CN111696194A - 基于现场勘查的三维可视化实现方法、系统和存储介质 - Google Patents

基于现场勘查的三维可视化实现方法、系统和存储介质 Download PDF

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Abstract

本发明公开了一种基于现场勘查的三维可视化实现方法、系统和存储介质，其中方法包括以下步骤：扫描现场的图像数据，将图像数据发送至建模云平台；在建模云平台中，结合图像数据和预设的人工智能算法生成现场的三维模型和三维模型的点云数据，将三维模型和点云数据发送至现场勘查管理平台；基于现场勘查管理平台，根据三维模型显示现场画面，以及根据点云数据获得并展示室内的二维户型图。本发明通过对案发现场进行扫描，快速地对案发现场进行记录，提高了现场勘查的效率和质量；根据扫描的图像数据生成三维模型，能够让工作人员更加直观、快速地了解案发现场的情况，可广泛应用于数据处理领域。

Description

基于现场勘查的三维可视化实现方法、系统和存储介质
技术领域
本发明涉及数据处理领域，尤其涉及一种基于现场勘查的三维可视化实现方法、系统和存储介质。
背景技术
近年来，随着社会的转型，经济的发展，人财物流动的加剧，以盗窃、抢夺、抢劫、诈骗等为代表的侵财犯罪呈现高发态势。这些案件的案值可能不大，却直接关系到人民群众的生产生活，影响群众的安全感和满意度且占全部刑事案件的80％以上。目前，即使是大城市的小案破案率也只在40％左右徘徊。之所以小案的破案率不高，主要是基层民警的犯罪现场勘查工作较为粗糙，且目前犯罪现场勘查或现场拍照等形式对案件进行分析研究，影响了效率。
发明内容
为了解决上述技术问题，本发明的目的是提供一种基于现场勘查的三维可视化实现方法、系统和存储介质，有效地帮助办案人员勘查与还原现场情况。
本发明所采用的技术方案是：
一种基于现场勘查的三维可视化实现方法，包括以下步骤：
扫描现场的图像数据，将图像数据发送至建模云平台；
在建模云平台中，结合图像数据和预设的人工智能算法生成现场的三维模型和三维模型的点云数据，将三维模型和点云数据发送至现场勘查管理平台；
基于现场勘查管理平台，根据三维模型显示现场画面，以及根据点云数据获得并展示室内的二维户型图。
进一步，所述三维模型包括立体图模型和三维实景模型，所述三维实景模型包括现场的3D模型和现场的实时视频流。
进一步，还包括模型中融合并播放图片数据或视频数据的步骤，具体为：
获取并存储图片数据或视频数据，根据图片数据或视频数据生成触发链接；
在三维实景模型的预设位置设置触发按键，将触发链接与触发按键进行绑定；
检测到触发按键被触发，根据触发链接显示对应的图片数据或视频数据。
进一步，还包括在三维模型中进行标记的步骤，具体为：
在三维模型中预设的画面上增添标记符号和/标记文字。
进一步，所述图像数据包括室内图像数据和户外图像数据。
进一步，所述根据点云数据获得室内的二维户型图这一步骤，具体为：
根据三维模型的点云数据对三维模型进行切片处理，获取模型截面的点云数据；
采用预设的深度学习算法对模型截面的点云数据进行连接，生成室内的二维户型图。
进一步，还包括工具扫描步骤，具体为：
对需要扫描的工具进行扫描与建模，生成工具三维模型；
将工具三维模型发送至现场勘查管理平台，根据工具三维模型对工具进行显示。
本发明所采用的另一技术方案是：
一种基于现场勘查的三维可视化实现系统，包括：
扫描模块，用于扫描现场的图像数据，将图像数据发送至建模云平台；
建模模块，用于在建模云平台中，结合图像数据和预设的人工智能算法生成现场的三维模型和三维模型的点云数据，将三维模型和点云数据发送至现场勘查管理平台；
显示模块，用于基于现场勘查管理平台，根据三维模型显示现场画面，以及根据点云数据获得并展示室内的二维户型图。
本发明所采用的另一技术方案是：
一种基于现场勘查的三维可视化实现系统，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上所述方法。
本发明所采用的另一技术方案是：
一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如上所述方法。
本发明的有益效果是：本发明通过对案发现场进行扫描和三维模型生成，快速地对案发现场进行记录与还原，提高了现场勘查的效率和质量；根据扫描的图像数据生成三维模型，能够让工作人员更加直观、快速地了解案发现场的情况；另外，将现场勘查结果存储在平台上，方便对数据进行管理，也方便工作人员进行查看。
