CN113076001A - 一种艺术设计用智能3d模型建模及全息显示系统 - Google Patents

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Abstract

本发明提供了一种艺术设计用智能3D模型建模及全息显示系统，包括采集装置、展示装置、检测装置、感应装置、处理装置、防护装置和处理器，采集装置对物品进行数据的采集；展示装置基于采集装置的数据对物品进行展示；检测装置对操作者的动作和手型的方向进行检测；感应装置对展示的模型进行数据采集；处理装置对采集装置、检测装置和感应装置的数据进行处理；调整装置对采样装置的采样角度进行调整；防护装置对存储的物品进行保护。本发明通过采用限制机构用于对展示机构的显示的范围进行限定，使得操作者的拨动的动作能够被采集，并响应对模型的实时的转动，增加观赏的乐趣，同时还兼顾对操作者与模型的真实的触觉。

Description

一种艺术设计用智能3D模型建模及全息显示系统
技术领域
本发明涉及艺术品展示设备技术领域，尤其涉及一种艺术设计用智能3D模型建模及全息显示系统。
背景技术
由于展示装置通常需要较大的展示平面，而传统的大屏幕拼接方式通常需要多个中间硬件处理信号，匹配、调整画面繁琐，耗时较多，且实现技术复杂度高。
如CN107547604B现有技术公开了一种物品展示方法及系统，虚拟店铺中的物品以图片的方式进行展示。采用图片的方式物品，而图片展示具有一定的局限性，仍然有部分物品的形状和结构无法使用简单的图片展示出来，因此，物品展示的效果较差。
经过大量检索发现存在的现有技术如KR101654364B1、EP2482996B1和US08721396B1，目前，很多领域都需要3D互动展示系统，市场需求很大，可以在很多领域推广使用，随着场景模式幻影成像技术的逐步成熟，人们已经看到了这种三维展示方式带来的巨大好处，它使得展示的方式多样化，展示效果深入人心，但是现有3D展示平台仅能实现信息或产品展示，展示清晰度较差，而且针对不同身高的参观者不能调节平台高度，影响观看效果，此外，现有的展示平台不能使参观者参与进来，缺少人机互动交流，缺少商品展示的互动性，缺乏真实性，客户体验效果差，不具有实用性。同时，在文物或者贵重物品的防护等无法直接接触的物品的展示尤其缺乏。
为了解决本领域普遍存在体验效果差、展示效果差、无法与参观者进行交互、无法动态对角度调整和模型采集不准确等等问题，作出了本发明。
发明内容
本发明的目的在于，针对目前模型建立和显示所存在的不足，提出了一种艺术设计用智能3D模型建模及全息显示系统。
为了克服现有技术的不足，本发明采用如下技术方案：
一种艺术设计用智能3D模型建模及全息显示系统，包括采集装置、展示装置、检测装置、感应装置、处理装置、防护装置和处理器，所述采集装置对物品进行数据的采集；所述展示装置基于所述采集装置的数据对物品进行展示；所述检测装置对操作者的动作和手型的方向进行检测；所述感应装置对展示的模型进行数据采集；所述处理装置对所述采集装置、所述检测装置和所述感应装置的数据进行处理；所述防护装置对存储的所述物品进行保护。
可选的，所述采集装置包括采样机构、支撑机构和转动机构，所述采样机构对物品进行数据的采集；所述支撑机构对所述物品进行支撑；所述转动机构对所述支撑机构的角度进行调整；所述支撑机构包括支撑座和触发模块，所述触发模块设置在所述支撑座的上顶面；所述转动机构包括转动杆、角度检测件和转动驱动机构，所述转动杆的一端与所述支撑座同轴设置，所述角度检测件对所述转动杆的转动的角度进行检测；所述转动杆的另一端与所述转动驱动机构驱动连接。
可选的，所述采样机构包括采样探头、采样座、转向构件、采样轨道和采样驱动机构，所述采样探头与所述转向构件连接形成采样部；所述采样部设置在所述采样座上；所述采样座与所述采样轨道滑动卡接；所述采样轨道设置在所述物品的周侧或者上方；所述采样驱动机构被构造为与所述采样座驱动连接，并驱动所述采样座沿着所述采样轨道的朝向滑动。
可选的，所述采样探头采集所述物品的初始采样线段AB，设AB线段的坐标为(Xi，Yj，Zk)，并通过所述转动机构对所述转动机构对所述物品进行转动，并采集所述转动机构的转动速度V，且所述转动机构以恒定的转动速度V，转动时间为t；
存在
Figure BDA0003009004800000031
其中，所述D(Qn，Rm，Bl)为在物品的外壁上取样的线段集合函数。
可选的，所述展示装置包括展示机构和限制机构，所述展示机构基于所述采集装置的数据进行物体模型的展示；所述限制机构对所述展示机构的显示的范围进行限定；所述展示机构包括衍射光学模块和数据调制器；所述数据调制器对所述检测装置的数据进行调制，形成所述衍射光学模块所能够识别的数据流。
