CN113936106A - 一种监控地图的三维可视化方法、系统和相关设备 - Google Patents

Abstract

本发明适用于智能安防领域，提供了一种监控地图的三维可视化方法，所述方法包括以下步骤：获取目标地块的基本地形数据；将所述基本地形数据转换为待处理模型数据，并导入到三维建模软件中，得到三维地形数据；建立监控设备模型，并导入到所述三维地形数据中；将二维地图数据导入到所述三维地形数据中，并将所述二维地图数据对齐所述三维地形数据；将所述监控设备模型在所述三维地形数据中根据所述二维地图数据进行匹配，得到三维监控地图。本发明优化了三维地图的建模过程，提高了建模精度，使最终的三维监控地图能够更好地体现实时监控的效果。

Description

一种监控地图的三维可视化方法、系统和相关设备

技术领域

本发明属于智能安防领域，尤其涉及一种监控地图的三维可视化方法、系统和相关设备。

背景技术

地图是一种记录地理信息的图形语言形式，通过地图，人们可以很便捷地获取到某个地点或者范围内的地理特征，并方便人们出行、学习等。经过计算机图形学和三维仿真等技术的快速发展阶段，传统的纸质地图也完成了数据化，现在人们可以很方便地通过智能手机和个人计算机等设备查看电子地图，并能够实时放大地图细节进行查看、接入电子罗盘等工具帮助人们分辨方向等。

而三维地图是以二维的电子数据库为基础，通过数据的采集以及测绘等方式获取地理数据后，再利用计算机图形学和三维仿真等技术进行模型的建立得到的。现在，三维电子地图被广泛用于人们的生活中。但是在安防领域中，二维的电子监控地图无法根据现有的监控设备部署特点呈现给用户更多的监控信息，而常用的三维地图又不具备监控功能，这是安防领域在跨入智能化阶段需要解决的一个重要问题。

发明内容

本发明实施例提供一种监控地图的三维可视化方法、系统和相关设备，旨在解决二维的电子监控地图无法根据现有的监控设备部署特点呈现给用户更多的监控信息的问题。

第一方面，本发明实施例提供了一种监控地图的三维可视化方法，包括以下步骤：

获取目标地块的基本地形数据；

将所述基本地形数据转换为待处理模型数据，并导入到三维建模软件中，得到三维地形数据；

建立对应所述目标地块内的监控设备模型，并导入到所述三维地形数据中；

将所述目标地块对应的二维地图数据导入到所述三维地形数据中，并将所述二维地图数据对齐所述三维地形数据；

将所述监控设备模型在所述三维地形数据中根据所述二维地图数据进行匹配，得到三维监控地图。

更进一步地，所述获取目标地块的基本地形数据的步骤具体为：使用搭载三维扫描摄像头的无人机在所述目标地块进行拍摄，得到对应所述目标地块的电子化的所述基本地形数据。

更进一步地，所述将基本地形数据转换为待处理模型数据，并导入到三维建模软件中，得到三维地形数据的步骤中，具体包括以下子步骤：

将所述基本地形数据输入三维模型处理单元进行转换处理，得到所述待处理模型数据；

将所述待处理模型数据导入所述三维建模软件进行建模生成，得到所述三维地形数据。

更进一步地，所述建立对应所述目标地块内的监控设备模型，并导入到所述三维地形数据中的步骤具体：通过所述三维建模软件进行建模，得到所述监控设备模型，并将所述监控设备模型导入所述三维地形数据中。

更进一步地，所述二维地图数据包括道路数据、建筑物数据、监控设备数据，其中，所述道路数据和所述建筑物数据是现实中地理位置的等比例数据，所述监控设备数据包括现实中每一监控设备的位置信息、设备序号、设备监控视角。

更进一步地，所述将所述目标地块对应的二维地图数据导入到所述三维地形数据中，并将所述二维地图数据对齐所述三维地形数据的步骤中，具体包括以下子步骤：

将所述目标地块对应的所述二维地图数据导入所述三维地形数据中，并确定所述三维地形数据的中对应所述目标地块的对齐点；

将所述二维地图数据在所述三维地形数据的平面视图上按照所述道路数据、所述建筑物数据等比放大，并与所述对齐点对齐。

更进一步地，将所述监控设备模型在所述三维地形数据中根据所述二维地图数据进行匹配，得到三维监控地图的步骤中，具体为：将所述监控设备模型根据所述二维地图数据中的所述监控设备数据，在所述三维地形数据中根据所述位置信息和所述设备监控视角进行放置，以得到完整的三维监控地图。

