CN111757083A - 一种基于三维可视化的自动化控制数据通信方式 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种基于三维可视化的自动化控制数据通信方式，包括如下步骤：通信终端通过采集模块采集物体或场景信息，并将信息通过网络发送至服务器；服务器将接收的数据信息作为三维重建的输入构建三维模型，并将三维模型数据转环为3D数字信号，通过网络将3D数字信号发送至通信对象的通信终端；通信对象的通信终端接收3D数字信号并将其还原为三维模型，通过渲染引擎对三维模型进行可视化渲染，并通过显示模块进行通信显示。通信时根据拍摄的原始深度图像和对应的原始二维图像生成针对当前物体的物体特征信息，从预先建立的三维模型库中获取对应的三维建模信息，生成当前物体的三维模型，从而快速将二维数据通信转化为三维可视化数据通信。
Description
技术领域
本发明涉及数据通信技术领域，具体为一种基于三维可视化的自动化控制数据通信方式。
背景技术
数据通信是通信技术和计算机技术相结合而产生的一种新的通信方式，目前的数据通信方式都是普通的二维信息和音频的通信，但是，随着数据在当下互联网快速发展下变的维度更广，数量更大、结构越来越复杂，人们想要更加清晰，快速的认知和理解一份数据，传统的二维平面图表已经不能满足需求，为此我们提出一种基于三维可视化的自动化控制数据通信方式用于解决上述问题。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于三维可视化的自动化控制数据通信方式，以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：一种基于三维可视化的自动化控制数据通信方式，包括如下步骤：
S1、通信终端通过采集模块采集物体或场景信息，并将信息通过网络发送至服务器；
S2、服务器将接收的数据信息作为三维重建的输入构建三维模型，并将三维模型数据转环为3D数字信号，通过网络将3D数字信号发送至通信对象的通信终端；
S3、通信对象的通信终端接收3D数字信号并将其还原为三维模型，通过渲染引擎对三维模型进行可视化渲染，并通过显示模块进行通信显示。
优选的一种实施案例，步骤S1中，所述采集模块为摄像头，通信终端通过一个或多个摄像头拍摄一张或多张物体及场景的图像，并将其汇总发送至服务器。
优选的一种实施案例，步骤S2中，所述服务器构建三维模型的方法包括如下步骤：
S201、根据原始图像和对应的原始二维图像，生成针对所述当前物体的物体特征信息；
S202、根据提取的特征信息从三维模型数据库中匹配相对应的三维建模信息，并反馈匹配信息；
S203、服务器根据匹配信息生成三维模型；
S204、将生成的三维模型进行平移和旋转，使三维模型与原始物体角度一致，并通过原始图像颜色和纹理对三维模型进行表面贴图，还原真实颜色。
优选的一种实施案例，步骤S201中，提取特征信息的方法将多个图像进行拼接得到的深度图像，提取所述当前物体的三维深度图和原始二维图像的颜色特征、纹理特征、形状特征和空间关系特征等特征信息。
优选的一种实施案例，步骤S203中，服务器接收的匹配信息结果为三维模型数据库中存在与特征信息相匹配的三维建模数据时，直接从数据库中下载相对应的三维建模信息进行使用。
优选的一种实施案例，步骤S203中，服务器接收的匹配信息结果为数据库中无相匹配的信息时，根据拍摄的原始深度图像建立所述当前物体的三维点云数据模型，并对三维点云数据模型进行曲面拟合处理，得到当前物体的三维模型，并将物体特征信息和对应三维模型信息添加至三维模型数据库中，便于以后匹配使用。
优选的一种实施案例，步骤S2中，所述服务器将三维模型数据转环为3D数字信号后进行压缩，然后再通过网络进行发送。
优选的一种实施案例，步骤S3中，所述通信终端接收3D数字信号后进行解压缩和三维可视化渲染，并通过裸眼3D屏幕进行三维通信显示。
