CN111556215A - 移动式物件自动建模方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了移动式物件自动建模方法和系统，其中方法包括以下步骤：通过人工智能模块对物件进行预扫描，确定扫描参数；根据扫描参数，控制拍摄设备移动至目标位置并对物件进行自动扫描；根据自动扫描结果，通过第一AI算法自动构建物件的三维模型。本发明通过人工智能模块进行预扫描确定扫描参数，根据扫描参数，控制拍摄设备移动至目标位置并对物件进行自动扫描并根据自动扫描结果通过第一AI算法自动构建物件的三维模型，物件三维模型构建的整个过程能够全自动完成，方便且效率高，克服了现有三维建模操作繁琐、费时费力，效率低的缺点。本发明作为一种移动式物件自动建模方法和系统，可广泛应用于三维建模技术中。

Description

移动式物件自动建模方法和系统

技术领域

本发明涉及三维建模技术，尤其涉及一种移动式物件自动建模方法和系统。

背景技术

随着电子技术和计算机技术的不断发展，三维建模技术在工业制造、游戏娱乐和虚拟现实等领域中有广泛的应用。而在现有的三维建模中，通常依赖于人工，如需要人工手动拍摄需要建模物体的各个角度的多张图片、参数调整，人工手动匹配校准等等，整个建模过程非常复杂，存在操作繁琐、费时费力，效率低等缺点。

