CN116597076A - 三维立体可视化库房展示方法及系统 - Google Patents

三维立体可视化库房展示方法及系统 Download PDF

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CN116597076A CN202310444649.1A CN202310444649A CN116597076A CN 116597076 A CN116597076 A CN 116597076A CN 202310444649 A CN202310444649 A CN 202310444649A CN 116597076 A CN116597076 A CN 116597076A
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鲍丽芳
李文涛
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Abstract

本发明提供了三维立体可视化库房展示方法及系统，方法包括：采集多个相机拍摄到的库房图像；将库房图像与拍摄的相机关联存储；根据所有库房图像建模，以得到库房的数字模型；数字模型包括库房内各个设备对应的设备模型组件；获取所有设备的设备信息；根据设备信息修改对应的设备模型组件的属性；浏览或查询数字模型。该方法能够结合库房的实际情况搭建三维模型，在虚拟空间中完成映射，将真实设备与数字模型进行耦合交互，实现设备实时运行状态与数字模型的数字孪生映射。该方法还实现数字模型的数据浏览、漫游、360度无死角展示、设备监控等功能，管理人员不用进库房也能进行库房管理，提高库房管理的便利性和效率。

Description

三维立体可视化库房展示方法及系统
技术领域
本发明属于三维模型可视化技术领域，具体涉及三维立体可视化库房展示方法及系统。
背景技术
库房管理指的是对库房存放的货物进行收发、结存，包括对各类货物的活动状况进行分类记录，以得到仓储货物在数量、品质方面的状况。传统的库房通常通过人工进行管理，例如管理人员亲自到库房查询、查找或调取货物或资料，管理人员亲自在现场进行入库出库记录，这需要企业付出一定的人力成本。
发明内容
针对现有技术中的缺陷，本发明提供一种三维立体可视化库房展示方法及系统，能够远程进行库房管理和展示，不需要工作人员亲自去库房，提高库房管理的便利性和效率。
第一方面，三维立体可视化库房展示方法，包括：
采集多个相机拍摄到的库房图像；相机设置在库房内不同位置处，库房用于存放多个设备；
将库房图像与拍摄的相机关联存储；
根据所有库房图像建模，以得到库房的数字模型；数字模型包括库房内各个设备对应的设备模型组件；
获取所有设备的设备信息；
根据设备信息修改对应的设备模型组件的属性；
浏览或查询数字模型。
进一步地，在得到库房的数字模型之后，还包括：
设置设备模型组件的中心点为对应的设备的重心位置，或设备模型组件与地面的交界处；
对数字模型中不大于九十度的临边进行平滑；
为各个设备模型组件赋予不同的材质球。
进一步地，在为各个设备模型组件赋予不同的材质球之后，还包括：
对赋予材质球后的数字模型进行贴图，贴图包括颜色贴图、AO贴图、金属光滑度贴图和法线贴图；
对贴图后的数字模型进行渲染。
进一步地，在得到库房的数字模型之后，还包括：
定时获取各个相机拍摄到的实时图像；
将实时图像与相机关联的库房图像进行对比；
当对比结果不一致时，根据实时图像修改数字模型；
用实时图像替换存储的库房图像。
进一步地，查询数字模型具体包括：
接收查询指令，获取数字模型中属性与查询指令匹配的设备模型组件；通过列表展示匹配到的所有设备模型组件的属性；
或者是，在数字模型中选中至少一个设备模型组件，通过列表展示选中的所有设备模型组件的属性。
