CN112330777A - 基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法、系统及终端 - Google Patents

Abstract

本发明的基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法、系统及终端，包括：基于获取的三维动画数据，分别对用于模拟该所述三维动画数据的一或多个仿真升降杆进行升降移动控制参数的模拟，以获得用于驱动各所述仿真升降杆按所述升降移动控制参数上下运动的步进电机的运行数据。本发明提供一种基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法，可以将普通的3D动画，转变成电机的可执行动画，并将动画仿真显示出来，并且生成电机可执行数据，进而能够快速的将3维动画转变为实机控制效果，方便效果调试与修改，不仅减少调试成本增加了了三维动画制作的工作效率，还能直观还原动画的真实立体效果。

Description

基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法、系统及终端

技术领域

本发计算机领域，特别是涉及一种基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法、系统及终端。

背景技术

在现有技术中，对制作的三维动画只能进行上机测试才能看到三维动画的运行效果，在参考了动画效果后对动画有修改需求时，需要做大量的动画效果调试工作，不仅浪费了大量时间还大大增加了调试成本，进而降低了三维动画制作的工作效率且不能直观还原动画的真实立体效果。

发明内容

鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明的目的在于提供一种基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法、系统及终端，用于解决现有技术中对制作的三维动画只能进行上机测试才能看到三维动画的运行效果，在参考了动画效果后对动画有修改需求时，需要做大量的动画效果调试工作，不仅浪费了大量时间还大大增加了调试成本，进而降低了三维动画制作的工作效率且不能直观还原动画的真实立体效果等问题。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法，所述方法包括：基于获取的三维动画数据，分别对用于模拟该所述三维动画数据的一或多个仿真升降杆进行升降移动控制参数的模拟，以获得用于驱动各所述仿真升降杆按所述升降移动控制参数上下运动的步进电机的运行数据。

于本发明的一实施例中，根据获取的三维动画数据中一或多个运动关键对象以及各关键对象对应的运动参数，获得与所述各关键对象分别对应的仿真升降杆以及各所述仿真升降杆的移动控制参数，以获得用于驱动各所述仿真升降杆按所述移动控制参数运动的步进电机的运行数据；其中，所述运动关键对象的类型包括：运动关键点或运动关键区域点集。

于本发明的一实施例中，所述根据获取的三维动画数据中一或多个运动关键对象以及各关键对象对应的运动参数，获得与所述各关键对象分别对应的仿真升降杆以及各所述仿真升降杆的移动控制参数的方式包括：基于加速度梯形算法，根据获取的三维动画数据中一或多个运动关键对象以及各关键对象对应的运动参数，获得与所述各关键对象分别对应的仿真升降杆以及各所述仿真升降杆的移动控制参数。

于本发明的一实施例中，所述移动控制参数包括：运动位移信息；其中，所述运动位移信息包括：竖直向上运动位移信息或竖直向下运动位移信息。

于本发明的一实施例中，所述获得用于驱动各所述仿真升降杆按所述升降移动控制参数上下运动的步进电机的运行数据包括：每隔时间阈值间隔，获取并储存一次用于驱动各所述仿真升降杆按所述升降移动控制参数上下运动的步进电机在该时间阈值内的运行数据。

于本发明的一实施例中所述三维动画的获取方式包括：制作三维动画模型；将所述三维动画模型中添加碰撞体，获得三维动画数据。

于本发明的一实施例中，其特征在于，所述三维动画模型的制作方式包括：利用MAYA制作fbx格式的三维动画模型；和/或，在所述unity引擎导入所述三维动画模型，并将所述三维动画模型中添加碰撞体，获得三维动画数据。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于三维动画的电机仿真运行数据生成系统，所述系统包括：所述系统包括：处理模块，用于基于获取的三维动画数据，分别对用于模拟该所述三维动画数据的一或多个仿真升降杆进行升降移动控制参数的模拟，以获得用于驱动各所述仿真升降杆按所述升降移动控制参数上下运动的步进电机的运行数据。

为实现上述目的及其他相关目的，所述处理模块还用于根据获取的三维动画数据中一或多个运动关键对象以及各关键对象对应的运动参数，获得与所述各关键对象分别对应的仿真升降杆以及各所述仿真升降杆的移动控制参数，以获得用于驱动各所述仿真升降杆按所述移动控制参数运动的步进电机的运行数据；其中，所述运动关键对象的类型包括：运动关键点或运动关键区域点集。

为实现上述目的及其他相关目的，本发明提供一种基于三维动画的电机仿真运行数据生成终端，包括：存储器，用于存储计算机程序；处理器，用于执行所述的基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法。