可选的，所述限制机构包括控制构件和转向单元，所述控制构件被构造为对限定位置进行指示；所述转向单元被构造为设置在所述转动座上；所述转向单元被构造为对所述显示装置的显示区域进行限定；所述转向单元包括指示件和角度检测元件，所述角度检测元件被构造为对所述指示件的转动的角度进行检测；所述指示件被构造为对所述显示装置的显示区域的边界进行指示。
可选的，所述检测装置包括检测模块和偏移采集模块，所述检测模块对操作者与所述展示装置模型的接触信号进行检测；所述偏移采集模块用于对所述操作者基于接触信号的偏移的方向进行检测，并收集偏移的速度V转；所述检测模块包括若干个位置检测件、检测板、以及若干个检测探头、各个所述检测探头设置在所述检测板上，并沿着所述检测板的周向等间距的分布；各个所述位置检测件分别对各个所述检测探头的位置进行记录，若各个所述检测探头接收到操作者的接触信号，则对应位置的所述位置检测件就会被激活。
可选的，所述检测模块包括对所述操作者与所述模型的接触点Ptouch(Wu，Gs，Ho)的位置，并依据检测依次相邻的检测探头R和E的触发信号；若存在任何一侧的检测探头检测到所述操作者的手指移动的信号，则触发所述展示模型朝向该方向转动，且转动速率为V转。
可选的，所述感应装置包括状态检测模块和感应模块，所述感应模块对人活动的状态进行检测；所述状态检测模块对所述模型的当前的姿势进行检测；所述状态检测模块包括特征参考坐标件和初始状态构件，所述初始状态检测件对所述模型的最初的位置进行记录并在非互动状态下恢复到初始位置。
可选的，所述防护装置包括防护机构和密封机构，所述防护机构对物品进行存储；所述密封机构对保存在所述防护机构中的物品的密封性能进行调节；所述防护机构包括若干个防护腔、以及对各个所述防护腔进行密封的防护门；所述防护门被构造为对所述防护腔进行密封；所述密封机构被构造为设置在所述防护门上并对各个所述防护腔中的环境进行处理或者进行密封操作。
本发明所取得的有益效果是：
1.通过采用在物体的正上方设置有若干个采样探头，并对物体进行边沿的采样，并结合物体侧边的数据进行综合判定，使得模型的形状以及轮廓能够检测或者采样出来；
2.通过采用检测机构和感应装置相互配合，使得对操作者与模型的交互的动作能够别识别出来，并基于操作者的动作进行模型展示角度的调整；
3.通过采用通过转动机构与采样机构的采样速度进行对应起来，有效的提升整个采样的过程更加准确可靠；
4.通过采用采样装置与展示装置之间的相互配合，使得采集装置的数据能够通过展示装置通过全息投影的方式进行展示；
5.通过采用触碰虚拟的模型进行方向的转换，提升整个模型展示与操作者的交互，提升整体的观赏效果；
6.通过采用限制机构用于对展示机构的显示的范围进行限定，使得操作者的拨动的动作能够被采集，并响应对模型的实时的转动，增加观赏的乐趣，同时还兼顾对操作者与模型的真实的触觉；
7.通过采用检测模块与限制机构的配合，使得操作者的手部与模型的接触的信号能够被殴检测模块所捕获，保证接触位置的位置以及移动的方向能够被精准的检测。
附图说明
从以下结合附图的描述可以进一步理解本发明。图中的部件不一定按比例绘制，而是将重点放在示出实施例的原理上。在不同的视图中，相同的附图标记指定对应的部分。
图1为本发明的控制流程示意图。
图2为所述容纳腔的结构示意图。
图3为所述采集装置与所述物品的半剖示意图。
图4为所述检测板与所述检测探头的结构示意图。
图5为所述展示装置与操作者手部进行动作时的结构示意图。
图6为所述展示装置与展示的模型的应用场景示意图。
附图标号说明：1-容纳腔；2-采样探头；3-支撑座；4-防护门；5-物品；6-转动机构；7-检测板；8-检测探头；9-反馈板；10-限制机构；11-展示机构；12-操作者；13-模型；14-衍射光学模块；15-展示腔。
具体实施方式
为了使得本发明的目的.技术方案及优点更加清楚明白，以下结合其实施例，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用于解释本发明，并不用于限定本发明。对于本领域技术人员而言，在查阅以下详细描述之后，本实施例的其它系统.方法和/或特征将变得显而易见。旨在所有此类附加的系统.方法.特征和优点都包括在本说明书内.包括在本发明的范围内，并且受所附权利要求书的保护。在以下详细描述描述了所公开的实施例的另外的特征，并且这些特征根据以下将详细描述将是显而易见的。
