CN112631322B - 生成集群无人机表演动画的方法、系统、无人机及终端 - Google Patents
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Abstract
本发明属于集群无人机表演队形制作技术领域，公开了一种生成集群无人机表演动画的方法、系统、无人机及终端，确定表演内容相关的动画模型文件；确定集群表演无人机的架数、最小安全距离、动画时长参数；利用动画模型处理算法，获取动画模型的所有顶点位置、骨骼动作参数；根据确定的参数计算出所有无人机在表演时悬停点的三维世界坐标。本发明的设计方法能够快速制作出集群无人机表演所需的动画队形，使用起来方便简单，提高集群无人机表演队形制作的效率；降低了集群无人机表演动画制作的技术门槛；快速生成符合实际架次要求、间距要求和时长要求的集群无人机表演动画。
Description
技术领域
本发明属于集群无人机表演队形制作技术领域，尤其涉及一种生成集群无人机表演动画的方法、系统、无人机及终端。
背景技术
目前，集群无人机表演画面一般分为静态画面和动态画面两种。集群无人机在展现静态画面时，一直静静的悬停在空中。而在展现动态画面的时候，其位置一直在发生变化。动态画面相对静态画面来说，有着更高的吸引力，同时画面表现力也更强，深受观众们的喜爱。
集群无人机在进行灯光表演之前，需要相关人员先创作设计完成表演的画面，然后再根据表演画面内容和无人机的架数，逐个点确定每个参与表演无人机的实际呈现位置，最后得到所有集群无人机在悬停表演时的三维世界坐标。目前，此过程一般由动画专业相关的技术人员花费数小时的时间，才能完成一幅表演动画的设计创作。该工作对设计人员有着较高的技术要求，需要其熟练掌握一系列3D设计软件，而且此类设计软件没有专门针对制作无人机表演动画的功能，制作过程比较繁琐，效率相对较低。因此，设计一种快速生成集群无人机表演动画的方法是本领域亟待解决的问题。
通过上述分析，现有技术存在的问题及缺陷为：
(1)集群无人机灯光表演的设计专业门槛高，需要其熟练掌握一系列3D设计软件；
(2)集群无人机灯光表演的设计软件没有专门针对制作无人机表演动画的功能，制作过程比较繁琐，耗时长，效率相对较低。
解决以上问题及缺陷的难度为：
现有的技术制作过程繁琐，效率低，无法直接对动画模型进行精细化处理。
解决以上问题及缺陷的意义为：
本发明能够大大提高集群无人机表演动画制作的效率。
发明内容
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种生成集群无人机表演动画的方法、系统、无人机及终端。
本发明是这样实现的，一种利用动画模型文件快速生成集群无人机表演动画的方法，所述利用动画模型文件快速生成集群无人机表演动画的方法包括以下步骤：
步骤一，所述利用动画模型文件快速生成集群无人机表演动画的方法包括以下步骤：
步骤一，用户选择确定表演内容相关的动画模型文件M；
步骤二，用户选择确定集群表演无人机的架数N、最小安全距离D、动画时长参数T；
步骤三，读取三维动画模型文件，获得动画模型的所有顶点位置V、骨骼动作参数S，其中关节点的编号索引为0～N-1，假设用Pj表示关节j代表的仿射变换，它是一个4×4的矩阵，它由平移向量Tj旋转矩阵Rj以及对角缩放矩阵Sj组成，关节j的关节运动状态可以表示为：
步骤四，根据步骤二中确定的参数以及步骤三中得到的某个顶点Vj和关节运动状态Pj，将顶点坐标Vj进行放大或者缩小适当的比例F，无人机在表演时悬停点的三维世界坐标Oj＝Pj·Vj·F。
进一步，步骤一中，所述表演内容相关的动画模型文件源于动画模型库。
进一步，步骤三中，读取三维动画模型文件，包括进行动画模型中的顶点位置、面的信息的提取。
本发明的另一目的在于提供一种生成集群无人机表演动画的系统，包括：
动画模型获取模块，用于获取表演内容相关的动画模型文件；
参数获取模块，用于获取集群表演无人机的架数、最小安全距离、动画时长参数；还利用动画模型处理算法，获取所述动画模型的所有顶点位置、骨骼动作参数；
三维世界坐标计算模块，用于根据获取的集群表演无人机的架数、最小安全距离、动画时长参数、顶点和骨骼动作参数，计算出所有无人机在表演时悬停点的三维世界坐标。
本发明的另一目的在于提供一种动画表演集群无人机，所述动画表演集群无人机用于执行生成集群无人机表演动画的方法。