第二方面，本发明实施例提供了一种监控地图的三维可视化系统，包括以下模块：

基本地形数据获取模块，用于获取目标地块的基本地形数据；

三维地形数据构建模块，用于将所述基本地形数据转换为待处理模型数据，并导入到三维建模软件中，得到三维地形数据；

监控模型构建模块，用于建立对应所述目标地块内的监控设备模型，并导入到所述三维地形数据中；

地形数据对齐模块，用于将所述目标地块对应的二维地图数据导入到所述三维地形数据中，并将所述二维地图数据对齐所述三维地形数据；

监控模型匹配模块，用于将所述监控设备模型在所述三维地形数据中根据所述二维地图数据进行匹配，得到三维监控地图。

第三方面，本发明实施例提供了一种计算机设备，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述实施例中任一项所述的监控地图的三维可视化方法中的步骤。

第四方面，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如上述实施例中任一项所述的监控地图的三维可视化方法中的步骤。

本发明所达到的有益效果，由于采用了建模前通过无人机扫描获取基本地形数据、并在建立地图模型的过程中使用二维地图数据匹配的方式，优化了三维地图的建模过程，提高了建模精度，使最终的三维监控地图能够更好地体现实时监控的效果。

附图说明

图1是本发明实施例提供的监控地图的三维可视化方法的流程框图；

图2是本发明实施例提供的监控地图的三维可视化方法中步骤S102的子流程框图；

图3是本发明实施例提供的监控地图的三维可视化方法中步骤S104的子流程框图；

图4是本发明实施例提供的监控地图的三维可视化系统的结构框图；

图5是本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图。

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，以下结合附图及实施例，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。

请参照图1，图1是本发明实施例提供的监控地图的三维可视化方法的流程框图，具体包括以下步骤：

S101、获取目标地块的基本地形数据。

在本发明实施例中，所述目标地块为实施监控范围内的地理位置范围，所述目标地块中包含道路、建筑物、人为造物和自然造物，其中，道路和建筑物是制作一个地图时首先应该考虑的表现因素，若所述目标地块中包含更具体的建筑物信息，比如需要制作一个园区内建筑物的地图，那么建筑物中的走道和房间设计也应该属于该地图的表现因素。本发明实施例以一个包括多个建筑物和运输路径的生产园区为所述目标地块，利用搭载三维扫描摄像头的无人机在所述目标地块进行拍摄，所述搭载三维扫描摄像头的无人机通过拍摄产生基于所述目标地块上所述道路和所述建筑物的基本几何图形文件，并将所述基本几何图形文件存储为.obj格式的三维几何文件，将所述.obj格式的三维几何文件作为所述目标地块的所述基本地形数据。

S102、将所述基本地形数据转换为待处理模型数据，并导入到三维建模软件中，得到三维地形数据。

请参照图2，图2是本发明实施例提供的监控地图的三维可视化方法中步骤S102的子流程框图，具体包括以下步骤：

S1021、将所述基本地形数据输入三维模型处理单元进行转换处理，得到所述待处理模型数据。

具体的，所述基本地形数据是只包含基本的三维几何图形的文件，不能直接将其中的三维几何图形作为可以设置在三维建模项目中的三维模型。在本发明实施例中，获取到所述基本地图数据之后，将所述基本地图数据输入到所述三维模型处理单元进行处理，所述三维模型处理单元基于Smart3D，所述Smart3D是一种三维实景建模系统，能够根据三维几何图形生成和建立能够自由编辑的三维实景模型。所述三维模型处理单元根据所述基本地形数据中的三维几何图形样式，生成基于其中建筑物图形的建筑物模型，并根据所述基本地形数据中的道路图形生成道路模型，所述建筑物模型和所述道路模型统一作为所述三维模型处理单元输出的所述待处理模型数据，更具体的，所述待处理模型数据为.fbx格式的文件，所述.fbx为一种三维模型场景动画打包格式的文件，通过这种类型的文件可以在其他支持三维模型编辑的软件中进行使用。