本发明实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述中，需要理解的是，若有术语“上”.“下”.“左”.“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或组件必须具有特定的方位.以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
实施例一：一种艺术设计用智能3D模型建模及全息显示系统，包括采集装置、展示装置、检测装置、感应装置、处理装置、防护装置和处理器，所述采集装置对物品进行数据的采集；所述展示装置基于所述采集装置的数据对物品进行展示；所述检测装置对操作者的动作和手型的方向进行检测；所述感应装置对展示的模型进行数据采集；所述处理装置对所述采集装置、所述检测装置和所述感应装置的数据进行处理；所述防护装置对存储的所述物品进行保护；
进一步的，所述采集装置包括采样机构、支撑机构和转动机构，所述采样机构对物品进行数据的采集；所述支撑机构对所述物品进行支撑；所述转动机构对所述支撑机构的角度进行调整；所述支撑机构包括支撑座和触发模块，所述触发模块设置在所述支撑座的上顶面；所述转动机构包括转动杆、角度检测件和转动驱动机构，所述转动杆的一端与所述支撑座同轴设置，所述角度检测件对所述转动杆的转动的角度进行检测；所述转动杆的另一端与所述转动驱动机构驱动连接；
进一步的，所述采样机构包括采样探头、采样座、转向构件、采样轨道和采样驱动机构，所述采样探头与所述转向构件连接形成采样部；所述采样部设置在所述采样座上；所述采样座与所述采样轨道滑动卡接；所述采样轨道设置在所述物品的周侧或者上方；所述采样驱动机构被构造为与所述采样座驱动连接，并驱动所述采样座沿着所述采样轨道的朝向滑动；
进一步的，所述采样探头采集所述物品的初始采样线段AB，设AB线段的坐标为(Xi，Yj，Zk)，并通过所述转动机构对所述转动机构对所述物品进行转动，并采集所述转动机构的转动速度V，且所述转动机构以恒定的转动速度V，转动时间为t；
存在
Figure BDA0003009004800000071
其中，所述D(Qn，Rm，Bl)为在物品的外壁上取样的线段集合函数；
进一步的，所述展示装置包括展示机构和限制机构，所述展示机构基于所述采集装置的数据进行物体模型的展示；所述限制机构对所述展示机构的显示的范围进行限定；所述展示机构包括衍射光学模块和数据调制器；所述数据调制器对所述检测装置的数据进行调制，形成所述衍射光学模块所能够识别的数据流；
进一步的，所述限制机构包括控制构件和转向单元，所述控制构件被构造为对限定位置进行指示；所述转向单元被构造为设置在所述转动座上；所述转向单元被构造为对所述显示装置的显示区域进行限定；所述转向单元包括指示件和角度检测元件，所述角度检测元件被构造为对所述指示件的转动的角度进行检测；所述指示件被构造为对所述显示装置的显示区域的边界进行指示；
进一步的，所述检测装置包括检测模块和偏移采集模块，所述检测模块对操作者与所述展示装置模型的接触信号进行检测；所述偏移采集模块用于对所述操作者基于接触信号的偏移的方向进行检测，并收集偏移的速度V转；所述检测模块包括若干个位置检测件、检测板、以及若干个检测探头、各个所述检测探头设置在所述检测板上，并沿着所述检测板的周向等间距的分布；各个所述位置检测件分别对各个所述检测探头的位置进行记录，若各个所述检测探头接收到操作者的接触信号，则对应位置的所述位置检测件就会被激活；
进一步的，所述检测模块包括对所述操作者与所述模型的接触点Ptouch(Wu，Gs，Ho)的位置，并依据检测依次相邻的检测探头R和E的触发信号；若存在任何一侧的检测探头检测到所述操作者的手指移动的信号，则触发所述展示模型朝向该方向转动，且转动速率为V转；
进一步的，所述感应装置包括状态检测模块和感应模块，所述感应模块对人活动的状态进行检测；所述状态检测模块对所述模型的当前的姿势进行检测；所述状态检测模块包括特征参考坐标件和初始状态构件，所述初始状态检测件对所述模型的最初的位置进行记录并在非互动状态下恢复到初始位置；
进一步的，所述防护装置包括防护机构和密封机构，所述防护机构对物品进行存储；所述密封机构对保存在所述防护机构中的物品的密封性能进行调节；所述防护机构包括若干个防护腔、以及对各个所述防护腔进行密封的防护门；所述防护门被构造为对所述防护腔进行密封；所述密封机构被构造为设置在所述防护门上并对各个所述防护腔中的环境进行处理或者进行密封操作。