附图说明
图1是实施例中一种基于现场勘查的三维可视化实现方法的步骤流程图；
图2是实施例中现场勘查的立体图模型的示意图；
图3是实施例中现场勘查的三维实景模型的示意图；
图4是实施例中现场勘查的平面图的示意图；
图5是实施例的三维模型中某一截面的点云数据的示意图；
图6是实施例中对点云数据进行处理后获得的二维户型图的示意图；
图7是实施例的三维模型中户外场景示意图；
图8是实施例的三维模型中播放嵌入的视频数据的示意图；
图9是实施例的三维模型中显示嵌入的图片的示意图；
图10是实施例中对三维模型中的画面进行标记的示意图；
图11是实施例中扫描现场工具获得的工具三维模型的示意图；
图12是实施例中一种基于现场勘查的三维可视化实现系统的结构框图。
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。
犯罪现场勘查是案件侦办的起点。犯罪现场的固定、还原和重建必须全面客观反映现场的真实情况。长期以来，现场勘验人员受硬件设备、技术条件及专业水平的影响，目前仍运用手工绘图、现场照片、PPT等形式对案件进行分析研究，无法在侦查、起诉、审判阶段向侦查员、指挥员、检察官、法官呈现一个真实的犯罪现场及直观的犯罪过程还原。现有技术中，民警对作案现场一般是现场粗略的查看，并对关键的位置进行拍照和文字记录，这样的现场勘查存有以下几个缺点：1、耗时长：大量的文字图片整理、复杂的现场图绘制、各类痕迹物证的测量耗时耗力；2、易遗漏：人为主观的记录难免存在疏漏，纯文字和图片信息也难以完整覆盖现场信息；3、汇报难：采集的资料无空间感和方位感，若非亲临现场的人很难拼凑出完整现场。当后期需要再次查看现场的信息时，只能看这些纸质登记材料，或者是二维图片，不利于警察或法官全面地、清晰地了解案情，降低了案情的侦破效率。
基于上述这些问题，如图1所示，本实施例提供了一种基于现场勘查的三维可视化实现方法，包括以下步骤：
S1、扫描现场的图像数据，将图像数据发送至建模云平台；
S2、在建模云平台中，结合图像数据和预设的人工智能算法生成现场的三维模型和三维模型的点云数据，将三维模型和点云数据发送至现场勘查管理平台；
S3、基于现场勘查管理平台，根据三维模型显示现场画面，以及根据点云数据获得并展示室内的二维户型图。
在本实施例中，针对作案的现场进行全方位的扫描，所述作案的现场包括室内或室外的抢劫、盗窃或伤人等犯罪现场。其中，可采用现有的扫描设备对现场进行扫描，具体地，扫描设备可以是航拍扫描设备、室内扫描设备、室外扫描设备或工具扫描设备。航拍扫描设备，可以是航拍飞机等航拍设备，用于扫描场景内区域范围(如整栋房子)的三维数据。室内扫描设备，用于扫描室内环境(如某栋房子内的某个房间)的三维数据。室内扫描设备，可以是手持扫描设备(如带支撑架的相机)或其他自动扫描设备(如自动扫描机器人)。室外扫描设备，用于扫描室外环境(如某栋房子旁边的某条马路等)的三维数据，可以是手持扫描设备(如带支撑架的相机)或其他自动扫描设备(如自动扫描机器人)。工具扫描设备，用于对犯罪工具进行全方位的扫描，可采用现有的物件扫描设备进行扫描。
扫描设备将现场扫描到的图像数据发送至建模云平台，所述图像数据为二维图片的数据，在建模云平台中，采用预设的人工智能算法对图像数据进行三维重建，生成现场的三维模型，和获得三维模型的点云数据。其中，三维重建的内容包括模型修复、剪辑、裁剪、减面、减模、压缩、处理材质、处理贴图和处理灯光等，可采用现有的人工智能算法来实现。所述三维模型包括立体图模型和三维实景模型，所述三维实景模型包括现场的3D模型和现场的实时视频流，如图2所示，为立体图模型；如图3所示，为三维实景模型。在立体图模型中可以直观地看清整个室内布局的结构，在三维实景模型中，用户可以第一视角查看现场情况，并通过输入切换指令，能够在现场实景内漫游。所述点云数据包括对象(如物体)的点云数据，可通过对所述点云数据采用预设的AI算法进行分割与识别，得到各个对象的点云。通过点云数据的识别结果可以获得各个视角的平面图以及室内的二维户型图，如图4所示，为一个现场事例的俯视平面图。
其中，所述根据点云数据获得室内的二维户型图这一步骤，具体包括以下步骤A1～A2：
A1、根据三维模型的点云数据对三维模型进行切片处理，获取模型截面的点云数据；
A2、采用预设的深度学习算法对模型截面的点云数据进行连接，生成室内的二维户型图。