如上所述，本发明是一种基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法、系统及终端，具有以下有益效果：本发明提供一种基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法，可以将普通的3D动画，转变成电机的可执行动画，并将动画仿真显示出来，并且生成电机可执行数据，进而能够快速的将3维动画转变为实机控制效果，方便效果调试与修改，不仅减少调试成本增加了了三维动画制作的工作效率，还能直观还原动画的真实立体效果。

附图说明

图1显示为本发明一实施例中的实施环境结构示意图。

图2显示为本发明一实施例中的基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法的流程示意图。

图3显示为本发明一实施例中的基于三维动画的电机仿真运行数据生成系统的结构示意图。

图4显示为本发明一实施例中的基于三维动画的电机仿真运行数据生成终端的结构示意图。

具体实施方式

以下通过特定的具体实例说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。需说明的是，在不冲突的情况下，以下实施例及实施例中的特征可以相互组合。

需要说明的是，在下述描述中，参考附图，附图描述了本发明的若干实施例。应当理解，还可使用其他实施例，并且可以在不背离本发明的精神和范围的情况下进行机械组成、结构、电气以及操作上的改变。下面的详细描述不应该被认为是限制性的，并且本发明的实施例的范围仅由公布的专利的权利要求书所限定。这里使用的术语仅是为了描述特定实施例，而并非旨在限制本发明。空间相关的术语，例如“上”、“下”、“左”、“右”、“下面”、“下方”、““下部”、“上方”、“上部”等，可在文中使用以便于说明图中所示的一个元件或特征与另一元件或特征的关系。

在通篇说明书中，当说某部分与另一部分“连接”时，这不仅包括“直接连接”的情形，也包括在其中间把其它元件置于其间而“间接连接”的情形。另外，当说某种部分“包括”某种构成要素时，只要没有特别相反的记载，则并非将其它构成要素，排除在外，而是意味着可以还包括其它构成要素。

其中提到的第一、第二及第三等术语是为了说明多样的部分、成分、区域、层及/或段而使用的，但并非限定于此。这些术语只用于把某部分、成分、区域、层或段区别于其它部分、成分、区域、层或段。因此，以下叙述的第一部分、成分、区域、层或段在不超出本发明范围的范围内，可以言及到第二部分、成分、区域、层或段。

再者，如同在本文中所使用的，单数形式“一”、“一个”和“该”旨在也包括复数形式，除非上下文中有相反的指示。应当进一步理解，术语“包含”、“包括”表明存在所述的特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组，但不排除一个或多个其他特征、操作、元件、组件、项目、种类、和/或组的存在、出现或添加。此处使用的术语“或”和“和/或”被解释为包括性的，或意味着任一个或任何组合。因此，“A、B或C”或者“A、B和/或C”意味着“以下任一个：A；B；C；A和B；A和C；B和C；A、B和C”。仅当元件、功能或操作的组合在某些方式下内在地互相排斥时，才会出现该定义的例外。

本发明实施例中提供一种基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法，解决了现有技术中对制作的三维动画只能进行上机测试才能看到三维动画的运行效果，在参考了动画效果后对动画有修改需求时，需要做大量的动画效果调试工作，不仅浪费了大量时间还大大增加了调试成本，进而降低了三维动画制作的工作效率且不能直观还原动画的真实立体效果等问题。本发明提供一种基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法，可以将普通的3D动画，转变成电机的可执行动画，并将动画仿真显示出来，并且生成电机可执行数据，进而能够快速的将3维动画转变为实机控制效果，方便效果调试与修改，不仅减少调试成本增加了了三维动画制作的工作效率，还能直观还原动画的真实立体效果。

下面以附图为参考，针对本发明的实施例进行详细说明，以便本发明所述技术领域的技术人员能够容易地实施。本发明可以以多种不同形态体现，并不限于此处说明的实施例。

如图1所示，展示本发明提供一种基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法的实施环境图，其用于实现基于三维动画的立体效果展示。

包括：

基于三维动画的电机仿真运行数据生成终端11，与所述终端11连接的步进电机12的控制装置以及与步进电机12连接的一或多个仿真升降杆13；

所述三维动画的电机仿真运行数据生成终端11，例如为智能手机、平板电脑、或笔记本电脑等，具有数据处理能力以及连入网络的能力。

所述基于三维动画的电机仿真运行数据生成终端11将输入的三维动画数据分别对用于模拟该所述三维动画数据的一或多个仿真升降杆进行升降移动控制参数的模拟，以获得步进电机12的运行数据，并发送给步进电机12，以驱动各所述仿真升降杆13按所述升降移动控制参数上下运动。相较于其他仿真方式，本发明可以附带有真实展厅环境中的镜面反射效果。同时仿真完后即可获得可运行的数据。