实施例二：本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进；提供一种艺术设计用智能3D模型建模及全息显示系统，包括采集装置、展示装置、检测装置、感应装置、处理装置、防护装置和处理器，所述采集装置对物品进行数据的采集；所述展示装置基于所述采集装置的数据对物品进行展示；所述检测装置对操作者的动作和手型的方向进行检测；所述感应装置对展示的模型进行数据采集；所述处理装置对所述采集装置、所述检测装置和所述感应装置的数据进行处理；所述防护装置对存储的所述物品进行保护；所述处理器分别与所述采集装置、所述展示装置、所述检测装置、所述感应装置、所述处理装置和所述处理装置控制连接，并基于所述处理器的集中控制下对各个装置进行精准的控制；所述检测机构和所述感应装置相互配合，使得对所述操作者与所述模型的交互的动作能够别识别出来，并基于所述操作者的动作进行模型展示角度的调整；所述处理装置对所述采集装置、所述检测装置和所述采集装置的数据进行处理，同时还兼顾对所述展示装置的显示内容进行处理，使得对显示的内容能够更加的准确和可靠；
所述采集装置包括采样机构、支撑机构和转动机构，所述采样机构对物品进行数据的采集；所述支撑机构对所述物品进行支撑；所述转动机构对所述支撑机构的角度进行调整；所述支撑机构包括支撑座和触发模块，所述触发模块设置在所述支撑座的上顶面；所述转动机构包括转动杆、角度检测件和转动驱动机构，所述转动杆的一端与所述支撑座同轴设置，所述角度检测件对所述转动杆的转动的角度进行检测；所述转动杆的另一端与所述转动驱动机构驱动连接；通过把物品放置在所述支撑机构中，并通过设置在所述支撑机构中的所述采样机构进行数据的采集；另外，在其他的实施例中，所述支撑机构也可以设置为若干个容纳腔，各个容纳腔中均对应设置对应的采样机构，所述采样机构对设置在各个所述容纳腔中的物品进行数据的采集；且各个所述容纳腔中均设置有所述支撑座和触发模块；所述触发模块用于对所述采样机构进行激活，且存在所述物品放置在所述支撑座上时，所述触发模块才会被激活；同时，所述转动机构与所述支撑座进行连接，并基于转动机构的转动使得所述物品能够被所述采样机构进行采集；另外，所述采集装置还包括展示选择模块，所述展示选择模块被构造为对各个所述容纳腔中的数据进行采集，并基于展示选择模块对存储在各个容纳腔中的数据进行展示；所述转动机构驱动所述支撑座进行转动的过程中，需要与所述采样机构对所述物体的采集进行精准且对应的控制，使得所述采样探头在对所述物品进行采集的过程中，通过所述转动机构与所述采样机构的采样速度进行对应起来，有效的提升整个采样的过程更加准确可靠；
所述采样机构包括采样探头、采样座、转向构件、采样轨道和采样驱动机构，所述采样探头与所述转向构件连接形成采样部；所述采样部设置在所述采样座上；所述采样座与所述采样轨道滑动卡接；所述采样轨道设置在所述物品的周侧或者上方；所述采样驱动机构被构造为与所述采样座驱动连接，并驱动所述采样座沿着所述采样轨道的朝向滑动；所述采样机构设置在检测的物品的上部、以及周侧，另外，设置在周侧中的检测机构分别两两分组配对，用于对所述物体进行检测；且各个所述采样探头沿着不同的高度梯度等间距的分布，同时，在对所述物品进行检测的过程中，能够对所述物品的高度进行检测；当对称分布采样探头存在遮挡与未被遮挡的状况下，则通过对设置在待采样物品上部的采样探头进行检测，使得所述物体的外形能够被精准的采集出来；各个高度梯度的所述采样探头通过在所述模型的外周进行检测，当所述采样探头的采样的路径被所述物体所遮挡，则通过对采样线段进行记录；通过各个检测探头中的采样数据进行累计，从而获得所述物体的侧周面的数据；另外，还通过设置在待采样物品的正上方，使得所述物品在垂直与侧面的数据进行采集，从而保证所述物品的建模能够精准的展开；在所述物体的正上方设置有若干个采样探头，并对所述物体进行边沿的采样，并结合所述物体侧边的数据进行综合判定，使得所述模型的形状以及轮廓能够检测或者采样出来；通过所述采样装置与所述展示装置之间的相互配合，使得所述采集装置的数据能够通过所述展示装置通过全息投影的方式进行展示；同时，在投影的过程中，还能够通过触碰虚拟的模型进行方向的转换，提升整个模型展示与所述操作者的交互，提升整体的观赏效果；另外是，设置在所述物体上部的所述采样探头通过对所述物体边沿或弧度数据进行采集；
采集所述物体的照片或者边沿选择最大校准线段AQ，通过与所述校准线段的进行对比，并对进行物体边沿的记录；任取采集的图像上经过灰度变化后的AQ上周围的任意n*n向量组，并搭建形成:
Figure BDA0003009004800000111
其中，AQ线段的长度可以根据进行灰度变化后的最大线段值；
其中，
Figure BDA0003009004800000112
对于每一个点我们可以获得两个方向的梯度，我们可以通过下面这个公式算出梯度的估计值：
Figure BDA0003009004800000113
如果定义阈值G最大值(此处定义为G最大值＝120)，则当G大于G最大值时，该点可被视为边界值；通过所述边界值与所述物品侧边的所述数据共同重建出展示装置中显示的全息图像；