进一步地，浏览数字模型具体包括：
接收放大、缩小或旋转指令，对数字模型进行放大、缩小或旋转。
第二方面，三维立体可视化库房展示系统，包括：
采集单元：用于采集多个相机拍摄到的库房图像；相机设置在库房内不同位置处，库房用于存放多个设备；
存储单元：用于将库房图像与拍摄的相机关联存储；
建模单元：用于根据所有库房图像建模，以得到库房的数字模型；数字模型包括库房内各个设备对应的设备模型组件；获取所有设备的设备信息；根据设备信息修改对应的设备模型组件的属性；
操作单元：用于浏览或查询数字模型。
进一步地，建模单元还用于：
设置设备模型组件的中心点为对应的设备的重心位置，或设备模型组件与地面的交界处；
对数字模型中不大于九十度的临边进行平滑；
为各个设备模型组件赋予不同的材质球；
对赋予材质球后的数字模型进行贴图，贴图包括颜色贴图、AO贴图、金属光滑度贴图和法线贴图；
对贴图后的数字模型进行渲染。
进一步地，建模单元还用于：
定时获取各个相机拍摄到的实时图像；
将实时图像与相机关联的库房图像进行对比；
当对比结果不一致时，根据实时图像修改数字模型；
用实时图像替换存储的库房图像。
进一步地，操作单元具体用于：
接收查询指令，获取数字模型中属性与查询指令匹配的设备模型组件；通过列表展示匹配到的所有设备模型组件的属性；
或者是，在数字模型中选中至少一个设备模型组件，通过列表展示选中的所有设备模型组件的属性；
接收放大、缩小或旋转指令，对数字模型进行放大、缩小或旋转。
由上述技术方案可知，本发明提供的三维立体可视化库房展示方法及系统，能够结合库房的实际情况搭建三维模型，在虚拟空间中完成映射，将真实设备与数字模型进行耦合交互，实现设备实时运行状态与数字模型的数字孪生映射。该方法还实现数字模型的数据浏览、漫游、360度无死角展示、设备监控等功能，管理人员不用进库房也能进行库房管理，提高库房管理的便利性和效率。
附图说明
为了更清楚地说明本发明具体实施方式或现有技术中的技术方案，下面将对具体实施方式或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍。在所有附图中，类似的元件或部分一般由类似的附图标记标识。附图中，各元件或部分并不一定按照实际的比例绘制。
图1为实施例提供的三维立体可视化库房展示方法的流程图。
图2为实施例提供的对数字模型进行平滑和赋予材质的方法流程图。
图3为实施例提供的对数字模型进行贴图和渲染方法流程图。
图4为实施例提供的数字模型更新方法的流程图。
图5为实施例一比一构建的数字模型示意图。
图6为实施例提供的密集架仓库外景构建得到的数字模型示意图。
图7为实施例提供的密集架管理库楼层效果图.
图8为实施例提供的单楼层的密集架管理库展示效果图。
图9为实施例提供的第一人称下的巡视数字模型的效果图。
图10为实施例提供的三维立体可视化库房展示系统的模块框图。
具体实施方式
下面将结合附图对本发明技术方案的实施例进行详细的描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本发明的技术方案，因此只作为示例，而不能以此来限制本发明的保护范围。需要注意的是，除非另有说明，本申请使用的技术术语或者科学术语应当为本发明所属领域技术人员所理解的通常意义。
应当理解，当在本说明书和所附权利要求书中使用时，术语“包括”和“包含”指示所描述特征、整体、步骤、操作、元素和/或组件的存在，但并不排除一个或多个其它特征、整体、步骤、操作、元素、组件和/或其集合的存在或添加。
还应当理解，在此本发明说明书中所使用的术语仅仅是出于描述特定实施例的目的而并不意在限制本发明。如在本发明说明书和所附权利要求书中所使用的那样，除非上下文清楚地指明其它情况，否则单数形式的“一”、“一个”及“该”意在包括复数形式。