于本发明的一实施例中，所述基于三维动画的电机仿真运行数据生成终端11和所述步进电机控制系统可以集成为一体。

如图2所示，展示本发明实施例中的基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法的流程示意图。

所述方法包括：

基于获取的三维动画数据，分别对用于模拟该所述三维动画数据的一或多个仿真升降杆进行升降移动控制参数的模拟，以获得用于驱动各所述仿真升降杆按所述升降移动控制参数上下运动的步进电机的运行数据。

可选的，根据获取的三维动画数据中一或多个运动关键对象以及各关键对象对应的运动参数，获得与所述各关键对象分别对应的仿真升降杆以及各所述仿真升降杆的移动控制参数，以获得用于驱动各所述仿真升降杆按所述移动控制参数运动的步进电机的运行数据；其中，所述运动关键对象的类型包括：运动关键点或运动关键区域点集。

具体的，建立所述三维动画数据中各关键对象与各仿真升降杆的关联关系；根据各关键对象的运动参数模拟获得对应各关键对象的升降移动控制参数，以获得用于驱动各所述仿真升降杆按其分别对应的移动控制参数运动的步进电机的运行数据；需要注意的是，所述多个关键对象可以对应一个仿真升降杆、一个关键对象对应一个仿真升降杆以及多个关键对象对应多个仿真升降杆的情况中的一种。其中，所述运动关键对象的类型包括：运动关键点或运动关键区域点集。

可选的，所述根据获取的三维动画数据中一或多个运动关键对象以及各关键对象对应的运动参数，获得与所述各关键对象分别对应的仿真升降杆以及各所述仿真升降杆的移动控制参数的方式包括：基于加速度梯形算法，根据获取的三维动画数据中一或多个运动关键对象以及各关键对象对应的运动参数，获得与所述各关键对象分别对应的仿真升降杆以及各所述仿真升降杆的移动控制参数。以此来避免步进电机以最高运行速度启动极易会出现不启动或者丢步的情况以及在目标位置附近立即中断驱动脉冲的话，步进电机容易发生过冲，产生运行误差的情况。

所述加速度梯形算法是直线段加减速，有较好的平稳性，能满足速度变化较大的快速定位场合中。同时其算法易于实现，控制简单，计算效率高。因此需要控制系统选用梯形加减速控制算法对各步进电机进行运动控制。

可选的，所述移动控制参数包括：运动位移信息；其中，所述运动位移信息包括：竖直向上运动位移信息或竖直向下运动位移信息。

具体的，每根仿真升降杆分别以向上和向下两个方向基于运动关键对象的目标点位置变化进行跟踪并进行竖直向上运动位移信息或竖直向下运动位移信息运动，以进行相应的运动位移移动。

可选的，所述获得用于驱动各所述仿真升降杆按所述升降移动控制参数上下运动的步进电机的运行数据包括：每隔时间阈值间隔，获取并储存一次用于驱动各所述仿真升降杆按所述升降移动控制参数上下运动的步进电机在该时间阈值内的运行数据。

例如，每隔0.3秒按照指定格式储存一次用于驱动各所述仿真升降杆按所述升降移动控制参数上下运动的步进电机在该时间阈值内的运行数据。

可选的，所述三维动画的获取方式包括：制作三维动画模型；将所述三维动画模型中添加碰撞体，获得三维动画数据。

可选的，所述三维动画模型的制作方式包括：利用MAYA制作fbx格式的三维动画模型；和/或，在所述unity引擎导入所述三维动画模型，并将所述三维动画模型中添加碰撞体，获得三维动画数据。

其中，所述UNITY引擎：是实时3D互动内容创作和运营平台。包括游戏开发、美术、建筑、汽车设计、影视制作在内的创作者运用Unity实现。Unity提供一整套软件解决方案，可用于创作、运营和变现实时互动的2D和3D内容，支持平台包括手机、平板电脑、PC、游戏主机、增强现实和虚拟现实设备。所述MAYA是美国Autodesk公司出品的世界顶级的三维动画软件，应用对象是专业的影视广告，角色动画，电影特技等。Maya功能完善，工作灵活，制作效率极高，渲染真实感极强，是电影级别的高端制作软件。