所述采样探头采集所述物品的初始采样线段AB，设AB线段的坐标为(Xi，Yj，Zk)，并通过所述转动机构对所述转动机构对所述物品进行转动，并采集所述转动机构的转动速度V，且所述转动机构以恒定的转动速度V，转动时间为t；存在：
Figure BDA0003009004800000121
其中，所述D(Qn，Rm，Bl)为在物品的外壁上取样的线段集合函数；n∈u，m∈v，l∈p；当以所述AB为起点并转动一圈后，采集的所述物体外观的数据可以近似默认为所述物体的外周的数据；通过所述转动机构以恒定的速度V转动T的时间，就能够通过对各个设置在所述物品的外形弧度的数据进行采集；
所述展示装置包括展示机构和限制机构，所述展示机构基于所述采集装置的数据进行物体模型的展示；所述限制机构对所述展示机构的显示的范围进行限定；所述展示机构包括衍射光学模块和数据调制器；所述数据调制器对所述检测装置的数据进行调制，形成所述衍射光学模块所能够识别的数据流；所述展示机构与所述限制机构相互配合，使得所述物体的模型数据能够通过全息投影的方式进行显示出来；另外，所述限制机构用于对所述展示机构的显示的范围进行限定，使得所述操作者的拨动的动作能够被采集，并响应对所述模型的实时的转动，增加观赏的乐趣，同时还兼顾对所述操作者与所述模型的真实的接触的感觉；所述展示机构的所述衍射光学模块用于对所述采集装置采集的物品的数据进行显示，同时，还通过所述数据调制器对采集的数据进行调制，提升整个显示的过程的高效性和可靠性；另外，所述衍射光学模块与所述限制机构进行配合，使得对全息展示的内容能够存在显示的范围能够被精准的限制在合理的范围内，并基于所述限制机构对所述显示范围的精准的限定，使得在进行互动的过程中能够把显示的范围进行缩小，并在非互动状态下调整所述限制的区域，进一步的增强整个系统与观赏者或者操作者的互动交流的体验；所述展示机构还包括展示腔，所述限制机构、所述衍射光学模块和数据调制器均设置在所述展示腔中，且所述展示机构显示的模型显示在所述展示腔的上顶部；所述展示腔设置在所述采集装置的正上方且与所述采集装置连接；
所述限制机构包括控制构件和转向单元，所述控制构件被构造为对限定位置进行指示；所述转向单元被构造为设置在所述转动座上；所述转向单元被构造为对所述显示装置的显示区域进行限定；所述转向单元包括指示件和角度检测元件，所述角度检测元件被构造为对所述指示件的转动的角度进行检测；所述指示件被构造为对所述显示装置的显示区域的边界进行指示；
所述转向单元被构造所述显示装置的显示区域的高度范围进行限定，同时，所述转向单元在对所述高度范围进行检测的过程中，需要由初始位置抬升设定的仰角，通过两个所述仰角之间的差值得出所述显示装置的显示区域的高度范围值；所述角度检测元件被构造为对所述转动座的高度仰角和水平仰角进行检测；特别的，相邻的两个所述转动座配合使用，且以其中一个所述转动座作为参照参数，另一转动座基于参照参数的基础上沿着水平范围偏转或者在高度范围内仰角，则两个配对的转动座的偏移范围或者角度就能度精准获得，从而对所述显示装置的显示范围；所述控制构件发射出来的红外线信号为所述显示装置的显示边界，同时，在显示的过程中，若显示内容超过显示边界的界限，则通过所述处理器控制所述显示装置对所述显示机构的显示内容进行缩放，且缩放的比例由显示内容与边界之间的空间决定，并等比缩放；
所述检测装置包括检测模块和偏移采集模块，所述检测模块对操作者与所述展示装置模型的接触信号进行检测；所述偏移采集模块用于对所述操作者基于接触信号的偏移的方向进行检测，并收集偏移的速度V转；所述检测模块包括若干个位置检测件、检测板、以及若干个检测探头、各个所述检测探头设置在所述检测板上，并沿着所述检测板的周向等间距的分布；各个所述位置检测件分别对各个所述检测探头的位置进行记录，若各个所述检测探头接收到操作者的接触信号，则对应位置的所述位置检测件就会被激活；所述检测模块与所述偏移采集模块相互配合，使得对所述操作者与展示的模型之间的接触信号能够进行检测，同时，所述操作者在接触(接触所述模型的显示区域后同等于接触)，并实时检测所述操作者手势的滑动的方向，并基于滑动的方向进行调整所述模型方向的调整；在执行上述的模型转动的动作的过程中，需要通过所述展示装置和所述检测装置相互配合，使得所述操作者与所述模型进行接触，从而实现对所述模型中的转动和角度的调整；另外，通过所述检测模块与所述限制机构的配合，使得所述操作者的手部与所述模型的接触的信号能够被殴检测模块所捕获，保证所述接触位置的位置以及移动的方向能够被精准的检测；另外，各个设置在所述检测板上的各个所述检测探头还沿着垂直于所述检测板轴线的方向等间距的分布，且各个所述检测件探头的检测方向平行于所述检测板的轴线；