发明内容

为了解决上述技术问题之一，本发明的目的是提供一种方便且效率高的移动式物件自动建模方法和系统。

本发明所采用的第一技术方案是：移动式物件自动建模方法，包括以下步骤：

通过人工智能模块对物件进行预扫描，确定扫描参数；

根据扫描参数，控制拍摄设备移动至目标位置并对物件进行自动扫描；

根据自动扫描结果，通过第一AI算法自动构建物件的三维模型；

其中，扫描参数包括目标位置。

进一步，所述通过人工智能模块对物件进行预扫描，确定扫描参数的步骤中，具体为：

通过人工智能模块对物件进行预设时间的扫描，并通过第二AI算法确定扫描参数，其中扫描参数还包括物件大小、扫描范围、环境灯光、拍摄角度。

进一步，所述通过人工智能模块对物件进行预设时间的扫描的步骤中，具体为：

根据物件的移动，通过人工智能模块对物件进行预设时间的扫描；

或根据人工智能模块的移动，通过人工智能模块对物件进行预设时间的扫描。

进一步，所述根据扫描参数，控制拍摄设备移动至目标位置并对物件进行自动扫描这一步骤，包括以下步骤：

根据扫描参数，通过人工智能模块自动控制拍摄设备移动至目标位置，并控制拍摄设备根据扫描参数进行自动扫描。

进一步，所述控制拍摄设备根据扫描参数进行自动扫描这一步骤，具体为：

直接控制拍摄设备的旋转移动和/或控制设置有拍摄设备的支架的移动，以使拍摄设备根据扫描参数进行自动扫描。

进一步，所述根据自动扫描结果，通过第一AI算法自动构建物件的三维模型这一步骤，具体为：

将自动扫描结果上传至服务器；

服务器根据自动扫描结果，通过第一AI算法自动构建物件的三维模型。

进一步，所述将自动扫描结果上传至服务器这一步骤，具体为：

通过有线或无线的方式，将自动扫描结果上传至服务器，其中无线的方式包括5G通信的方式。

进一步，提供显示画面，以显示预扫描或自动扫描的过程。

本发明所采用的第二技术方案是：

移动式物件自动建模系统，包括：

预扫描模块，用于对物件进行预扫描，确定扫描参数；

自动扫描模块，用于根据扫描参数，控制拍摄设备移动至目标位置并对物件进行自动扫描；

建模模块，用于根据自动扫描结果，通过第一AI算法自动构建物件的三维模型；

其中，扫描参数包括目标位置。

本发明所采用的第三技术方案是：

移动式物件自动建模系统，包括：

人工智能模块，用于对物件进行预扫描，确定扫描参数，并根据扫描参数控制拍摄设备；

拍摄设备，用于移动至目标位置并对物件进行自动扫描；

服务器，用于根据自动扫描结果，通过第一AI算法自动构建物件的三维模型；

其中，扫描参数包括目标位置。

本发明的有益效果是：本发明通过人工智能模块进行预扫描确定扫描参数，根据扫描参数，控制拍摄设备移动至目标位置并对物件进行自动扫描并根据自动扫描结果通过第一AI算法自动构建物件的三维模型；物件三维模型构建的整个过程能够全自动完成，而不需要人工进行繁琐的操作，方便且效率高，克服了现有三维建模操作繁琐、费时费力，效率低的缺点。

附图说明

图1是本发明实施例的一种移动式物件自动建模系统的第一结构框图；

图2是本发明实施例的一种移动式物件自动建模系统的第二结构框图；

图3是本发明实施例的一种移动式物件自动建模方法的步骤流程图；

图4是本发明实施例中预扫描的示意图；

图5是本发明实施例中自动扫描的示意图。

具体实施方式

以下将结合实施例和附图对本发明的构思、具体结构及产生的技术效果进行清楚、完整的描述，以充分地理解本发明的目的、方案和效果。

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，本文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。本文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。本文所使用的术语“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。本文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。

如图1所示，本实施例提供了一种移动式物件自动建模系统，包括：

人工智能模块，用于对物件进行预扫描，确定扫描参数，并根据扫描参数控制拍摄设备；

拍摄设备，用于移动至目标位置并对物件进行自动扫描；

服务器，用于根据自动扫描结果，通过第一AI算法自动构建物件的三维模型；

其中，扫描参数包括目标位置。

在本实施例中，可选地包括人工智能模块、拍摄设备、服务器和辅助设备。

其中，人工智能模块设置有摄像装置和第二AI算法，通过摄像装置对物件进行扫描，并将扫描到的信息通过第二AI算法进行处理确定扫描参数，扫描参数用于为拍摄设备提供基础参数，以使拍摄设备能够对物件进行自动扫描；可选地在本实施例中，扫描参数包括物件大小、扫描范围、拍摄角度、环境灯光、目标位置(即拍摄设备拍摄的目标位置)。

可选地，辅助设备包括支架，导轨，转台。支架和转台安装于导轨上，且两者均可以在导轨上进行滑动，以及在高度方向上进行上升和下降，可选地支架能够进行伸缩或旋转。同时，导轨可以设置为直线的形状或圆形、四边形、三角形等形状，不作限制。支架上设置有人工智能模块和拍摄设备，拍摄设备设置为可以进行360度旋转。

例如，当物件的体积或重量较小时，如面具，可以通过在转台上放置面具，通过转台的转动使面具转动，使得在预扫描时不需要移动人工智能模块即可以获取面具的信息，可选地为获取面具的360度信息，而为了人工智能模块可以更好地对面具进行预扫描，可以事先调节转台和支架的高度，和调节支架在导轨上的位置。

而在物件的体积或重量较大的时候，如椅子，可以不将椅子放置于转台，而放置于地面等其他地方，此时通过人工智能模块的移动，如通过圆形、四边形、三角形的导轨使支架在导轨上滑动，以获取椅子的信息，可选地为获取椅子的360度的信息。

另外，面具也可以采用放置于不旋转的转台上，通过人工智能模块的移动获取面具的信息。

同时，在拍摄设备进行自动扫描的过程中，拍摄设备自身可以进行360度旋转，同时支架能够进行伸缩，例如支架固定在导轨的某个位置上时，支架能够进行伸缩或旋转，使得拍摄设备能够靠近和远离物件，保证拍摄设备进行自动扫描的过程正常进行，在此过程中能避开物件而不会触碰到物件，防止对物件进行碰撞和损坏。

在本实施例中拍摄设备用于获取物件的三维数据，三维数据可以为二维的图片或照片、点云数据等。拍摄设备不作限定，例如可以为物体扫描仪如RGB-D摄像机，应用光学原理，使用RGB或深度相机、激光雷达、结构光等方式对物件等进行测距，并对物件结构进行数据模型采集和计算，也可以为其他具有边缘计算能力，集成有GPU芯片，能对采集的二维图片等数据进行初步的处理(如将二维图片按深度信息进行初步拼接等)的拍摄设备。