如在本说明书和所附权利要求书中所使用的那样，术语“如果”可以依据上下文被解释为“当...时”或“一旦”或“响应于确定”或“响应于检测到”。类似地，短语“如果确定”或“如果检测到[所描述条件或事件]”可以依据上下文被解释为意指“一旦确定”或“响应于确定”或“一旦检测到[所描述条件或事件]”或“响应于检测到[所描述条件或事件]”。
实施例：
三维立体可视化库房展示方法，参见图1，包括：
S1：采集多个相机拍摄到的库房图像；相机设置在库房内不同位置处，库房用于存放多个设备；
S2：将库房图像与拍摄的相机关联存储；
S3：根据所有库房图像建模，以得到库房的数字模型；数字模型包括库房内各个设备对应的设备模型组件；
S4：获取所有设备的设备信息；
S5：根据设备信息修改对应的设备模型组件的属性；
S6：浏览或查询数字模型。
在本实施例中，该三维立体可视化库房展示方法通过构建库房的数字模型来实现库房的远程管理。库房各个位置处分别设置有相机，所有相机的视角应能够覆盖库房中所有的设备，这样能保证库房中的所有设备都能被监视到。这样当库房中设备的状况发生变化时，相机能第一时间拍摄到。为了更好地定位出库房图像中的设备，将库房图像与拍摄的相机关联存储，例如假设相机A拍摄到的图片为库房图像A、库房图像B和库房图像C。那么在存储图片时，分别将库房图像A、库房图像B和库房图像C关联相机A后再进行存储。这样当调取到某张图片时，就能读取到关联的相机，从而确定图片中的是哪一个设备。
在本实施例中，该三维立体可视化库房展示方法根据所有库房图像建模，以得到库房的数字模型。例如首先对库房中建筑主体构建背景场景，再对库房中货架、设备、座椅等单独构建模型组件，最后根据库房的布局和摆设将各个模型组件放入背景场景中，得到数字模型。该方法在建模时，可以结合库房图像进行一比一建模，在建模时也可以编辑各模型组件的点线面，使其和库房图像同等比例。数字模型主要以四边面、三角面为主，尽量不出现多边面和叠面。主要模型控制在1000面以内，空间模型控制在300面左右，其余设备模型根据复杂程度控制在300左右的面数。数字模型可以用英文字母、数字、符号进行命名，造型相近的模型可以名称1、名称2进行区分，如果一个元素包含于另一个元素，则也可以以首字母大小写进行区分，如Box、box。数字模型主要为三维模型，用户可以通过VR、AR等虚拟显示设备、裸眼或浏览器查看所述数字模型。
在本实施例中，该方法还可以根据设备信息修改对应的设备模型组件的属性，这样工作人员可以通过设备模型组件的属性知晓设备的设备信息。该方法当构建好数字模型后，可以查询或浏览数字模型。
该方法能够结合库房的实际情况搭建三维模型，在虚拟空间中完成映射，将真实设备与数字模型进行耦合交互，实现设备实时运行状态与数字模型的数字孪生映射。该方法还实现数字模型的数据浏览、漫游、360度无死角展示、设备监控等功能，管理人员不用进库房也能进行库房管理，提高库房管理的便利性和效率。
进一步地，在一些实施例中，在得到库房的数字模型之后，参见图2，还包括：
S11：设置设备模型组件的中心点为对应的设备的重心位置，或设备模型组件与地面的交界处；
S12：对数字模型中不大于九十度的临边进行平滑；
S13：为各个设备模型组件赋予不同的材质球。
在本实施例中，数字模型在构建时需要配置各个设置设备模型组件的中心点。设置设备模型组件中心点配置在设备的中心位置(重心)，或者设备与地面的交界处。如有动画方面等特殊要求，也可以对设置设备模型组件的中心点进行偏移。该方法还对模型中小于等于九十度的临边进行平滑，使得模型表面看起来渲染效果完好，无黑面。数字模型在构建时还要求当对数字模型进行UV拆分(例如根据平滑组或者材质进行拆分)时，能够做到无UV无拉伸、接缝正确、映射的UV棋盘格大小均一、不重叠UV充分利用UV象限等等。该方法还根据各个设备的材质，为各个设备模型组件赋予不同的材质球。
