CN117274525B

CN117274525B - 一种虚拟卷尺测量仿真方法及系统

Info

Publication number: CN117274525B
Application number: CN202311551617.8A
Authority: CN
Inventors: 王晓敏; 张琨
Original assignee: Jiangxi Geruling Technology Co ltd
Current assignee: Jiangxi Geruling Technology Co ltd
Priority date: 2023-11-21
Filing date: 2023-11-21
Publication date: 2024-03-29
Anticipated expiration: 2043-11-21
Also published as: CN117274525A

Abstract

本发明提供了一种虚拟卷尺测量仿真方法及系统，该方法包括：当检测到目标测量区域时，提取出目标测量区域中包含的两个待测量点，并通过射线碰撞检测算法分别检测出两个待测量点对应的两个3D世界坐标；基于预设算法计算出两个3D世界坐标之间的长度以及指向方向，并根据长度以及指向方向在虚拟场景中创建出对应的初始卷尺模型；在预设图片数据库中匹配出与初始卷尺模型适配的刻度贴图，并将刻度贴图对应映射至初始卷尺模型上，以生成对应的目标卷尺模型。本发明能够根据实际情况创建出对应的虚拟卷尺模型，对应提升了用户的使用体验。

Description

一种虚拟卷尺测量仿真方法及系统

技术领域

本发明涉及模拟仿真技术领域，特别涉及一种虚拟卷尺测量仿真方法及系统。

背景技术

随着时代的发展以及科技的进步，虚拟现实技术已经被列为智能制造核心信息设备领域的关键技术之一，并且越来越多的工况企业将虚拟现实技术作为发展的重点，用于改造传统的生产方式。

其中，现有的虚拟现实技术应用在工业生产中主要有产品设计、运维巡检、远程协作、操作培训以及数字孪生五个方面，其中操作培训是上述五个方面中应用最多的一种方式，并且虚拟现实技术为工业培训提供了更加安全的学习环境，避免了实际培训的高危险性，提高了培训的质量。

在实际的工业培训期间，卷尺测量是不可或缺的工序，在隧道监控测量以及建筑装修等培训中均得到了广泛的应用，然而，现有技术在实际应用的过程中，大部分只能通过已经创建出的具有固定尺寸的虚拟卷尺进行测量，而并不能根据实际情况的需要创建出满足实际尺寸的虚拟卷尺，从而具有一定的使用局限性，对应降低了用户的使用体验。

发明内容

基于此，本发明的目的是提供一种虚拟卷尺测量仿真方法及系统，以解决现有技术不能根据实际情况的需要创建出满足实际尺寸的虚拟卷尺，导致具有一定的使用局限性的问题。

本发明实施例第一方面提出了：

一种虚拟卷尺测量仿真方法，其中，所述方法包括：

当检测到目标测量区域时，提取出所述目标测量区域中包含的两个待测量点，并通过射线碰撞检测算法分别检测出两个所述待测量点对应的两个3D世界坐标；

基于预设算法计算出两个所述3D世界坐标之间的长度以及指向方向，并根据所述长度以及所述指向方向在虚拟场景中创建出对应的初始卷尺模型；

在预设图片数据库中匹配出与所述初始卷尺模型适配的刻度贴图，并将所述刻度贴图对应映射至所述初始卷尺模型上，以生成对应的目标卷尺模型。

本发明的有益效果是：通过实时获取待测量点的3D世界坐标，从而能够对待测量点进行初步定位，进一步的，为了能够创建出满足实际需求的卷尺模型，还需要实时计算出当前两个待测量点之间的长度以及指向方向，基于此，能够在虚拟场景中创建出对应的初始卷尺模型，进一步的，为了能够使当前初始卷尺模型进行后续的测量，还会实时在预设图片数据库中匹配出与其适配的可读贴图，并映射在其表面，从而能够根据实际情况简单、快速的创建出满足要求的目标卷尺模型，对应消除了使用的局限性，对应提升了用户的使用体验。