与现有技术相比，本发明的有益效果是：通信时根据拍摄的原始深度图像和对应的原始二维图像生成针对当前物体的物体特征信息，从预先建立的三维模型库中获取对应的三维建模信息，生成当前物体的三维模型，从而快速将二维数据通信转化为三维可视化数据通信。
附图说明
图1为本发明流程图；
图2为本发明中三维构建流程图。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
实施例1
请参阅图1-2，本发明提供一种技术方案：一种基于三维可视化的自动化控制数据通信方式，包括如下步骤：
S1、通信终端通过采集模块采集物体或场景信息，并将信息通过网络发送至服务器；
S2、服务器将接收的数据信息作为三维重建的输入构建三维模型，并将三维模型数据转环为3D数字信号，通过网络将3D数字信号发送至通信对象的通信终端；
S3、通信对象的通信终端接收3D数字信号并将其还原为三维模型，通过渲染引擎对三维模型进行可视化渲染，并通过显示模块进行通信显示。
步骤S1中，所述采集模块为摄像头，通信终端通过一个或多个摄像头拍摄一张或多张物体及场景的图像，并将其汇总发送至服务器。
步骤S2中，所述服务器构建三维模型的方法包括如下步骤：
S201、根据原始图像和对应的原始二维图像，生成针对所述当前物体的物体特征信息；
S202、根据提取的特征信息从三维模型数据库中匹配相对应的三维建模信息，并反馈匹配信息；
S203、服务器根据匹配信息，直接从数据库中下载相对应的三维建模信息进行使用生成三维模型；
S204、将生成的三维模型进行平移和旋转，使三维模型与原始物体角度一致，并通过原始图像颜色和纹理对三维模型进行表面贴图，还原真实颜色。
进一步的，步骤S201中，提取特征信息的方法将多个图像进行拼接得到的深度图像，提取所述当前物体的三维深度图和原始二维图像的颜色特征、纹理特征、形状特征和空间关系特征等特征信息。
进一步的，三维模型数据库可以存储在本地数据库也可以存储在服务器中。
步骤S2中，所述服务器将三维模型数据转环为3D数字信号后进行压缩，使之所占频带变窄，然后再通过网络进行发送。
步骤S3中，所述通信终端接收3D数字信号后进行解压缩，将其还原成为三维模型信息并对其进行三维可视化渲染，通过裸眼3D屏幕进行三维通信显示。
实施例2
本发明提供一种技术方案：一种基于三维可视化的自动化控制数据通信方式，包括如下步骤：
S1、通信终端通过采集模块采集物体或场景信息，并将信息通过网络发送至服务器；
S2、服务器将接收的数据信息作为三维重建的输入构建三维模型，并将三维模型数据转环为3D数字信号，通过网络将3D数字信号发送至通信对象的通信终端；
S3、通信对象的通信终端接收3D数字信号并将其还原为三维模型，通过渲染引擎对三维模型进行可视化渲染，并通过显示模块进行通信显示。
步骤S1中，所述采集模块为摄像头，通信终端通过一个或多个摄像头拍摄一张或多张物体及场景的图像，并将其汇总发送至服务器。
步骤S2中，所述服务器构建三维模型的方法包括如下步骤：
S201、根据原始图像和对应的原始二维图像，生成针对所述当前物体的物体特征信息；
S202、根据提取的特征信息从三维模型数据库中匹配相对应的三维建模信息，并反馈匹配信息；
S203、服务器接收的匹配信息结果为数据库中无相匹配的信息时，需要按照预设流程建模，根据拍摄的原始深度图像建立所述当前物体的三维点云数据模型，并对三维点云数据模型进行曲面拟合处理，得到当前物体的三维模型，并将物体特征信息和对应三维模型信息添加至三维模型数据库中，从而不断扩充资源数量，便于以后匹配使用，进一步提高物体三维模型的生成效率；
S204、将生成的三维模型进行平移和旋转，使三维模型与原始物体角度一致，并通过原始图像颜色和纹理对三维模型进行表面贴图，还原真实颜色。
进一步的，步骤S201中，提取特征信息的方法将多个图像进行拼接得到的深度图像，提取所述当前物体的三维深度图和原始二维图像的颜色特征、纹理特征、形状特征和空间关系特征等特征信息。