所述检测模块包括对所述操作者与所述模型的接触点Ptouch(Wu，Gs，Ho)的位置，并依据检测依次相邻的检测探头R和E的触发信号；若存在任何一侧的检测探头检测到所述操作者的手指移动的信号，则触发所述展示模型朝向该方向转动，且转动速率为V转；在对所述模型进行接触的过程中，设置在所述模型周侧的各个所述检测探头就会对所述接触点Ptouch周围的位置进行检测，当所述操作者的之间的手势的移动的速率对应所述模型的转动的速度；另外，所述检测模块还包括若干个反馈板，各个所述反馈板对所述模型的接触或模型的转动方向进行反馈；各个所述反馈板设置在所述展示机构的所述边沿处，在所述操作者对所述模型进行方向转动的过程中，需要通过所述操作者的一只手进行模型的接触，并通过所述操作者的另一手接触反馈板获取所述反馈板的反馈振动，使得所述操作者能够获知对所述模型的拨动的指令，已经被所述检测模块进行收集；
所述感应装置包括状态检测模块和感应模块，所述感应模块对人活动的状态进行检测；所述状态检测模块对所述模型的当前的姿势进行检测；所述状态检测模块包括特征参考坐标件和初始状态构件，所述初始状态检测件对所述模型的最初的位置进行记录并在非互动状态下恢复到初始位置；所述状态检测模块与所述感应模块相互配合，使得所述对操作者的手部对所述手部的拨动进行动作；所述感应模块对所述操作者的手部与所述模型的抵靠的距离进行检测，并采集所述操作者逐步靠近所述展示装置时，触发对各个状态的激活；所述感应模块包括若干个感应件，各个所述感应件对所述操作者靠近整个系统的距离进行检测，若存在所述操作者对展示的模型进行交互的操作，就会进行交互模式对应的状态；若各个所述感应检测检测到所述操作者远离后就会把整个系统由交互模式转换为待机自由展示的状态，并在所述处理器的控制操作下通过所述展示装置展示的内容进行放大的操作；
所述防护装置包括防护机构和密封机构，所述防护机构对物品进行存储；所述密封机构对保存在所述防护机构中的物品的密封性能进行调节；所述防护机构包括若干个防护腔、以及对各个所述防护腔进行密封的防护门；所述防护门被构造为对所述防护腔进行密封；所述密封机构被构造为设置在所述防护门上并对各个所述防护腔中的环境进行处理或者进行密封操作；所述防护装置对存储在所述防护腔中的，并对防护腔的存放环境进行保护；另外，通过所述防护装置对所述物体进行配合，使得存储在防护腔中的物体进行被可靠的防护；存储在所述防护腔中的物品包括但是不局限于以下列举的几种：文物、易碎品等限制接触的物品等；另外，所述检测装置设置在各个所述防护腔中，并对所述防护腔中物品进行检测，同时，基于所述防护装置的防护手段对放置在所述防护腔中的环境进行密闭，优选的，采用真空的方式进行环境的营造；特别的，所述防护门的边沿设置有密封胶垫，所述密封胶垫沿着所述防护门与各个所述防护腔的连接处进行密封，营造真空的环境；进一步提升，保存在各个所述防护腔中的安全；另外，所述防护装置还包括真空模块，所述真空模块均设置在各个所述防护腔中，并对所述防护腔中的环境进行抽真空的处理；所述真空模块是本领域的技术人员所熟知的技术手段，本领域的技术人员可以查询相关的技术手册并获知该技术手段，因而在本实施例中不再一一进行赘述。
实施例三：本实施例应当理解为至少包含前述任一一个实施例的全部特征，并在其基础上进一步改进；提供一种艺术设计用智能3D模型建模及全息显示系统，包括采集装置、展示装置、检测装置、感应装置、处理装置、防护装置和处理器，所述采集装置对物品进行数据的采集；所述展示装置基于所述采集装置的数据对物品进行展示；所述检测装置对操作者的动作和手型的方向进行检测；所述感应装置对展示的模型进行数据采集；所述处理装置对所述采集装置、所述检测装置和所述感应装置的数据进行处理；所述防护装置对存储的所述物品进行保护；所述处理器分别与所述采集装置、所述展示装置、所述检测装置、所述感应装置、所述处理装置和所述处理装置控制连接，并基于所述处理器的集中控制下对各个装置进行精准的控制；所述检测机构和所述感应装置相互配合，使得对所述操作者与所述模型的交互的动作能够别识别出来，并基于所述操作者的动作进行模型展示角度的调整；所述处理装置对所述采集装置、所述检测装置和所述采集装置的数据进行处理，同时还兼顾对所述展示装置的显示内容进行处理，使得对显示的内容能够更加的准确和可靠；