与上述实施例原理相似的是，本发明提供一种基于三维动画的电机仿真运行数据生成系统。

以下结合附图提供具体实施例：

如图3展示本发明实施例中的一种基于三维动画的电机仿真运行数据生成系统的结构示意图。

所述系统包括：

处理模块31，用于基于获取的三维动画数据，分别对用于模拟该所述三维动画数据的一或多个仿真升降杆进行升降移动控制参数的模拟，以获得用于驱动各所述仿真升降杆按所述升降移动控制参数上下运动的步进电机的运行数据。

可选的，所述处理模块31还用于根据获取的三维动画数据中一或多个运动关键对象以及各关键对象对应的运动参数，获得与所述各关键对象分别对应的仿真升降杆以及各所述仿真升降杆的移动控制参数，以获得用于驱动各所述仿真升降杆按所述移动控制参数运动的步进电机的运行数据；其中，所述运动关键对象的类型包括：运动关键点或运动关键区域点集。

具体的，所述处理模块31用于建立所述三维动画数据中各关键对象与各仿真升降杆的关联关系；根据各关键对象的运动参数模拟获得对应各关键对象的升降移动控制参数，以获得用于驱动各所述仿真升降杆按其分别对应的移动控制参数运动的步进电机的运行数据；需要注意的是，所述多个关键对象可以对应一个仿真升降杆、一个关键对象对应一个仿真升降杆以及多个关键对象对应多个仿真升降杆的情况中的一种。其中，所述运动关键对象的类型包括：运动关键点或运动关键区域点集。

可选的，所述处理模块31用于基于加速度梯形算法，根据获取的三维动画数据中一或多个运动关键对象以及各关键对象对应的运动参数，获得与所述各关键对象分别对应的仿真升降杆以及各所述仿真升降杆的移动控制参数。以此来避免步进电机以最高运行速度启动极易会出现不启动或者丢步的情况以及在目标位置附近立即中断驱动脉冲的话，步进电机容易发生过冲，产生运行误差的情况。

可选的，所述移动控制参数包括：运动位移信息；其中，所述运动位移信息包括：竖直向上运动位移信息或竖直向下运动位移信息。具体的，每根仿真升降杆分别以向上和向下两个方向基于运动关键对象的目标点位置变化进行跟踪并进行竖直向上运动位移信息或竖直向下运动位移信息运动，以进行相应的运动位移移动。

可选的，所述获得用于驱动各所述仿真升降杆按所述升降移动控制参数上下运动的步进电机的运行数据包括：每隔时间阈值间隔，获取并储存一次用于驱动各所述仿真升降杆按所述升降移动控制参数上下运动的步进电机在该时间阈值内的运行数据。

可选的，所述三维动画的获取方式包括：制作三维动画模型；将所述三维动画模型中添加碰撞体，获得三维动画数据。

可选的，所述三维动画模型的制作方式包括：利用MAYA制作fbx格式的三维动画模型；和/或，在所述unity引擎导入所述三维动画模型，并将所述三维动画模型中添加碰撞体，获得三维动画数据。

如图4展示本发明实施例中的基于三维动画的电机仿真运行数据生成终端40的结构示意图。

所述基于三维动画的电机仿真运行数据生成终端40包括：存储器41及处理器42所述存储器41用于存储计算机程序；所述处理器42运行计算机程序实现如图2所述的基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法。

可选的，所述存储器41的数量均可以是一或多个，所述处理器42的数量均可以是一或多个，而图4中均以一个为例。

可选的，所述基于三维动画的电机仿真运行数据生成终端40中的处理器42会按照如图2所述的步骤，将一个或多个以应用程序的进程对应的指令加载到存储器41中，并由处理器42来运行存储在第一存储器41中的应用程序，从而实现如图2所述基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法中的各种功能。

可选的，所述存储器41，可能包括但不限于高速随机存取存储器、非易失性存储器。例如一个或多个磁盘存储设备、闪存设备或其他非易失性固态存储设备；所述处理器42，可能包括但不限于中央处理器(Central Processing Unit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital SignalProcessing，简称DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

可选的，所述处理器42可以是通用处理器，包括中央处理器(Central ProcessingUnit，简称CPU)、网络处理器(Network Processor，简称NP)等；还可以是数字信号处理器(Digital Signal Processing，简称DSP)、专用集成电路(Application SpecificIntegrated Circuit，简称ASIC)、现场可编程门阵列(Field－Programmable Gate Array，简称FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件。