进一步的，所述通过射线碰撞检测算法分别检测出两个所述待测量点对应的两个3D世界坐标的步骤包括：

当检测到两个所述待测量点时，获取两个所述待测量点分别对应的实际位置信息，并基于所述实际位置信息通过预设主摄像机将两个所述待测量点投射至对应的3D世界坐标系中；

通过预设Raycast函数在所述3D世界坐标系中分别检测出与每一所述待测量点对应的3D世界坐标。

进一步的，所述通过预设Raycast函数在所述3D世界坐标系中分别检测出与每一所述待测量点对应的3D世界坐标的步骤包括：

在所述3D世界坐标系中向每一所述待测量点分别发送一射线，并实时检测出所述射线与所述待测量点之间产生的接触点；

对所述接触点添加对应的标识，并基于所述标识检测出与所述接触点对应的三维坐标，以将所述接触点对应的三维坐标设定为所述待测量点对应的3D世界坐标。

进一步的，所述在预设图片数据库中匹配出与所述初始卷尺模型适配的刻度贴图的步骤包括：

当获取到所述初始卷尺模型时，实时检测出所述初始卷尺模型的模型尺寸，并实时检测出与所述模型尺寸对应的刻度因子；

在所述预设图片数据库中提取出标准刻度贴图，并根据所述刻度因子以及所述标准刻度贴图生成与所述初始卷尺模型适配的刻度贴图。

进一步的，所述根据所述刻度因子以及所述标准刻度贴图生成与所述初始卷尺模型适配的刻度贴图的步骤包括：

实时检测出与所述标准刻度贴图对应的贴图尺寸，并通过所述刻度因子对所述贴图尺寸进行自适应缩放处理，以生成对应的目标贴图尺寸；

根据所述目标贴图尺寸生成对应的目标标准刻度贴图，并将所述目标标准刻度贴图设定为与所述初始卷尺模型适配的刻度贴图。

进一步的，所述方法还包括：

当用户通过所述目标卷尺模型对物体测量完成时，实时生成对应的测量报告，并对所述测量报告进行解析处理，以提取出所述测量报告中包含的项目栏以及数据栏；

根据所述项目栏创建出对应的第一文件夹，并根据所述数据栏创建出对应的第二文件夹，所述第二文件夹设于所述第一文件夹的内部；

将所述第一文件夹上传至预设云服务器中，并对所述第二文件夹进行动态加密处理。

进一步的，所述对所述第二文件夹进行动态加密处理的步骤包括：

检测出所述数据栏中分别包含的目标数字以及目标字母，并基于预设规则对所述目标数字以及目标字母进行随机排列处理，以生成若干对应的序列密码；

随机选取出一序列密码作为所述第二文件夹的加密密码。

本发明实施例第二方面提出了：

一种虚拟卷尺测量仿真系统，其中，所述系统包括：

提取模块，用于当检测到目标测量区域时，提取出所述目标测量区域中包含的两个待测量点，并通过射线碰撞检测算法分别检测出两个所述待测量点对应的两个3D世界坐标；

计算模块，用于基于预设算法计算出两个所述3D世界坐标之间的长度以及指向方向，并根据所述长度以及所述指向方向在虚拟场景中创建出对应的初始卷尺模型；

匹配模块，用于在预设图片数据库中匹配出与所述初始卷尺模型适配的刻度贴图，并将所述刻度贴图对应映射至所述初始卷尺模型上，以生成对应的目标卷尺模型。

进一步的，所述提取模块具体用于：

进一步的，所述提取模块还具体用于：

进一步的，所述匹配模块具体用于：

进一步的，所述匹配模块还具体用于：

进一步的，所述虚拟卷尺测量仿真系统还包括存储模块，所述存储模块具体用于：

进一步的，所述存储模块还具体用于：

随机选取出一序列密码作为所述第二文件夹的加密密码。

本发明实施例第三方面提出了：

一种计算机，包括存储器、处理器以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，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上面所述的虚拟卷尺测量仿真方法。

本发明实施例第四方面提出了：

一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现如上面所述的虚拟卷尺测量仿真方法。

本发明的附加方面和优点将在下面的描述中部分给出，部分将从下面的描述中变得明显，或通过本发明的实践了解到。

附图说明

图1为本发明第一实施例提供的虚拟卷尺测量仿真方法的流程图；

图2为本发明第六实施例提供的虚拟卷尺测量仿真系统的结构框图。

如下具体实施方式将结合上述附图进一步说明本发明。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的若干实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，当元件被称为“固设于”另一个元件，它可以直接在另一个元件上或者也可以存在居中的元件。当一个元件被认为是“连接”另一个元件，它可以是直接连接到另一个元件或者可能同时存在居中元件。本文所使用的术语“垂直的”、“水平的”、“左”、“右”以及类似的表述只是为了说明的目的。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。本文所使用的术语“及／或”包括一个或多个相关的所列项目的任意的和所有的组合。