所述检测装置包括检测模块和偏移采集模块，所述检测模块对操作者与所述展示装置模型的接触信号进行检测；所述偏移采集模块用于对所述操作者基于接触信号的偏移的方向进行检测，并收集偏移的速度V转；所述检测模块包括若干个位置检测件、检测板、以及若干个检测探头、各个所述检测探头设置在所述检测板上，并沿着所述检测板的周向等间距的分布；各个所述位置检测件分别对各个所述检测探头的位置进行记录，若各个所述检测探头接收到操作者的接触信号，则对应位置的所述位置检测件就会被激活；所述检测模块与所述偏移采集模块相互配合，使得对所述操作者与展示的模型之间的接触信号能够进行检测，同时，所述操作者在接触(接触所述模型的显示区域后同等于接触)，并实时检测所述操作者手势的滑动的方向，并基于滑动的方向进行调整所述模型方向的调整；在执行上述的模型转动的动作的过程中，需要通过所述展示装置和所述检测装置相互配合，使得所述操作者与所述模型进行接触，从而实现对所述模型中的转动和角度的调整；另外，通过所述检测模块与所述限制机构的配合，使得所述操作者的手部与所述模型的接触的信号能够被殴检测模块所捕获，保证所述接触位置的位置以及移动的方向能够被精准的检测；另外，各个设置在所述检测板上的各个所述检测探头还沿着垂直于所述检测板轴线的方向等间距的分布，且各个所述检测件探头的检测方向平行于所述检测板的轴线；
所述检测模块包括对所述操作者与所述模型的接触点Ptouch(Wu，Gs，Ho)的位置，并依据检测依次相邻的检测探头R和E的触发信号；若存在任何一侧的检测探头检测到所述操作者的手指移动的信号，则触发所述展示模型朝向该方向转动，且转动速率为V转；在对所述模型进行接触的过程中，设置在所述模型周侧的各个所述检测探头就会对所述接触点Ptouch周围的位置进行检测，当所述操作者的之间的手势的移动的速率对应所述模型的转动的速度；另外，所述检测模块还包括若干个反馈板，各个所述反馈板对所述模型的接触或模型的转动方向进行反馈；各个所述反馈板设置在所述展示机构的所述边沿处，在所述操作者对所述模型进行方向转动的过程中，需要通过所述操作者的一只手进行模型的接触，并通过所述操作者的另一手接触反馈板获取所述反馈板的反馈振动，使得所述操作者能够获知对所述模型的拨动的指令，已经被所述检测模块进行收集；
采集所述接触点Ptouch(Wu，Gs，Ho)的初始位置，并采集所述操作者基于所述接触点移动到相邻区域的长度距离rn，在接触点的相邻的区域中各个检测探头检测所述手部移动的间隔时间值Δt；与接触点连线的反方向的方向向量做加权相加；本实施例中，权重一般取为1/r；
Figure BDA0003009004800000181
其中，rn为与所述接触点Ptouch(Wu，Gs，Ho)相邻的n个位置与Ptouch(Wu，Gs，Ho)的距离；
若存在任意位置的权重超过设定的位置，则取该位置的方向作为移动的方向，并通过下式
Figure BDA0003009004800000191
其中，Δt可以根据各个所述探头的变化进行测得，即：当手部由遮挡状态转换为非遮挡状态，且检测所述接触点识别以rn范围内的各个所述检测探头是否处于初始状态，若处于所述操作者并未移动或者并未触碰所述模型的非接触状态，则时间值为Δt；同理，相反则反。
在上述实施例中，对各个实施例的描述都各有侧重，某个实施例中没有详述或记载的部分，可以参见其它实施例的相关描述。
虽然上面已经参考各种实施例描述了本发明，但是应当理解，在不脱离本发明的范围的情况下，可以进行许多改变和修改。也就是说上面讨论的方法，系统和设备是示例。各种配置可以适当地省略，替换或添加各种过程或组件。例如，在替代配置中，可以以与所描述的顺序不同的顺序执行方法，和/或可以添加，省略和/或组合各种部件。而且，关于某些配置描述的特征可以以各种其他配置组合，如可以以类似的方式组合配置的不同方面和元素。此外，随着技术发展其中的元素可以更新，即许多元素是示例，并不限制本公开或权利要求的范围。
在说明书中给出了具体细节以提供对包括实现的示例性配置的透彻理解。然而，可以在没有这些具体细节的情况下实践配置例如，已经示出了众所周知的电路，过程，算法，结构和技术而没有不必要的细节，以避免模糊配置。该描述仅提供示例配置，并且不限制权利要求的范围，适用性或配置。相反，前面对配置的描述将为本领域技术人员提供用于实现所描述的技术的使能描述。在不脱离本公开的精神或范围的情况下，可以对元件的功能和布置进行各种改变。
综上，其旨在上述详细描述被认为是例示性的而非限制性的，并且应当理解，以上这些实施例应理解为仅用于说明本发明而不用于限制本发明的保护范围。在阅读了本发明的记载的内容之后，技术人员可以对本发明作各种改动或修改，这些等效变化和修饰同样落入本发明权利要求所限定的范围。

Claims (10)

1.一种艺术设计用智能3D模型建模及全息显示系统，其特征在于，包括采集装置、展示装置、检测装置、感应装置、处理装置、防护装置和处理器，所述采集装置对物品进行数据的采集；所述展示装置基于所述采集装置的数据对物品进行展示；所述检测装置对操作者的动作和手型的方向进行检测；所述感应装置对展示的模型进行数据采集；所述处理装置对所述采集装置、所述检测装置和所述感应装置的数据进行处理；所述防护装置对存储的所述物品进行保护。