在本实施例中，当完成数字模型的上述处理后，也可以对构建好的模型进行动画调试。当完成调试后可以将模型以FBX的格式导出。导出时需要勾选平滑组和赋予的材质选项，如若数字模型绑定动画，还需要勾选“烘培动画”选项后导出模型。
进一步地，在一些实施例中，参见图3，在为各个设备模型组件赋予不同的材质球之后，还包括：
S21：对赋予材质球后的数字模型进行贴图，贴图包括颜色贴图、AO贴图、金属光滑度贴图和法线贴图；
S22：对贴图后的数字模型进行渲染。
在本实施例中，该方法还可以对导出的模型进行贴图，例如进行颜色贴图、AO贴图、金属光滑度贴图、法线贴图等，并对贴图后的模型进行渲染。该方法可以选用以下不同的方法进行渲染：1)通过B/S架构进行渲染。2)通过Unity PC端进行渲染。
进一步地，在一些实施例中，参见图4，在得到库房的数字模型之后，还包括：
S31：定时获取各个相机拍摄到的实时图像；
S32：将实时图像与相机关联的库房图像进行对比；
S33：当对比结果不一致时，根据实时图像修改数字模型；
S34：用实时图像替换存储的库房图像。
在本实施例中，该方法还可以根据相机拍摄到的实时图像更新数字模型，例如当库房中某个设备被借走时，那么监控该设备的相机将拍摄不到该设备，此时该相机拍摄到的实时图像与上一次拍摄到的库房图像不一致。同理当库房中某个设备的位置被移动或归还时，相机能第一时间捕捉到设备的变化。当库房中设备发生变化时，根据当下相机拍摄到的图形调整、新建或取消数字模型中设备模型组件，这样数字模型就能实时反映出库单中各个设备的存放情况。工作人员也能通过数字模型第一时间知晓库房中各设备的存放情况。
进一步地，在一些实施例中，查询数字模型具体包括：
接收查询指令，获取数字模型中属性与查询指令匹配的设备模型组件；通过列表展示匹配到的所有设备模型组件的属性；
或者是，在数字模型中选中至少一个设备模型组件，通过列表展示选中的所有设备模型组件的属性。
在本实施例中，该方法可以通过数字模型查询各个设备的设备信息。例如向数字模型发起查询指令，查询指令可以是触发了数字模型中某个模块发起。查询指令中可以包含需要查询的设备关键词，例如包含设备名称，这样数字模型就通过匹配属性和查询指令，找出需要查询的设备对应的设备模型组件，通过列表的方式展示所有查询到的设备模型组件的属性。该方法也可以在数字模型中自主选择设备模型组件，通过列表的方式展示选中的所有设备模型组件的属性。
进一步地，在一些实施例中，浏览数字模型具体包括：
接收放大、缩小或旋转指令，对数字模型进行放大、缩小或旋转。
在本实施例中，该数字模型还支持在浏览时，对设备模型组件进行放大、缩小或旋转等功能。该数字模型可以在主流的浏览器上进行浏览，例如OOGLE、360、IE8等浏览器，可以结合建筑内外场景模型，实现键盘操作形式漫游。
进一步地，在一些实施例中，该方法还可以实现可视化场景数据漫游功能。该方法可以以静态的方式展示数字模型，也支持多维度数据接入，例如接入监控视频、复杂模拟动画、2D/3D图形等等，对多维度数据进行统一整合和分类处理，并以图形化方式实时呈现。该方法也可以通过数据接口从各信息系统提取相关数据，并根据各信息系统数据接口类型及可提供的数据格式，对接入数据进行转换后进展示，例如支持MongoDB、Oracle、MySQL等主流数据库的读取。
图5-9分别对构建好的数字模型进行举例说明。本实施例得到的数字模型具有高还原度，贴近现实，画面真实细腻，数据清晰，场景制作无分辨率限制，能够支持高分辨率的三维视景，可对场景模型进行实时顶点优化和动态加载LOD设置调整，根据视觉效果调整优化比例，减少数据量，提高运行效率。
图5为一比一构建的数字模型，图5的数字模型是根据照片或者效果图进行一比一还原得到，数字模型在构建过程中如果有模型缩放，则需要在后期将缩放的模型调整回原比例。
