编辑模块，用于对所述原始三维模型进行业务编辑处理，从而生成业务三维模型；所述业务编辑处理包括业务属性导入、业务行为导入、业务属性关联编辑、业务行为关联编辑和业务数据关联编辑中的至少一种。

2.根据权利要求1所述的一种三维模型建模与编辑系统，其特征在于，还包括：

模型管理模块，用于设置公共三维模型库、公共业务三维模型库和应用业务三维模型库，并将所述原始三维模型和/或业务三维模型存储在所述公共三维模型库、公共业务三维模型库和应用业务三维模型库中的至少一个之中。

3.根据权利要求2所述的一种三维模型建模与编辑系统，其特征在于，还包括：

模型发布模块，用于对存储在所述公共三维模型库、公共业务三维模型库和/或应用业务三维模型库中的所述原始三维模型和/或业务三维模型进行发布处理，所述发布处理包括发布审核、发布提交、订阅通知和发布通知中的至少一种。

4.根据权利要求3所述的一种三维模型建模与编辑系统，其特征在于，还包括：

模型应用模块，用于对所述业务三维模型进行模型应用处理，所述模型应用处理包括三维场景漫游、三维场景运动控制、三维模型查询、三维空间定位、模型运动控制、空间测量、动态标签管理、图层控制和模型皮肤管理中的至少一种；所述三维场景运动控制包括缩放控制、旋转控制和平移控制中的至少一种；所述三维模型查询包括基于模型属性的查询和基于检索式的查询。

5.根据权利要求4所述的一种三维模型建模与编辑系统，其特征在于，还包括：

视频融合成像模块，用于从所述公共三维模型库、公共业务三维模型库和/或应用业务三维模型库中查询相应的业务三维模型；还用于解析得到业务数据，然后通过所查询到的业务三维模型展示所述业务数据。

6.根据权利要求5所述的一种三维模型建模与编辑系统，其特征在于，还包括：

监控模块，用于对所述视频融合成像模块所展示的所述业务三维模型进行目标跟踪、定位和导航。

7.根据权利要求1-6任一项所述的一种三维模型建模与编辑系统，其特征在于，还包括：

三维扫描数据存储模块，用于存储所述三维扫描数据，并对所述三维扫描数据进行第一预处理，所述第一预处理包括上传、下载、存取、兼容性检查、属性编辑、版本管理、备份和归档中的至少一种。

8.根据权利要求1-6任一项所述的一种三维模型建模与编辑系统，其特征在于，还包括：

模型存储模块，用于存储所述原始三维模型和/或业务三维模型，并对所述原始三维模型和/或业务三维模型进行第二预处理，所述第二预处理包括上传、下载、存取、兼容性检查、属性编辑、分类标签关联编辑、版本管理、备份和归档中的至少一种。

9.根据权利要求1所述的一种三维模型建模与编辑系统，其特征在于，还包括：

视频资源接入模块，用于为所述业务三维模型接入视频资源；

视频资源管理模块，用于对所述视频资源进行管理处理，所述管理处理包括视频设备管理、视频数据采集、视频数据存储、视频数据转发和视频数据回放中的至少一种。

10.一种三维模型建模与编辑方法，其特征在于，包括以下步骤：

从扫描对象采集三维扫描数据；所述扫描对象包括场地、建筑和/或设施；

根据采集到的三维扫描数据进行模型编辑处理，从而生成原始三维模型；所述模型编辑处理包括优化编辑、对象化编辑、模型属性编辑、标签编辑和图形编辑中的至少一种；

对所述原始三维模型进行业务编辑处理，从而生成业务三维模型；所述业务编辑处理包括业务属性导入、业务行为导入、业务属性关联编辑、业务行为关联编辑和业务数据关联编辑中的至少一种。

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