本发明还提供计算机可读存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序运行时实现如图2所示的基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法。所述计算机可读存储介质可包括，但不限于，软盘、光盘、CD-ROM(只读光盘存储器)、磁光盘、ROM(只读存储器)、RAM(随机存取存储器)、EPROM(可擦除可编程只读存储器)、EEPROM(电可擦除可编程只读存储器)、磁卡或光卡、闪存、或适于存储机器可执行指令的其他类型的介质/机器可读介质。所述计算机可读存储介质可以是未接入计算机设备的产品，也可以是已接入计算机设备使用的部件。

综上所述，本发明基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法、系统及终端，用于解决了现有技术中对制作的三维动画只能进行上机测试才能看到三维动画的运行效果，在参考了动画效果后对动画有修改需求时，需要做大量的动画效果调试工作，不仅浪费了大量时间还大大增加了调试成本，进而降低了三维动画制作的工作效率且不能直观还原动画的真实立体效果等问题。本发明提供一种基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法，可以将普通的3D动画，转变成电机的可执行动画，并将动画仿真显示出来，并且生成电机可执行数据，进而能够快速的将3维动画转变为实机控制效果，方便效果调试与修改，不仅减少调试成本增加了了三维动画制作的工作效率，还能直观还原动画的真实立体效果。所以，本发明有效克服了现有技术中的种种缺点而具高度产业利用价值。

上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (10)

1.一种基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法，其特征在于，包括：

基于获取的三维动画数据，分别对用于模拟该所述三维动画数据的一或多个仿真升降杆进行升降移动控制参数的模拟，以获得用于驱动各所述仿真升降杆按所述升降移动控制参数上下运动的步进电机的运行数据。

2.根据权利要求1中所述的基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法，其特征在于，根据获取的三维动画数据中一或多个运动关键对象以及各关键对象对应的运动参数，获得与所述各关键对象分别对应的仿真升降杆以及各所述仿真升降杆的移动控制参数，以获得用于驱动各所述仿真升降杆按所述移动控制参数运动的步进电机的运行数据；其中，所述运动关键对象的类型包括：运动关键点或运动关键区域点集。

3.根据权利要求2中所述的基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法，其特征在于，所述根据获取的三维动画数据中一或多个运动关键对象以及各关键对象对应的运动参数，获得与所述各关键对象分别对应的仿真升降杆以及各所述仿真升降杆的移动控制参数的方式包括：

基于加速度梯形算法，根据获取的三维动画数据中一或多个运动关键对象以及各关键对象对应的运动参数，获得与所述各关键对象分别对应的仿真升降杆以及各所述仿真升降杆的移动控制参数。

4.根据权利要求2中所述的基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法，其特征在于，所述移动控制参数包括：运动位移信息；其中，所述运动位移信息包括：竖直向上运动位移信息或竖直向下运动位移信息。

5.根据权利要求1中所述的基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法，其特征在于，所述获得用于驱动各所述仿真升降杆按所述升降移动控制参数上下运动的步进电机的运行数据包括：

每隔时间阈值间隔，获取并储存一次用于驱动各所述仿真升降杆按所述升降移动控制参数上下运动的步进电机在该时间阈值内的运行数据。

6.根据权利要求1中所述的基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法，其特征在于，所述三维动画的获取方式包括：

制作三维动画模型；

将所述三维动画模型中添加碰撞体，获得三维动画数据。

7.根据权利要求1或2中所述的基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法，其特征在于，所述三维动画模型的制作方式包括：利用MAYA制作fbx格式的三维动画模型；和/或，在所述unity引擎导入所述三维动画模型，并将所述三维动画模型中添加碰撞体，获得三维动画数据。

8.一种基于三维动画的电机仿真运行数据生成系统，其特征在于，所述系统包括：

处理模块，用于基于获取的三维动画数据，分别对用于模拟该所述三维动画数据的一或多个仿真升降杆进行升降移动控制参数的模拟，以获得用于驱动各所述仿真升降杆按所述升降移动控制参数上下运动的步进电机的运行数据。

9.根据权利要求8中所述的基于三维动画的电机仿真运行数据生成系统，其特征在于，所述处理模块还用于根据获取的三维动画数据中一或多个运动关键对象以及各关键对象对应的运动参数，获得与所述各关键对象分别对应的仿真升降杆以及各所述仿真升降杆的移动控制参数，以获得用于驱动各所述仿真升降杆按所述移动控制参数运动的步进电机的运行数据；其中，所述运动关键对象的类型包括：运动关键点或运动关键区域点集。

10.一种基于三维动画的电机仿真运行数据生成终端，其特征在于，包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行如权利要求1至7中任一项所述的基于三维动画的电机仿真运行数据生成方法。

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