S1022、将所述待处理模型数据导入所述三维建模软件进行建模生成，得到所述三维地形数据。

在本发明实施例中，所述三维模型处理单元生成的所述待处理模型数据是根据所述基本地形数据得到的，但所述待处理模型仅具有模型形状，并不具有所述目标地块中的所述建筑物和所述道路之间的地理位置关系。将所述待处理模型数据导入所述三维建模软件，所述三维建模软件基于3Dmax和Unity，所述3Dmax和所述Unity是三维内容开发平台，利用所述三维建模软件可以进行三维模型的编辑。在所述三维建模软件中，将所述待处理模型数据根据所述目标地块中的所述道路和所述建筑物的地理位置关系进行编辑和布置，使得所述待处理模型数据中的所述建筑物模型和所述道路模型形成对应所述目标地块的地理逻辑关系。将经过所述三维建模软件编辑和布置完成的所述待处理模型数据作为对应所述目标地块的基本的所述三维地形数据。

S103、建立对应所述目标地块内的监控设备模型，并导入到所述三维地形数据中。

在本发明实施例中，所述目标地块中还包含监控设备，所述监控设备是能够进行摄像采集的电子设备，所述监控设备布置在所述目标地块的所述建筑物上，并且具有不同的视角。本发明实施例中首先根据所述监控设备的实际几何形状，利用所述三维建模软件建立一个所述监控设备模型，并将其导入到所述三维地形数据中，以进行下一个步骤。

S104、将所述目标地块对应的二维地图数据导入到所述三维地形数据中，并将所述二维地图数据对齐所述三维地形数据。

具体的，所述二维地图数据是用于监控的平面电子地图，所述二维地图数据中包括道路数据、建筑物数据、监控设备数据，所述道路数据和所述建筑物数据仅具有平面形状，并且根据所述目标地块中的实际地理比例，所述道路数据和所述建筑物数据在所述二维地图数据的平面中呈同样的比例设置，并且，所述二维地图数据还包含监控设备数据，所述监控设备数据对应现实中的所述监控设备，具体包括了所述监控设备的位置信息、设备序号和设备的监控视角，所述位置信息表明了该监控设备在所述二维地图数据中的平面二维坐标。

请参照图3，图3是本发明实施例提供的监控地图的三维可视化方法中步骤S104的子流程框图，具体包括以下步骤：

S1041、将所述目标地块对应的所述二维地图数据导入所述三维地形数据中，并确定所述三维地形数据的中对应所述目标地块的对齐点。

在本发明实施例中，所述三维地形数据是所述建筑物模型和所述道路模型的组合，但并不具备详细的地图比例。将所述二维地图数据导入到所述三维地形数据中，并在所述三维地形数据中确定以所述建筑物模型为主的所述对齐点，具体的，所述对齐点对应所述目标地块中的实际建筑物，所述对齐点至少为三个，同时，为了更好地使用确定所述三维地形数据的实际地图比例，在选择所述对齐点时选取所述建筑物模型中具备特征的模型。

S1042、将所述二维地图数据在所述三维地形数据的平面视图上按照所述道路数据、所述建筑物数据等比放大，并与所述对齐点对齐。

将导入到所述三维地形数据中的所述二维地图数据按水平方向布置，并将所述三维地形数据以空中视角俯视，从而观看到所述三维地形数据中所述建筑物模型和所述道路模型的平面位置，之后，找到所述三维地图中的所述对齐点，将所述二维地图数据中的建筑物数据的比例设定到与所述三维地形数据中任一所述对齐点对应的所述建筑物模型相一致，并以当前的所述对齐点为准，将其他的所述对齐点对齐其他的所述建筑物模型。以上步骤完成后，获得所述建筑物模型与所述道路模型均对应实际地形中建筑物位置的所述三维地形数据，将其作为准监控地图。

S105、将所述监控设备模型在所述三维地形数据中根据所述二维地图数据进行匹配，得到三维监控地图。

具体的，所述二维地图数据中还包括所述监控设备数据，根据所述监控设备数据中显示的所述监控设备在现实中的实际地理位置，将所述监控设备模型在所述准监控地图的三维模型中放置，并根据所述位置信息和所述设备监控视角调整所述监控设备模型的高度和角度。将完成了所述监控设备模型的布置的所述准监控地图作为最终的所述三维监控地图。

本发明所达到的有益效果，由于采用了建模前通过无人机扫描获取基本地形数据、并在建立地图模型的过程中使用二维地图数据匹配的方式，优化了三维地图的建模过程，提高了建模精度，使最终的三维监控地图能够更好地体现实时监控的效果。

本发明实施例还提供一种监控地图的三维可视化系统，请参照图4，图4是本发明实施例提供的监控地图的三维可视化系统的结构框图，所述监控地图的三维可视化系统200包括基本地形获取模块201、三维地形数据构建模块202、监控模型构建模块203、地形数据对齐模块204、监控模型匹配模块205，其中：