进一步的，对于从服务器无法检索到当前物体的三维建模信息时，需要通信终端通过如TOF3D相机进行拍摄，便于对图像信息进行拼接缝合，及曲面拟合得到针对当前物体的三维模型表面，在进行建模时，通过大量图像像素数据作为输入与其对应的深度数据作为输出的模型A，再将单幅图像的像素x周边的分布作为模型的输入，输出就是像素x对应的深度信息d，根据大量像素x的坐标(u，v)，和其对应的模型A得到的深度数据dx得到三维模型点云，然后经过点云加密、点云构网、铺设纹理过程，生成三维模型数据。
进一步的，三维模型数据库可以存储在本地数据库也可以存储在服务器中。
步骤S2中，所述服务器将三维模型数据转环为3D数字信号后进行压缩，使之所占频带变窄，然后再通过网络进行发送。
步骤S3中，所述通信终端接收3D数字信号后进行解压缩，将其还原成为三维模型信息并对其进行三维可视化渲染，通过裸眼3D屏幕进行三维通信显示。
工作原理：本发明在通信时，对当前物体进行拍摄，并根据拍摄的原始深度图像和对应的原始二维图像生成针对当前物体的物体特征信息，接着通过服务器在三维模型数据库内匹配三维模型信息，提高三维模型生成速度，或者按流程进行三维建模，将普通二维信息进行三维建模，达到三维可视化数据通信的目的。
尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。
Claims (8)
1.一种基于三维可视化的自动化控制数据通信方式，其特征在于，包括如下步骤：
S1、通信终端通过采集模块采集物体或场景信息，并将信息通过网络发送至服务器；
S2、服务器将接收的数据信息作为三维重建的输入构建三维模型，并将三维模型数据转环为3D数字信号，通过网络将3D数字信号发送至通信对象的通信终端；
S3、通信对象的通信终端接收3D数字信号并将其还原为三维模型，通过渲染引擎对三维模型进行可视化渲染，并通过显示模块进行通信显示。
2.根据权利要求1所述的一种基于三维可视化的自动化控制数据通信方式，其特征在于：步骤S1中，所述采集模块为摄像头，通信终端通过一个或多个摄像头拍摄一张或多张物体及场景的图像，并将其汇总发送至服务器。
3.根据权利要求1所述的一种基于三维可视化的自动化控制数据通信方式，其特征在于：步骤S2中，所述服务器构建三维模型的方法包括如下步骤：
S201、根据原始图像和对应的原始二维图像，生成针对所述当前物体的物体特征信息；
S202、根据提取的特征信息从三维模型数据库中匹配相对应的三维建模信息，并反馈匹配信息；
S203、服务器根据匹配信息生成三维模型；
S204、将生成的三维模型进行平移和旋转，使三维模型与原始物体角度一致，并通过原始图像颜色和纹理对三维模型进行表面贴图，还原真实颜色。
4.根据权利要求3所述的一种基于三维可视化的自动化控制数据通信方式，其特征在于：步骤S201中，提取特征信息的方法将多个图像进行拼接得到的深度图像，提取所述当前物体的三维深度图和原始二维图像的颜色特征、纹理特征、形状特征和空间关系特征等特征信息。
5.根据权利要求3所述的一种基于三维可视化的自动化控制数据通信方式，其特征在于：步骤S203中，服务器接收的匹配信息结果为三维模型数据库中存在与特征信息相匹配的三维建模数据时，直接从数据库中下载相对应的三维建模信息进行使用。
6.根据权利要求3所述的一种基于三维可视化的自动化控制数据通信方式，其特征在于：步骤S203中，服务器接收的匹配信息结果为数据库中无相匹配的信息时，根据拍摄的原始深度图像建立所述当前物体的三维点云数据模型，并对三维点云数据模型进行曲面拟合处理，得到当前物体的三维模型，并将物体特征信息和对应三维模型信息添加至三维模型数据库中，便于以后匹配使用。
7.根据权利要求1所述的一种基于三维可视化的自动化控制数据通信方式，其特征在于：步骤S2中，所述服务器将三维模型数据转环为3D数字信号后进行压缩，然后再通过网络进行发送。
8.根据权利要求1所述的一种基于三维可视化的自动化控制数据通信方式，其特征在于：步骤S3中，所述通信终端接收3D数字信号后进行解压缩和三维可视化渲染，并通过裸眼3D屏幕进行三维通信显示。
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