如图5所示，为对点云数据进行切片获得的点数据示意图，由于这些点云数据是后期生成的，该点云数据上的点是离散的，并不是一条完整的实线，因此需要进过后期连接处理，最后生成室内的二维户型图，如图6所示。如此基于点云数据能够自动生成二维户型图，无需工作人员现场手动勘查和手动画图，大大地提高了勘查效率，也能够极大地避免人工勘查过程中出现的错误，提高现场勘查的质量。上述这种方式是通过对整体的三维模型进行切片获得，除了这种方式，也可以通过获取三维模型各部分的二维点云数据，再结合各部分的二维点云数据生成二维户型图。
将以上生成的三维模型、点云数据和二维户型图等存储到现场勘查管理平台中，当工作人员需要查看某个犯罪现场的勘查资料时，可以直接调取对应的三维模型和二维户型图进行查看。例如，参照图2，工作人员通过现场的立体图模型可快速、直观地了解案发现场的结构布局，所述立体图模型为可移动模型，工作人员通过输入移动指令，可从不同的角度来观看现场的结构。参照图3，工作人员通过现场的三维实景模型，可查看现场内中的细节内容，并可通过在三维实景模型内漫游，如临现场勘查般地查看资料，能够让工作人员直观快速地了解现场情况。基于传统的图片及文字资料，工作人员需要花费大量的脑力对案发现场进行场景构建，如此对工作人员有较高的要求，也降低了工作人员的工作效率，更有甚者，如果工作人员对现场情况理解错误后，将难以对案件取得好的突破。如此，基于本实施例的技术，工作人员能够轻松地、准确地理解现场勘查情况，并且能够对现场勘查进行有效的存储，能够大力地助推破案率。
进一步作为可选的实施方式，还包括模型中融合并播放图片数据或视频数据的步骤，具体为：
获取并存储图片数据或视频数据，根据图片数据或视频数据生成触发链接；
在三维实景模型的预设位置设置触发按键，将触发链接与触发按键进行绑定；
检测到触发按键被触发，根据触发链接显示对应的图片数据或视频数据。
基于案发现场，需要第一时间进行勘查记录，从而生成初步的三维模型，对于后期继续搜集到的资料，可以嵌入生成的三维模型中，如此有利于资料的管理，更有利于工作人员了解现场勘查情况。例如，参照图7，为三维实景模型中现场大门入口位置，在这个位置，工作人员通过输入角度切换信息查看入口的360°景象，当调取到大门监控录像之后，可以截取录像中对应的视频数据嵌入三维实景模型中。参照图8，当需要播放时，点击触发播放，弹出播放框播放相应的视频画面，而无需工作人员为了查看该监控视频，特地查找对应的视频数据，再播放，如此不利于工作人员思维的连贯性，也不方便勘查资料的存储。参照图9，为后期在案发现场找到作案工具的图片，通过图片可以清晰得看到小刀的形状，以及被丢弃的情况。
进一步作为可选的实施方式，还包括在三维模型中进行标记的步骤，具体为：
在三维模型中预设的画面上增添标记符号和/标记文字。
对于现场勘查中，对于一些比较微小的细节或者无法肉眼观看到的，需要进行标记，如此更加有利于工作人员可对现场勘查一目了然，无需再细细研读文字档案。如图10所示，为一起入室伤人的案件的现场勘查实例，案发第一现场中，遗留了毛发和水果刀刀鞘(而对应的水果刀如图9所示，被丢弃于室外)等，这些细节容易被忽略，故通过标记进行标识，有利于工作人员后期的查看。如图4所示，为一起入室盗窃案件的现场勘查实例，从图中标记分别为：1代表烟头的位置，2代表鞋印的位置，3代表火柴的位置，4代表指纹的位置。通过这些标记，能够更加清晰地记录勘查情况，也更加有效地帮助工作人员了解现场情况。
如图11所示，进一步作为可选的实施方式，还包括工具扫描步骤，具体为：
对需要扫描的工具进行扫描与建模，生成工具三维模型；
将工具三维模型发送至现场勘查管理平台，根据工具三维模型对工具进行显示。
对应一些关键的作案工具，可在现场勘查的第一时间对工具进行全方位地扫描，方便后期的查看。
综上所述，本实施例相对于现有的技术至少具有如下有益效果：
(1)、及时：利用三维扫描(物件、空间、航拍)设备和人工智能的自动化建模技术快速复制犯罪现场，极大地提高了现场勘查的效率。
(2)、客观：拒绝随意性，客观记录现场的每一件物体及其状态，提供真实、可靠的空间场景数据和物证位置关系。
(3)、科学：利用大数据存储和展现，随时重返现场进行分析，案件数据永不损坏和丢失，支持在线协同办案，达到分秒必争的效果。
(4)、全面：提供对现场细节循环往复的认知，达到对现场的真理性认识。
如图12所示，本实施例还提供了一种基于现场勘查的三维可视化实现系统，包括：
扫描模块，用于扫描现场的图像数据，将图像数据发送至建模云平台；