2.如权利要求1所述的一种艺术设计用智能3D模型建模及全息显示系统，其特征在于，所述采集装置包括采样机构、支撑机构和转动机构，所述采样机构对物品进行数据的采集；所述支撑机构对所述物品进行支撑；所述转动机构对所述支撑机构的角度进行调整；所述支撑机构包括支撑座和触发模块，所述触发模块设置在所述支撑座的上顶面；所述转动机构包括转动杆、角度检测件和转动驱动机构，所述转动杆的一端与所述支撑座同轴设置，所述角度检测件对所述转动杆的转动的角度进行检测；所述转动杆的另一端与所述转动驱动机构驱动连接。
3.如前述权利要求之一所述的一种艺术设计用智能3D模型建模及全息显示系统，其特征在于，所述采样机构包括采样探头、采样座、转向构件、采样轨道和采样驱动机构，所述采样探头与所述转向构件连接形成采样部；所述采样部设置在所述采样座上；所述采样座与所述采样轨道滑动卡接；所述采样轨道设置在所述物品的周侧或者上方；所述采样驱动机构被构造为与所述采样座驱动连接，并驱动所述采样座沿着所述采样轨道的朝向滑动。
4.如前述权利要求之一所述的一种艺术设计用智能3D模型建模及全息显示系统，其特征在于，所述采样探头采集所述物品的初始采样线段AB，设AB线段的坐标为(Xi，Yj，Zk)，并通过所述转动机构对所述转动机构对所述物品进行转动，并采集所述转动机构的转动速度V，且所述转动机构以恒定的转动速度V，转动时间为t；
存在
Figure FDA0003009004790000021
其中，所述D(Qn，Rm，Bl)为在物品的外壁上取样的线段集合函数。
5.如前述权利要求之一所述的一种艺术设计用智能3D模型建模及全息显示系统，其特征在于，所述展示装置包括展示机构和限制机构，所述展示机构基于所述采集装置的数据进行物体模型的展示；所述限制机构对所述展示机构的显示的范围进行限定；所述展示机构包括衍射光学模块和数据调制器；所述数据调制器对所述检测装置的数据进行调制，形成所述衍射光学模块所能够识别的数据流。
6.如前述权利要求之一所述的一种艺术设计用智能3D模型建模及全息显示系统，其特征在于，所述限制机构包括控制构件和转向单元，所述控制构件被构造为对限定位置进行指示；所述转向单元被构造为设置在所述转动座上；所述转向单元被构造为对所述显示装置的显示区域进行限定；所述转向单元包括指示件和角度检测元件，所述角度检测元件被构造为对所述指示件的转动的角度进行检测；所述指示件被构造为对所述显示装置的显示区域的边界进行指示。
7.如前述权利要求之一所述的一种艺术设计用智能3D模型建模及全息显示系统，其特征在于，所述检测装置包括检测模块和偏移采集模块，所述检测模块对操作者与所述展示装置模型的接触信号进行检测；所述偏移采集模块用于对所述操作者基于接触信号的偏移的方向进行检测，并收集偏移的速度V转；所述检测模块包括若干个位置检测件、检测板、以及若干个检测探头、各个所述检测探头设置在所述检测板上，并沿着所述检测板的周向等间距的分布；各个所述位置检测件分别对各个所述检测探头的位置进行记录，若各个所述检测探头接收到操作者的接触信号，则对应位置的所述位置检测件就会被激活。
8.如前述权利要求之一所述的一种艺术设计用智能3D模型建模及全息显示系统，其特征在于，所述检测模块包括对所述操作者与所述模型的接触点Ptouch(Wu，Gs，Ho)的位置，并依据检测依次相邻的检测探头R和E的触发信号；若存在任何一侧的检测探头检测到所述操作者的手指移动的信号，则触发所述展示模型朝向该方向转动，且转动速率为V转。
9.如前述权利要求之一所述的一种艺术设计用智能3D模型建模及全息显示系统，其特征在于，所述感应装置包括状态检测模块和感应模块，所述感应模块对人活动的状态进行检测；所述状态检测模块对所述模型的当前的姿势进行检测；所述状态检测模块包括特征参考坐标件和初始状态构件，所述初始状态检测件对所述模型的最初的位置进行记录并在非互动状态下恢复到初始位置。
10.如前述权利要求之一所述的一种艺术设计用智能3D模型建模及全息显示系统，其特征在于，所述防护装置包括防护机构和密封机构，所述防护机构对物品进行存储；所述密封机构对保存在所述防护机构中的物品的密封性能进行调节；所述防护机构包括若干个防护腔、以及对各个所述防护腔进行密封的防护门；所述防护门被构造为对所述防护腔进行密封；所述密封机构被构造为设置在所述防护门上并对各个所述防护腔中的环境进行处理或者进行密封操作。
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