请参阅图1，所示为本发明第一实施例提供的虚拟卷尺测量仿真方法，本实施例提供的虚拟卷尺测量仿真方法能够根据实际情况简单、快速的创建出满足要求的目标卷尺模型，对应消除了使用的局限性，同时提升了用户的使用体验。

具体的，本实施例提供的虚拟卷尺测量仿真方法具体包括以下步骤：

步骤S10，当检测到目标测量区域时，提取出所述目标测量区域中包含的两个待测量点，并通过射线碰撞检测算法分别检测出两个所述待测量点对应的两个3D世界坐标；

步骤S20，基于预设算法计算出两个所述3D世界坐标之间的长度以及指向方向，并根据所述长度以及所述指向方向在虚拟场景中创建出对应的初始卷尺模型；

步骤S30，在预设图片数据库中匹配出与所述初始卷尺模型适配的刻度贴图，并将所述刻度贴图对应映射至所述初始卷尺模型上，以生成对应的目标卷尺模型。

具体的，在本实施例中，首先需要说明的是，该虚拟卷尺测量仿真方法是基于现有的Unity引擎实施的，并Unity引擎能够创建出需要的虚拟环境，并在该虚拟环境中进一步创建出需要的虚拟卷尺模型。基于此，为了能够实时生成满足实际要求的卷尺模型，在检测到目标测量区域之后，此时可以进一步提取出能够对应测量出当前目标测量区域的两个待测量点，并进一步通过预先设置好的射线碰撞检测算法分别检测出当前两个待测量点对应的两个3D世界坐标，以便于后续的计算。

进一步的，还会进一步根据预先设置好的算法根据当前两个3D世界坐标计算出两者之间的长度以及测量时需要的指向方向。基于此，就能够进一步根据获取到的长度以及指向方向在创建好的虚拟场景中创建出需要的初始卷尺模型。在此基础之上，为了便于后续的测量，还需要在预设图片数据库中匹配出与当前初始卷尺模型适配的刻度贴图，即用于测量的刻度，进一步的，将获取到的刻度贴图最终映射至当前初始卷尺模型上，以最终生成需要的目标卷尺模型，以满足用户的使用要求。

第二实施例

具体的，在本实施例中，需要说明的是，上述通过射线碰撞检测算法分别检测出两个所述待测量点对应的两个3D世界坐标的步骤包括：

具体的，在本实施例中，需要说明的是，为了能够准确的获取到上述两个待测量点的坐标，以提升后续测量的精准度，可以首先根据上述目标测量区域生成一个对应的二维坐标系，并通过该二维坐标系首先获取到当前两个待测量点分别对应的实际位置信息，具体的，该实际位置信息是二维坐标信息。

进一步的，将该实际位置信息输入至预先设置好的主摄像机中，并进一步通过该主摄像机投射至对应的3D世界坐标系中，基于此，通过现有的Raycast（光线投射）函数在当前3D坐标系中分别检测出与每个待测量点分别对应的3D世界坐标，以便于后续的处理。

具体的，在本实施例中，还需要说明的是，上述通过预设Raycast函数在所述3D世界坐标系中分别检测出与每一所述待测量点对应的3D世界坐标的步骤包括：

具体的，在本实施例中，还需要说明的是，在通过上述步骤构建出需要的3D世界坐标系之后，此时可以通过上述Raycast函数向上述两个待测量点分别发送一条射线，其中，可以理解的是，射线与物体接触后，就会产生对应的接触点。基于此，实时检测出每条射线与每个待测量点之间产生的接触点，与此同时，添加对应的标识，从而能够便于后续的检测。在此基础之上，就能够快速的在上述3D世界坐标系中检测出与每个接触点对应的三维坐标，并进一步将该三维坐标设定为待测量点的3D世界坐标。