建模模块，用于在建模云平台中，结合图像数据和预设的人工智能算法生成现场的三维模型和三维模型的点云数据，将三维模型和点云数据发送至现场勘查管理平台；
显示模块，用于基于现场勘查管理平台，根据三维模型显示现场画面，以及根据点云数据获得并展示室内的二维户型图。
本实施例的一种基于现场勘查的三维可视化实现系统，可执行本发明方法实施例所提供的一种基于现场勘查的三维可视化实现方法，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。
本实施例还提供了一种基于现场勘查的三维可视化实现系统，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现上所述方法。
本实施例还提供了一种基于现场勘查的三维可视化实现系统，可执行本发明方法实施例所提供的一种基于现场勘查的三维可视化实现方法，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。
本实施例还提供了一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如上所述方法。
本实施例的一种存储介质，可执行本发明方法实施例所提供的一种基于现场勘查的三维可视化实现方法，可执行方法实施例的任意组合实施步骤，具备该方法相应的功能和有益效果。
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)

1.一种基于现场勘查的三维可视化实现方法，其特征在于，包括以下步骤：
扫描现场的图像数据，将图像数据发送至建模云平台；
在建模云平台中，结合图像数据和预设的人工智能算法生成现场的三维模型和三维模型的点云数据，将三维模型和点云数据发送至现场勘查管理平台；
基于现场勘查管理平台，根据三维模型显示现场画面，以及根据点云数据获得并展示室内的二维户型图。
2.根据权利要求1所述的一种基于现场勘查的三维可视化实现方法，其特征在于，所述三维模型包括立体图模型和三维实景模型，所述三维实景模型包括现场的3D模型和现场的实时视频流。
3.根据权利要求2所述的一种基于现场勘查的三维可视化实现方法，其特征在于，还包括模型中融合并播放图片数据或视频数据的步骤，具体为：
获取并存储图片数据或视频数据，根据图片数据或视频数据生成触发链接；
在三维实景模型的预设位置设置触发按键，将触发链接与触发按键进行绑定；
检测到触发按键被触发，根据触发链接显示对应的图片数据或视频数据。
4.根据权利要求1所述的一种基于现场勘查的三维可视化实现方法，其特征在于，还包括在三维模型中进行标记的步骤，具体为：
在三维模型中预设的画面上增添标记符号和/标记文字。
5.根据权利要求1所述的一种基于现场勘查的三维可视化实现方法，其特征在于，所述图像数据包括室内图像数据和户外图像数据。
6.根据权利要求5所述的一种基于现场勘查的三维可视化实现方法，其特征在于，所述根据点云数据获得室内的二维户型图这一步骤，具体为：
根据三维模型的点云数据对三维模型进行切片处理，获取模型截面的点云数据；
采用预设的深度学习算法对模型截面的点云数据进行连接，生成室内的二维户型图。
7.根据权利要求1所述的一种基于现场勘查的三维可视化实现方法，其特征在于，还包括工具扫描步骤，具体为：
对需要扫描的工具进行扫描与建模，生成工具三维模型；
将工具三维模型发送至现场勘查管理平台，根据工具三维模型对工具进行显示。
8.一种基于现场勘查的三维可视化实现系统，其特征在于，包括：
扫描模块，用于扫描现场的图像数据，将图像数据发送至建模云平台；
建模模块，用于在建模云平台中，结合图像数据和预设的人工智能算法生成现场的三维模型和三维模型的点云数据，将三维模型和点云数据发送至现场勘查管理平台；
显示模块，用于基于现场勘查管理平台，根据三维模型显示现场画面，以及根据点云数据获得并展示室内的二维户型图。
9.一种基于现场勘查的三维可视化实现系统，其特征在于，包括：
至少一个处理器；
至少一个存储器，用于存储至少一个程序；
当所述至少一个程序被所述至少一个处理器执行，使得所述至少一个处理器实现权利要求1-7任一项所述的一种基于现场勘查的三维可视化实现方法。
10.一种存储介质，其中存储有处理器可执行的指令，其特征在于，所述处理器可执行的指令在由处理器执行时用于执行如权利要求1-7任一项所述方法。
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