在本实施例中的所述物件，包括活动的物体和静止的物体，具体不作限定。

其中，拍摄设备具有通信模块，用于通过有线或无线的方式，将自动扫描结果上传至服务器，其中有线的方式可以为网线、光纤等方式，无线的方式可以为4G、5G通信、wifi、蓝牙等等的方式，具体传输方式不做限定。同时，上传可以为边扫描边上存或完成整个自动扫描过程后再上存，不作限定。

如图2所示，本实施例提供了另一种移动式物件自动建模系统，包括：

预扫描模块，用于对物件进行预扫描，确定扫描参数；

自动扫描模块，用于根据扫描参数，控制拍摄设备移动至目标位置并对物件进行自动扫描；

建模模块，用于根据自动扫描结果，通过第一AI算法自动构建物件的三维模型；

其中，扫描参数包括目标位置。

其中，上述第一系统实施例中的内容均适用于本系统实施例中，本系统实施例所具体实现的功能与上述第一系统实施例相同，并且达到的有益效果与第一系统实施例所达到的有益效果也相同。

如图3所示，本实施例还提供一种移动式物件自动建模方法，包括以下步骤：

S0、确定待扫描的物件；

S1、通过人工智能模块对物件进行预扫描，确定扫描参数；

S2、根据扫描参数，控制拍摄设备移动至目标位置并对物件进行自动扫描；

S3、根据自动扫描结果，通过第一AI算法自动构建物件的三维模型。

上述系统实施例中的内容均适用于本方法实施例中，本方法实施例所具体实现的功能与上述系统实施例相同，并且达到的有益效果与上述系统实施例所达到的有益效果也相同。

其中，在本实施例中，步骤S0具体为：

确定待扫描的物件，并将物件放置好，保证物件的多个表面不受阻挡，便于后续获取物件的相关信息。

例如，当物件为面具，将面具放置于转台上，并在转台上设置一支撑杆以支撑面具，确保面具的表面不受阻挡，在后续进行预扫描和自动扫描的过程中，不会出现晃动或掉落；物件为椅子，将椅子放置在如地面等平坦的地方。

在本实施例中，步骤S1具体包括：

S11：通过人工智能模块的摄像装置对物件进行预设时间的扫描，以获取物件的信息，可选地为获取物件的360度的信息，其中预设时间可以根据需要进行设置。物件的信息例如为需要扫描物件的大致位置等。

例如，如图4所示，通过转台使面具1进行旋转，人工智能模块2不需要移动即可获取面具1的信息，此时可以根据转台的转速，如旋转一定角度或旋转一圈所需要的时间事先进行预设时间的设置。

如在不旋转的转台上放置面具1，或在平坦的表面放置椅子，则通过人工智能模块2进行移动，例如使支架在导轨上进行滑动或通过支架的伸缩或旋转，获取面具1或椅子的信息，可选地为360度的信息。而此时，可以根据支架在导轨上滑动的时间，或支架的伸缩、旋转时间事先进行预设时间的设置。

S12：根据获取的物件信息，通过第二AI算法确定扫描参数，可选地扫描参数包括：物件大小、扫描范围、拍摄角度、环境灯光、拍摄设备拍摄的目标位置。物件大小指的是需要进行扫描的物件的实际大小；扫描范围指的是根据物件所确定的实际需要进行扫描的范围；拍摄角度指的是需要获取物件的表面信息所对应的多个不同角度，通过不同的角度可以得到不同角度(视角)下的物件的表面信息，例如深度信息和彩色信息；环境灯光指的是物件所处环境下的灯光信息，如亮度、饱和度、色调等等；拍摄设备拍摄的目标位置指的是拍摄设备进行拍摄的位置，如能与物件保持一个适当的拍摄距离，能很好地对物件进行自动扫描且不会触碰到物件，不会导致造成物件损坏的位置，可选地目标位置包括第一目标位置和第二目标位置。