本发明的另一目的在于提供一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行所述生成集群无人机表演动画的方法。
本发明的另一目的在于提供一种计算机设备，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行如下步骤：
获取表演内容相关的动画模型文件、集群表演无人机的架数、最小安全距离、动画时长参数；
利用动画模型处理算法，获取所述动画模型的所有顶点位置、骨骼动作参数；
根据获取的集群表演无人机的架数、最小安全距离、动画时长参数、顶点和骨骼动作参数，计算出所有无人机在表演时悬停点的三维世界坐标。
本发明的另一目的在于提供一种信息数据处理终端，所述信息数据处理终端用于实现所述的所述生成集群无人机表演动画的方法。
结合上述的所有技术方案，本发明所具备的优点及积极效果为：本发明使用表演内容相关的动画模型文件，可以很轻松的在动画模型库中找到，降低了表演画面创作的制作难度；动画模型处理算法能够快速而精确的提取出动画模型中的顶点位置，面的信息，以及骨骼动作等参数信息，保证了最终所呈现的无人机位置坐标的准确性；计算世界坐标方法能够在不到一分钟的时间内根据提取到的顶点位置计算出无人机在空中的三维世界坐标。
本发明的设计方法能够快速制作出集群无人机表演所需的动画队形，使用起来方便简单，大大提高集群无人机表演队形制作的效率；解决了现有无人机表演队形制作方法专业门槛高，非动画相关专业人员无法有效制作无人机表演队形；以及使用专业动画软件制作无人机表演队形过程繁琐，耗时长，效率低的问题。可以使得一些零动画专业相关基础的人员也能快速的制作出集群无人机表演动画队形，缩短了整个无人机表演项目的制作周期。
本发明降低了集群无人机表演动画制作的技术门槛；能够快速生成符合实际架次要求、间距要求和时长要求的集群无人机表演动画。
附图说明
为了更清楚地说明本申请实施例的技术方案，下面将对本申请实施例中所需要使用的附图做简单的介绍，显而易见地，下面所描述的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明实施例提供的利用动画模型文件快速生成集群无人机表演动画的方法流程图。
图2是本发明实施例提供的利用动画模型文件快速生成集群无人机表演动画的方法示意图。
图3是本发明实施例提供的正在跑步的人的动画模型文件示意图。
图4是本发明实施例提供的正在跑步的人的动画模型文件原理图。
图5是本发明实施例提供的集群无人机表演动画文件示意图。
图6是本发明实施例提供的500架无人机的动画表演文件示意图。
图7是本发明实施例提供的某段时间内该无人机的所有三维世界坐标示意图。
具体实施方式
为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
针对现有技术存在的问题，本发明提供了一种利用动画模型文件快速生成集群无人机表演动画的方法，下面结合附图对本发明作详细的描述。
如图1所示，本发明实施例提供的利用动画模型文件快速生成集群无人机表演动画的方法包括以下步骤：
S101，确定表演内容相关的动画模型文件。
S102，确定集群表演无人机的架数、最小安全距离、动画时长参数。
S103，利用动画模型处理算法，获取动画模型的所有顶点位置、骨骼动作参数。
S104，根据步骤S102中确定的参数以及步骤S103中得到的顶点和骨骼动作参数，计算出所有无人机在表演时悬停点的三维世界坐标。
步骤S101中，本发明实施例提供的表演内容相关的动画模型文件源于动画模型库。
步骤S103中，本发明实施例提供的动画模型处理算法，包括进行动画模型中的顶点位置、面的信息的提取。
下面结合实施例对本发明作进一步描述。
实施例1：
一种利用动画模型文件快速生成集群无人机表演动画的方法，其包括以下具体步骤：
步骤1：确定表演内容相关的动画模型文件。
步骤2：确定集群表演无人机的架数，最小安全距离，动画时长等参数。
步骤3：利用动画模型处理相关算法，获取动画模型的所有顶点位置，骨骼动作等参数。
步骤4：根据步骤2中确定的参数以及步骤3中得到的顶点和骨骼动作等信息，计算出所有无人机在表演时悬停点的三维世界坐标。