所述基本地形数据获取模块201，用于获取目标地块的基本地形数据；

所述三维地形数据构建模块202，用于将所述基本地形数据转换为待处理模型数据，并导入到三维建模软件中，得到三维地形数据；

所述监控模型构建模块203，用于建立对应所述目标地块内的监控设备模型，并导入到所述三维地形数据中；

所述地形数据对齐模块204，用于将所述目标地块对应的二维地图数据导入到所述三维地形数据中，并将所述二维地图数据对齐所述三维地形数据；

所述监控模型匹配模块205，用于将所述监控设备模型在所述三维地形数据中根据所述二维地图数据进行匹配，得到三维监控地图。

本发明实施例提供的监控地图的三维可视化系统200能够实现如上述实施例中的监控地图的三维可视化方法中的步骤，且能实现同样的技术效果，参上述实施例中的描述，此处不再赘述。

本发明实施例还提供一种计算机设备，请参照图5，图5是本发明实施例提供的一种计算机设备的结构示意图，所述计算机设备300包括：存储器302、处理器301及存储在所述存储器302上并可在所述处理器301上运行的计算机程序。

所述处理器301调用所述存储器302存储的计算机程序，执行本发明实施例提供的监控地图的三维可视化方法中的步骤，请结合图1，具体包括：

S101、获取目标地块的基本地形数据；

更进一步地，所述获取目标地块的基本地形数据的步骤具体为：使用搭载三维扫描摄像头的无人机在所述目标地块进行拍摄，得到对应所述目标地块的电子化的所述基本地形数据。

S102、将所述基本地形数据转换为待处理模型数据，并导入到三维建模软件中，得到三维地形数据；

更进一步地，所述将基本地形数据转换为待处理模型数据，并导入到三维建模软件中，得到三维地形数据的步骤中，具体包括以下子步骤：

将所述基本地形数据输入三维模型处理单元进行转换处理，得到所述待处理模型数据；

将所述待处理模型数据导入所述三维建模软件进行建模生成，得到所述三维地形数据。

S103、建立对应所述目标地块内的监控设备模型，并导入到所述三维地形数据中；

更进一步地，所述建立对应所述目标地块内的监控设备模型，并导入到所述三维地形数据中的步骤具体为：通过所述三维建模软件进行建模，得到所述监控设备模型，并将所述监控设备模型导入所述三维地形数据中。

S104、将所述目标地块对应的二维地图数据导入到所述三维地形数据中，并将所述二维地图数据对齐所述三维地形数据；

更进一步地，所述二维地图数据包括道路数据、建筑物数据、监控设备数据，其中，所述道路数据和所述建筑物数据是现实中地理位置的等比例数据，所述监控设备数据包括现实中每一监控设备的位置信息、设备序号、设备监控视角。

更进一步地，所述将所述目标地块对应的二维地图数据导入到所述三维地形数据中，并将所述二维地图数据对齐所述三维地形数据的步骤中，具体包括以下子步骤：

将所述目标地块对应的所述二维地图数据导入所述三维地形数据中，并确定所述三维地形数据的中对应所述目标地块的对齐点；

将所述二维地图数据在所述三维地形数据的平面视图上按照所述道路数据、所述建筑物数据等比放大，并与所述对齐点对齐。

S105、将所述监控设备模型在所述三维地形数据中根据所述二维地图数据进行匹配，得到三维监控地图。

更进一步地，将所述监控设备模型在所述三维地形数据中根据所述二维地图数据进行匹配，得到三维监控地图的步骤中，具体为：将所述监控设备模型根据所述二维地图数据中的所述监控设备数据，在所述三维地形数据中根据所述位置信息和所述设备监控视角进行放置，以得到完整的三维监控地图。

本发明实施例提供的计算机设备300能够实现如上述实施例中的监控地图的三维可视化方法中的步骤，且能实现同样的技术效果，参上述实施例中的描述，此处不再赘述。

本发明实施例还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现本发明实施例提供的监控地图的三维可视化方法中的各个过程及步骤，且能实现相同的技术效果，为避免重复，这里不再赘述。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的程序可存储于一计算机可读取存储介质中，该程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，所述的存储介质可为磁碟、光盘、只读存储记忆体(Read-Only Memory，ROM)或随机存取存储器(Random AccessMemory，简称RAM)等。