图6为密集架仓库外景构建得到的数字模型，整体场景及效果紧紧围绕真实环境进行场景建设，真实地反应出建筑楼体内及各类设备的摆放位置以及环境场景的设计，每个密集架展示其正确的位置与摆放。
图7为密集架管理库楼层效果图，图8为单楼层的密集架管理库展示效果图。数字模型能够逼真地反映出模拟场景中所有物体，包括第一人称视角，全局视角的动作效果，整个画面的色调统一和谐，主次分明，给UI看板留下足够的展示空间和清晰的文字信息，图8对3层进行爆炸拆分式的分离，让3层的事实信息真实的反应出来。
图9为第一人称下的巡视效果，该方法支持全局视角、第一人称视角对模型进行浏览。全局视角可通过缩放、拖拽方式快速浏览模型。漫游数字模型时可以以第一人称视角进行沉浸式场景漫游，在漫游时可以通过操作任意拉远/拉近视角，进行360度自由游览；该方法支持第一人称、第三人称切换，通过键盘按键进行视角的移动。
三维立体可视化库房展示系统，参见图10，包括：
采集单元1：用于采集多个相机拍摄到的库房图像；相机设置在库房内不同位置处，库房用于存放多个设备；
存储单元2：用于将库房图像与拍摄的相机关联存储；
建模单元3：用于根据所有库房图像建模，以得到库房的数字模型；数字模型包括库房内各个设备对应的设备模型组件；获取所有设备的设备信息；根据设备信息修改对应的设备模型组件的属性；
操作单元4：用于浏览或查询数字模型。
进一步地，在一些实施例中，建模单元3还用于：
设置设备模型组件的中心点为对应的设备的重心位置，或设备模型组件与地面的交界处；
对数字模型中不大于九十度的临边进行平滑；
为各个设备模型组件赋予不同的材质球；
对赋予材质球后的数字模型进行贴图，贴图包括颜色贴图、AO贴图、金属光滑度贴图和法线贴图；
对贴图后的数字模型进行渲染。
进一步地，在一些实施例中，建模单元3还用于：
定时获取各个相机拍摄到的实时图像；
将实时图像与相机关联的库房图像进行对比；
当对比结果不一致时，根据实时图像修改数字模型；
用实时图像替换存储的库房图像。
进一步地，在一些实施例中，操作单元4具体用于：
接收查询指令，获取数字模型中属性与查询指令匹配的设备模型组件；通过列表展示匹配到的所有设备模型组件的属性；
或者是，在数字模型中选中至少一个设备模型组件，通过列表展示选中的所有设备模型组件的属性；
接收放大、缩小或旋转指令，对数字模型进行放大、缩小或旋转。
本发明实施例所提供的系统，为简要描述，实施例部分未提及之处，可参考前述实施例中相应内容。
最后应说明的是：以上各实施例仅用以说明本发明的技术方案，而非对其限制；尽管参照前述各实施例对本发明进行了详细的说明，本领域的普通技术人员应当理解：其依然可以对前述各实施例所记载的技术方案进行修改，或者对其中部分或者全部技术特征进行等同替换；而这些修改或者替换，并不使相应技术方案的本质脱离本发明各实施例技术方案的范围，其均应涵盖在本发明的权利要求和说明书的范围当中。

Claims (10)

1.三维立体可视化库房展示方法，其特征在于，包括：
采集多个相机拍摄到的库房图像；所述相机设置在库房内不同位置处，所述库房用于存放多个设备；
将所述库房图像与拍摄的所述相机关联存储；
根据所有所述库房图像建模，以得到所述库房的数字模型；所述数字模型包括所述库房内各个所述设备对应的设备模型组件；
获取所有所述设备的设备信息；
根据所述设备信息修改对应的所述设备模型组件的属性；
浏览或查询所述数字模型。
2.根据权利要求1所述三维立体可视化库房展示方法，其特征在于，在得到所述库房的数字模型之后，还包括：
设置所述设备模型组件的中心点为对应的所述设备的重心位置，或所述设备模型组件与地面的交界处；
对所述数字模型中不大于九十度的临边进行平滑；
为各个所述设备模型组件赋予不同的材质球。
3.根据权利要求2所述三维立体可视化库房展示方法，其特征在于，在所述为各个所述设备模型组件赋予不同的材质球之后，还包括：