步骤1中的表演内容相关的动画模型文件，可以很轻松的在动画模型库中找到，降低了表演画面创作的制作难度。
步骤3中的动画模型处理算法，能够快速而精确的提取出动画模型中的顶点位置，面的信息，以及骨骼动作等参数信息，保证了最终所呈现的无人机位置坐标的准确性。
步骤4中所述的计算世界坐标方法，能够在不到一分钟的时间内根据提取到的顶点位置计算出无人机在空中的三维世界坐标。
实施例2：
如图3-图4所示，输入某个正在跑步的人的动画模型文件。
设置好需要展示的无人机的架数，表演的时长，安全间距等参数，就可以得到集群无人机表演动画文件，如图5所示。
同时，得到了的表演动画文件中包含每个无人机在某段时间内的三维世界坐标。如图6所示，为500架无人机的动画表演文件。
每个无人机的表演动画文件中包含某段时间内该无人机的所有三维世界坐标，如图7所示。
以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，都应涵盖在本发明的保护范围之内。
Claims (6)
1.一种生成集群无人机表演动画的方法，其特征在于，所述生成集群无人机表演动画的方法包括：
获取表演内容相关的动画模型文件、集群表演无人机的架数、最小安全距离、动画时长参数；
利用动画模型处理算法，获取所述动画模型的所有顶点位置、骨骼动作参数；
根据获取的集群表演无人机的架数、最小安全距离、动画时长参数、顶点和骨骼动作参数，计算出所有无人机在表演时悬停点的三维世界坐标；
所述表演内容相关的动画模型文件源于动画模型库；
所述动画模型处理算法，包括进行动画模型中的顶点位置、面的信息的提取。
2.一种生成集群无人机表演动画的系统，其特征在于，所述生成集群无人机表演动画的系统包括：
动画模型获取模块，用于获取表演内容相关的动画模型文件；所述表演内容相关的动画模型文件源于动画模型库；
所述动画模型处理算法，包括进行动画模型中的顶点位置、面的信息的提取；
参数获取模块，用于获取集群表演无人机的架数、最小安全距离、动画时长参数；还利用动画模型处理算法，获取所述动画模型的所有顶点位置、骨骼动作参数；
三维世界坐标计算模块，用于根据获取的集群表演无人机的架数、最小安全距离、动画时长参数、顶点和骨骼动作参数，计算出所有无人机在表演时悬停点的三维世界坐标。
3.一种动画表演集群无人机，其特征在于，所述动画表演集群无人机用于执行获取表演内容相关的动画模型文件、集群表演无人机的架数、最小安全距离、动画时长参数；
利用动画模型处理算法，获取所述动画模型的所有顶点位置、骨骼动作参数；
根据获取的集群表演无人机的架数、最小安全距离、动画时长参数、顶点和骨骼动作参数，计算出所有无人机在表演时悬停点的三维世界坐标；
所述表演内容相关的动画模型文件源于动画模型库；
所述动画模型处理算法，包括进行动画模型中的顶点位置、面的信息的提取。
4.一种计算机可读存储介质，储存有指令，当所述指令在计算机上运行时，使得计算机执行如权利要求1所述生成集群无人机表演动画的方法。
5.一种计算机设备，其特征在于，所述计算机设备包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行时，使得所述处理器执行以下步骤：
获取表演内容相关的动画模型文件、集群表演无人机的架数、最小安全距离、动画时长参数；
利用动画模型处理算法，获取所述动画模型的所有顶点位置、骨骼动作参数；
根据获取的集群表演无人机的架数、最小安全距离、动画时长参数、顶点和骨骼动作参数，计算出所有无人机在表演时悬停点的三维世界坐标；
所述表演内容相关的动画模型文件源于动画模型库；
所述动画模型处理算法，包括进行动画模型中的顶点位置、面的信息的提取。
6.一种信息数据处理终端，其特征在于，所述信息数据处理终端用于实现以下步骤：获取表演内容相关的动画模型文件、集群表演无人机的架数、最小安全距离、动画时长参数；
利用动画模型处理算法，获取所述动画模型的所有顶点位置、骨骼动作参数；
根据获取的集群表演无人机的架数、最小安全距离、动画时长参数、顶点和骨骼动作参数，计算出所有无人机在表演时悬停点的三维世界坐标；
所述表演内容相关的动画模型文件源于动画模型库；
所述动画模型处理算法，包括进行动画模型中的顶点位置、面的信息的提取。
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