例如，对面具1进行预扫描确定了扫描参数，即确定了面具1的大小以及实际需要进行扫描的范围和环境灯光，以及根据扫描范围确定的多个拍摄角度，当面具1距离拍摄设备3的距离较远时，通过人工智能模块2控制摄像设备到达面具1的附近，使面具1与拍摄设备3具有一个合适的距离(即移动至第一目标位置)；当获取的拍摄角度具有多个，如面具1的正面可能有30个不同的拍摄角度，后表面可能会有20个不同的拍摄角度、侧面可能会有30个不同的拍摄角度，当拍摄设备3在每一拍摄角度进行拍摄时，都会有一个第二目标位置，在该第二目标位置能够保证拍摄设备3与面具1保持一定的距离，使得拍摄设备3获取的面具1三维数据准确(如图片清晰，不会太近出现模糊的情况，又不会太远出现细节不清楚的情况)，同时在某个拍摄角度进行拍摄，或在不同拍摄角度进行变化而移动拍摄设备3时，拍摄设备3都不会触碰到面具1使面具1晃动和掉落，保证整个扫描过程顺利进行，且获取的面具1三维数据准确。

在本实施例中，步骤S2包括以下步骤：

根据扫描参数，通过人工智能模块2自动控制拍摄设备3移动至目标位置，并控制拍摄设备3根据扫描参数进行自动扫描。

具体地：根据第一目标位置，通过人工智能模块2控制拍摄设备3移动至第一目标位置，根据多个不同拍摄角度，按顺序进行每一个拍摄角度的拍摄，其中拍摄的顺序可以进行事先设置。

例如，如图5所示，若预扫描确定的第一目标位置与拍摄设备3的位置距离较远，则通过人工智能模块2控制拍摄设备3移动至第一目标位置，在第一目标位置与面具1会具有一个合适的距离，然后开始对面具1进行自动扫描。在对面具1进行自动扫描时，人工智能模块2控制拍摄设备3移动到其中一个第二目标位置，进行其中一个拍摄角度的拍摄，然后可以通过事先设置的方式，如先在面具1的正面进行拍摄、再进行侧面、背面的拍摄，也可以设置为先进行背面的拍摄，再进行正面、侧面的拍摄，也可以不进行事先设定随机进行拍摄，或自动按照效率最高的顺序，例如当前位置为在面具1的正面上方进行拍摄，则使拍摄设备3移动最短距离可选对位于面具1正面上方的附近的角度进行拍摄。

另外，在拍摄设备3进行自动扫描的过程，为了在不同的拍摄角度对物件进行拍摄，可以通过转台的移动或升降，或支架和拍摄设备3的移动进行拍摄。例如，对面具1的正面拍摄完后，如果需要对面具1的背面进行拍摄，可以通过转台旋转的方式将背面移动到面具1的正面原来的位置，进行拍摄，或者可以通过支架的伸缩、升降、拍摄设备3的旋转移动到达面具1的背面进行拍摄，或者也可以通过转台旋转、升降与支架的伸缩、升降、拍摄设备3的旋转移动结合的方式进行面具1的不同表面的拍摄，具体方式不作限定。当在各个不同的拍摄角度对面具1进行拍摄完后，则完成自动扫描过程，得到自动扫描结果，即得到面具1的三维数据。

进一步作为可选地实施方式，提供显示画面，以显示预扫描或自动扫描的过程。例如可以设置观察的摄像装置，通过摄像装置的显示画面，供人员观察预扫描或自动扫描的过程，观察系统运行是否正常，物件的状态，如摆放位置等是否正常、转台是否正常旋转、拍摄设备3是否正常运作，导轨、支架的状态是否正常，便于及时发现及进行调整。

在本实施例中，步骤S3具体包括：

S31、将拍摄设备3获得的自动扫描结果通过有线或无线的方式上传至服务器。其中有线的方式可以为网线、光纤等，无线的方式可以为4G、5G通信、wifi、蓝牙等的方式，具体传输方式不做限定；上存可以为边扫描边上存，也可以为在所有拍摄角度均进行拍摄之后，再进行上存。