对赋予所述材质球后的数字模型进行贴图，所述贴图包括颜色贴图、AO贴图、金属光滑度贴图和法线贴图；
对贴图后的数字模型进行渲染。
4.根据权利要求1所述三维立体可视化库房展示方法，其特征在于，在得到所述库房的数字模型之后，还包括：
定时获取各个所述相机拍摄到的实时图像；
将所述实时图像与所述相机关联的库房图像进行对比；
当对比结果不一致时，根据所述实时图像修改所述数字模型；
用所述实时图像替换存储的所述库房图像。
5.根据权利要求1所述三维立体可视化库房展示方法，其特征在于，查询所述数字模型具体包括：
接收查询指令，获取所述数字模型中属性与所述查询指令匹配的设备模型组件；通过列表展示匹配到的所有所述设备模型组件的属性；
或者是，在所述数字模型中选中至少一个所述设备模型组件，通过列表展示选中的所有所述设备模型组件的属性。
6.根据权利要求1所述三维立体可视化库房展示方法，其特征在于，浏览所述数字模型具体包括：
接收放大、缩小或旋转指令，对所述数字模型进行放大、缩小或旋转。
7.三维立体可视化库房展示系统，其特征在于，包括：
采集单元：用于采集多个相机拍摄到的库房图像；所述相机设置在库房内不同位置处，所述库房用于存放多个设备；
存储单元：用于将所述库房图像与拍摄的所述相机关联存储；
建模单元：用于根据所有所述库房图像建模，以得到所述库房的数字模型；所述数字模型包括所述库房内各个所述设备对应的设备模型组件；获取所有所述设备的设备信息；根据所述设备信息修改对应的所述设备模型组件的属性；
操作单元：用于浏览或查询所述数字模型。
8.根据权利要求7所述三维立体可视化库房展示系统，其特征在于，所述建模单元还用于：
设置所述设备模型组件的中心点为对应的所述设备的重心位置，或所述设备模型组件与地面的交界处；
对所述数字模型中不大于九十度的临边进行平滑；
为各个所述设备模型组件赋予不同的材质球；
对赋予所述材质球后的数字模型进行贴图，所述贴图包括颜色贴图、AO贴图、金属光滑度贴图和法线贴图；
对贴图后的数字模型进行渲染。
9.根据权利要求7所述三维立体可视化库房展示系统，其特征在于，所述建模单元还用于：
定时获取各个所述相机拍摄到的实时图像；
将所述实时图像与所述相机关联的库房图像进行对比；
当对比结果不一致时，根据所述实时图像修改所述数字模型；
用所述实时图像替换存储的所述库房图像。
10.根据权利要求7所述三维立体可视化库房展示系统，其特征在于，所述操作单元具体用于：
接收查询指令，获取所述数字模型中属性与所述查询指令匹配的设备模型组件；通过列表展示匹配到的所有所述设备模型组件的属性；
或者是，在所述数字模型中选中至少一个所述设备模型组件，通过列表展示选中的所有所述设备模型组件的属性；
接收放大、缩小或旋转指令，对所述数字模型进行放大、缩小或旋转。
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* Cited by examiner, † Cited by third party
Publication number Priority date Publication date Assignee Title
CN117271045A (zh) * 2023-11-22 2023-12-22 北自所(北京)科技发展股份有限公司 基于数字孪生的设备信息展示方法、装置及电子设备

Cited By (1)

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CN117271045A (zh) * 2023-11-22 2023-12-22 北自所(北京)科技发展股份有限公司 基于数字孪生的设备信息展示方法、装置及电子设备

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