需要说明的是，在本文中，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员可以清楚地了解到上述实施例方法可借助软件加必需的通用硬件平台的方式来实现，当然也可以通过硬件，但很多情况下前者是更佳的实施方式。基于这样的理解，本发明的技术方案本质上或者说对现有技术做出贡献的部分可以以软件产品的形式体现出来，该计算机软件产品存储在一个存储介质(如ROM/RAM、磁碟、光盘)中，包括若干指令用以使得一台终端(可以是手机，计算机，服务器，空调器，或者网络设备等)执行本发明各个实施例所述的方法。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，所揭露的仅为本发明较佳实施例而已，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式用等同变化，均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种监控地图的三维可视化方法，其特征在于，包括以下步骤：

获取目标地块的基本地形数据；

将所述基本地形数据转换为待处理模型数据，并导入到三维建模软件中，得到三维地形数据；

建立对应所述目标地块内的监控设备模型，并导入到所述三维地形数据中；

将所述目标地块对应的二维地图数据导入到所述三维地形数据中，并将所述二维地图数据对齐所述三维地形数据；

将所述监控设备模型在所述三维地形数据中根据所述二维地图数据进行匹配，得到三维监控地图。

2.如权利要求1所述的监控地图的三维可视化方法，其特征在于，所述获取目标地块的基本地形数据的步骤具体为：使用搭载三维扫描摄像头的无人机在所述目标地块进行拍摄，得到对应所述目标地块的电子化的所述基本地形数据。

3.如权利要求1所述的监控地图的三维可视化方法，其特征在于，所述将基本地形数据转换为待处理模型数据，并导入到三维建模软件中，得到三维地形数据的步骤中，具体包括以下子步骤：

将所述基本地形数据输入三维模型处理单元进行转换处理，得到所述待处理模型数据；

将所述待处理模型数据导入所述三维建模软件进行建模生成，得到所述三维地形数据。

4.如权利要求1所述的监控地图的三维可视化方法，其特征在于，所述建立对应所述目标地块内的监控设备模型，并导入到所述三维地形数据中的步骤具体为：通过所述三维建模软件进行建模，得到所述监控设备模型，并将所述监控设备模型导入所述三维地形数据中。

5.如权利要求1所述的监控地图的三维可视化方法，其特征在于，所述二维地图数据包括道路数据、建筑物数据、监控设备数据，其中，所述道路数据和所述建筑物数据是现实中地理位置的等比例数据，所述监控设备数据包括现实中每一监控设备的位置信息、设备序号、设备监控视角。

6.如权利要求5所述的监控地图的三维可视化方法，其特征在于，所述将所述目标地块对应的二维地图数据导入到所述三维地形数据中，并将所述二维地图数据对齐所述三维地形数据的步骤中，具体包括以下子步骤：

将所述目标地块对应的所述二维地图数据导入所述三维地形数据中，并确定所述三维地形数据的中对应所述目标地块的对齐点；

将所述二维地图数据在所述三维地形数据的平面视图上按照所述道路数据、所述建筑物数据等比放大，并与所述对齐点对齐。

7.如权利要求6所述的监控地图的三维可视化方法，其特征在于，将所述监控设备模型在所述三维地形数据中根据所述二维地图数据进行匹配，得到三维监控地图的步骤中，具体为：将所述监控设备模型根据所述二维地图数据中的所述监控设备数据，在所述三维地形数据中根据每一所述监控设备对应的所述位置信息和所述设备监控视角进行放置，以得到完整的所述三维监控地图。

8.一种监控地图的三维可视化系统，其特征在于，包括以下模块：

基本地形数据获取模块，用于获取目标地块的基本地形数据；

三维地形数据构建模块，用于将所述基本地形数据转换为待处理模型数据，并导入到三维建模软件中，得到三维地形数据；

监控模型构建模块，用于建立对应所述目标地块内的监控设备模型，并导入到所述三维地形数据中；

地形数据对齐模块，用于将所述目标地块对应的二维地图数据导入到所述三维地形数据中，并将所述二维地图数据对齐所述三维地形数据；

监控模型匹配模块，用于将所述监控设备模型在所述三维地形数据中根据所述二维地图数据进行匹配，得到三维监控地图。

9.一种计算机设备，其特征在于，包括：存储器、处理器及存储在所述存储器上并可在所述处理器上运行的计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至7中任一项所述的监控地图的三维可视化方法中的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现如权利要求1至7中任一项所述的监控地图的三维可视化方法中的步骤。

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