第三实施例

另外，在本实施例中，还需要说明的是，上述在预设图片数据库中匹配出与所述初始卷尺模型适配的刻度贴图的步骤包括：

另外，在本实施例中，还需要说明的是，在通过上述步骤获取到需要的初始卷尺模型后，由于该初始卷尺模型是立体的，从而具有一定的模型尺寸。在实际应用的过程中，为了能够使卷尺模型满足各种情况的需要，从而需要对模型尺寸进行对应的调整，而调整的大小则由预先设置好的刻度因子决定。其中，每个刻度因子均对应一个模型尺寸阈值，从而能够直接根据模型尺寸的大小对应检测出需要的刻度因子。

进一步的，上述预设图片数据库中的图像均是标准图像，从而会出现不适配的情况，基于此，首先提取出当前预设图片数据库中包含的标准刻度贴图，再通过上述刻度因子对当前标准刻度贴图进行自适应调整，就能够最终生成需要的目标卷尺模型。

另外，在本实施例中，还需要说明的是，上述根据所述刻度因子以及所述标准刻度贴图生成与所述初始卷尺模型适配的刻度贴图的步骤包括：

另外，在本实施例中，还需要说明的是，在通过上述步骤获取到需要的刻度因子以及标准刻度贴图之后，此时可以进一步通过当前刻度因子对当前贴图尺寸进行自适应的缩小或者放大处理，以生成对应的目标贴图尺寸，具体的，该贴图尺寸是二维尺寸。进一步的，基于调整好的目标贴图尺寸生成适配的目标标准刻度贴图，并最终将该目标标准刻度贴图设定为上述初始卷尺模型需要使用的刻度贴图，以便于后续的测量。

第四实施例

其中，在本实施例中，需要指出的是，所述方法还包括：

其中，在本实施例中，需要指出的是，在用户通过实时创建出的目标卷尺模型完成了目标测量区域的测量之后，为了能够使用户直观的查看到检测结果，与此同时，还能够有效的对测量数据进行保存。基于此，每当用户完成一次测量就会生成一个对应的测量报告，并进一步检测出当前测量报告包含的项目栏以及数据栏。进一步的，由于每个测量项目会产生较多的测量数据，从而根据当前项目栏单独生成一个第一文件夹，对应的，根据每个数据栏生成一个第二文件夹，其中，第一文件夹可以同时包含若干个第二文件夹。在此基础之上，将当前第一文件夹上传至预设云服务器中，并对每个第二文件夹进行动态加密处理，从而能够一方面完成数据的共享，另一方面完成数据的加密。

第五实施例

其中，在本实施例中，需要指出的是，所述对所述第二文件夹进行动态加密处理的步骤包括：

随机选取出一序列密码作为所述第二文件夹的加密密码。

其中，在本实施例中，需要指出的是，为了能够有效的实现对第二文件夹的动态加密处理，会实时检测出每个第二文件夹中存储的数据栏中分别包含的目标数字以及目标字母。进一步的，提取其中的六位数进行随机排列处理，并生成若干对应的序列密码。

进一步的，只需要随机选取出一个序列密码就能够作为第二文件夹的加密密码，以防止数据发生泄漏。

请参阅图2，本发明第六实施例提供了：

一种虚拟卷尺测量仿真系统，其中，所述系统包括：

其中，上述虚拟卷尺测量仿真系统中，所述提取模块具体用于：

其中，上述虚拟卷尺测量仿真系统中，所述提取模块还具体用于：

其中，上述虚拟卷尺测量仿真系统中，所述匹配模块具体用于：

其中，上述虚拟卷尺测量仿真系统中，所述匹配模块还具体用于：

其中，上述虚拟卷尺测量仿真系统中，所述虚拟卷尺测量仿真系统还包括存储模块，所述存储模块具体用于：

其中，上述虚拟卷尺测量仿真系统中，所述存储模块还具体用于：

随机选取出一序列密码作为所述第二文件夹的加密密码。

本发明第七实施例提供了一种计算机，包括存储器、处理器以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，其中，所述处理器执行所述计算机程序时实现如上述实施例提供的虚拟卷尺测量仿真方法。

本发明第八实施例提供了一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其中，该程序被处理器执行时实现如上述实施例提供的虚拟卷尺测量仿真方法。

综上所述，本发明上述实施例提供的虚拟卷尺测量仿真方法及系统能够根据实际情况简单、快速的创建出满足要求的目标卷尺模型，对应消除了使用的局限性，同时提升了用户的使用体验。