S32、由服务器根据自动扫描结果，通过第一AI算法自动构建物件的三维模型。

采用第一AI算法对通过自动扫描结果获取的物件的三维数据进行处理，例如包括去噪、去锯齿、锐化、平滑、饱和度优化、着色、模型修复、(利用环境灯光进行)贴图处理、超分辨率处理、渲染和压缩等等的过程，得到物件的三维模型。

进一步作为可选的实施方式，生成的三维模型能够进行储存，可以通过调用的方式进行查看展示。例如可以通过智能显示屏、AR设备、VR设备和浏览器等等的方式查看。

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文描述的过程的操作，除非本文另外指示或以其他方式明显地与上下文矛盾。本文描述的过程(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，本文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文所述的功能，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。在本发明可选的实施例中，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.移动式物件自动建模方法，其特征在于，包括以下步骤：

通过人工智能模块对物件进行预扫描，确定扫描参数；

根据扫描参数，控制拍摄设备移动至目标位置并对物件进行自动扫描；

根据自动扫描结果，通过第一AI算法自动构建物件的三维模型；

其中，扫描参数包括目标位置。

2.根据权利要求1所述的移动式物件自动建模方法，其特征在于，所述通过人工智能模块对物件进行预扫描，确定扫描参数的步骤中，具体为：

通过人工智能模块对物件进行预设时间的扫描，并通过第二AI算法确定扫描参数，其中扫描参数还包括物件大小、扫描范围、环境灯光和拍摄角度。

3.根据权利要求2所述的移动式物件自动建模方法，其特征在于，所述通过人工智能模块对物件进行预设时间的扫描的步骤中，具体为：

根据物件的移动，通过人工智能模块对物件进行预设时间的扫描；

或根据人工智能模块的移动，通过人工智能模块对物件进行预设时间的扫描。

4.根据权利要求1所述的移动式物件自动建模方法，其特征在于，所述根据扫描参数，控制拍摄设备移动至目标位置并对物件进行自动扫描这一步骤，包括以下步骤：

根据扫描参数，通过人工智能模块自动控制拍摄设备移动至目标位置，并控制拍摄设备根据扫描参数进行自动扫描。

5.根据权利要求4所述的移动式物件自动建模方法，其特征在于，所述控制拍摄设备根据扫描参数进行自动扫描这一步骤，具体为：

直接控制拍摄设备的旋转移动和/或控制设置有拍摄设备的支架的移动，以使拍摄设备根据扫描参数进行自动扫描。

6.根据权利要求1所述的移动式物件自动建模方法，其特征在于，所述根据自动扫描结果，通过第一AI算法自动构建物件的三维模型这一步骤，具体为：

将自动扫描结果上传至服务器；

服务器根据自动扫描结果，通过第一AI算法自动构建物件的三维模型。

7.根据权利要求6所述的移动式物件自动建模方法，其特征在于，所述将自动扫描结果上传至服务器这一步骤，具体为：

通过有线或无线的方式，将自动扫描结果上传至服务器，其中无线的方式包括5G通信的方式。

8.根据权利要求1所述的移动式物件自动建模方法，其特征在于，还包括以下步骤：

提供显示画面，以显示预扫描或自动扫描的过程。

9.移动式物件自动建模系统，其特征在于，包括：

预扫描模块，用于对物件进行预扫描，确定扫描参数；

自动扫描模块，用于根据扫描参数，控制拍摄设备移动至目标位置并对物件进行自动扫描；

建模模块，用于根据自动扫描结果，通过第一AI算法自动构建物件的三维模型；

其中，扫描参数包括目标位置。

10.移动式物件自动建模系统，其特征在于，包括：

人工智能模块，用于对物件进行预扫描，确定扫描参数，并根据扫描参数控制拍摄设备；

拍摄设备，用于移动至目标位置并对物件进行自动扫描；

服务器，用于根据自动扫描结果，通过第一AI算法自动构建物件的三维模型；

其中，扫描参数包括目标位置。

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