需要说明的是，上述各个模块可以是功能模块也可以是程序模块，既可以通过软件来实现，也可以通过硬件来实现。对于通过硬件来实现的模块而言，上述各个模块可以位于同一处理器中；或者上述各个模块还可以按照任意组合的形式分别位于不同的处理器中。

在流程图中表示或在此以其他方式描述的逻辑和/或步骤，例如，可以被认为是用于实现逻辑功能的可执行指令的定序列表，可以具体实现在任何计算机可读介质中，以供指令执行系统、装置或设备（如基于计算机的系统、包括处理器的系统或其他可以从指令执行系统、装置或设备取指令并执行指令的系统）使用，或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用。就本说明书而言，“计算机可读介质”可以是任何可以包含、存储、通信、传播或传输程序以供指令执行系统、装置或设备或结合这些指令执行系统、装置或设备而使用的装置。

计算机可读介质的更具体的示例（非穷尽性列表）包括以下：具有一个或多个布线的电连接部（电子装置），便携式计算机盘盒（磁装置），随机存取存储器（RAM），只读存储器（ROM），可擦除可编辑只读存储器（EPROM或闪速存储器），光纤装置，以及便携式光盘只读存储器（CDROM）。另外，计算机可读介质甚至可以是可在其上打印所述程序的纸或其他合适的介质，因为可以例如通过对纸或其他介质进行光学扫描，接着进行编辑、解译或必要时以其他合适方式进行处理来以电子方式获得所述程序，然后将其存储在计算机存储器中。

应当理解，本发明的各部分可以用硬件、软件、固件或它们的组合来实现。在上述实施方式中，多个步骤或方法可以用存储在存储器中且由合适的指令执行系统执行的软件或固件来实现。例如，如果用硬件来实现，和在另一实施方式中一样，可用本领域公知的下列技术中的任一项或他们的组合来实现：具有用于对数据信号实现逻辑功能的逻辑门电路的离散逻辑电路，具有合适的组合逻辑门电路的专用集成电路，可编程门阵列（PGA），现场可编程门阵列（FPGA）等。

在本说明书的描述中，参考术语“一个实施例”、“一些实施例”、 “示例”、“具体示例”、或“一些示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中，对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且，描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。

以上所述实施例仅表达了本发明的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对本发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本发明构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本发明的保护范围。因此，本发明专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种虚拟卷尺测量仿真方法，其特征在于，所述方法包括：

在预设图片数据库中匹配出与所述初始卷尺模型适配的刻度贴图，并将所述刻度贴图对应映射至所述初始卷尺模型上，以生成对应的目标卷尺模型；

所述通过射线碰撞检测算法分别检测出两个所述待测量点对应的两个3D世界坐标的步骤包括：

通过预设Raycast函数在所述3D世界坐标系中分别检测出与每一所述待测量点对应的3D世界坐标；

所述通过预设Raycast函数在所述3D世界坐标系中分别检测出与每一所述待测量点对应的3D世界坐标的步骤包括：

2.根据权利要求1所述的虚拟卷尺测量仿真方法，其特征在于：所述在预设图片数据库中匹配出与所述初始卷尺模型适配的刻度贴图的步骤包括：

3.根据权利要求2所述的虚拟卷尺测量仿真方法，其特征在于：所述根据所述刻度因子以及所述标准刻度贴图生成与所述初始卷尺模型适配的刻度贴图的步骤包括：

4.根据权利要求1所述的虚拟卷尺测量仿真方法，其特征在于：所述方法还包括：

5.根据权利要求4所述的虚拟卷尺测量仿真方法，其特征在于：所述对所述第二文件夹进行动态加密处理的步骤包括：

随机选取出一序列密码作为所述第二文件夹的加密密码。

6.一种虚拟卷尺测量仿真系统，其特征在于，用于实现如权利要求1至5中任意一项所述的虚拟卷尺测量仿真方法，所述系统包括：

7.一种计算机，包括存储器、处理器以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，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现如权利要求1至5中任意一项所述的虚拟卷尺测量仿真方法。

8.一种可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，该程序被处理器执行时实现如权利要求1至5中任意一项所述的虚拟卷尺测量仿真方法。