CN117830502A - 一种三维模型的构建方法和装置 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种三维模型的构建方法和装置，涉及智慧工业技术领域。该方法的具体实施方式包括：获取目标对象的点位数据；利用四边形网和八叉树数据格式对所述点位数据进行处理，得到中间点位数据；对所述中间点位数据进行碰撞检测，确定中间点位数据的投影存在的重叠区域；对所述重叠区域进行去重处理，确定去重处理后的目标点位数据；根据所述目标点位数据，生成所述目标对象的目标三维模型。该实施方式能够利用四边形网状结构和八叉树数据格式，并对交叉位置进行碰撞检测从而去重，大大地降低了模型的数据量，提高模型的构建速度和效率，满足即时的渲染展示需求，以提高地下管网的检测速度，及时发现并处理管网故障，提升了用户使用体验。

Description

一种三维模型的构建方法和装置

技术领域

本发明涉及智慧工业技术领域，尤其涉及一种三维模型的构建方法和装置。

背景技术

三维模型是指物体的多边形表示，通常用计算机或者其它视频设备进行显示，可以应用于科研、建筑、地质、工程、医疗、影视等各种不同领域的高仿真对象展示。

现有的仓储系统地下管网检测过程中，通常是根据建模对象(比如，巷道)的平面图纸，在三维软件中生成巷道模型，从而在后续的模型使用过程中，用户可以直接在web端加载整个模型以进行检测。

现有的模型构建过程中，如果模型参数变更，需要重新生成模型，再次加载整个模型才可检测，然而，随着实时分析、实时演示等用户需求的增多，模型参数可能只是极个别点位数据的修改、新增或者删除，在三维软件中生成整个模型再加载的处理方法效率极其低下，无法获得即时的渲染效果，甚至会出现崩溃的情况，用户需要等待很长时间，使得模型的构建、加载等使用成本极高，用户体验较差。

发明内容

有鉴于此，本发明实施例提供一种三维模型的构建方法和装置，能够利用四边形网状结构和八叉树数据格式，并对交叉位置进行碰撞检测从而去重，大大地降低了模型的数据量，提高模型的构建速度，提升建模效率，满足即时的渲染展示需求，以提高地下管网的检测速度，及时发现并处理管网故障，大大地提升了用户使用体验。

进一步地，在加载时，对模型进行视觉层级模糊计算，突出中心关注区，降低边缘区域的点位数据量，大大地提高了模型的加载速度，保障模型的实时渲染、动态更新，提升用户的使用体验。

为实现上述目的，根据本发明实施例的一个方面，提供了一种三维模型的构建方法，包括：

获取目标对象的点位数据；

利用四边形网和八叉树数据格式对所述点位数据进行处理，得到中间点位数据；

对所述中间点位数据进行碰撞检测，确定所述中间点位数据的投影存在的重叠区域；

对所述重叠区域进行去重处理，确定去重处理后的目标点位数据；

根据所述目标点位数据，生成所述目标对象的目标三维模型。

可选地，所述利用四边形网和八叉树数据格式对所述点位数据进行处理，得到中间点位数据，包括：

按照四边形构建所述点位数据的索引，得到四边形网顶点数据；

根据八叉树数据格式，对所述四边形网顶点数据进行处理，确定与满八叉树对应的中间点位数据。

可选地，所述目标对象包括一个或多个元素；所述对所述中间点位数据进行碰撞检测，确定所述中间点位数据的投影存在的重叠区域，包括：

确定所述多个元素分别对应的中间点位数据；

将所述中间点位数据进行投影，得到投影区域；

确定投影区域存在的重叠区域。

可选地，所述对所述重叠区域进行去重处理，包括：

确定所述重叠区域对应的多个元素的中间点位数据；

根据所述重叠区域对应的多个所述元素的位置关系，按照以下任意一项处理方式，对所述重复区域的多个元素的所述中间点位数据进行处理：

删除所述重复区域的多个元素的所述中间点位数据；

或者，保留所述重复区域的多个元素的所述中间点位数据；

或者，仅保留所述重复区域的任意一个元素的所述中间点位数据。

可选地，在所述对所述中间点位数据进行碰撞检测之前，还包括：

确定每一个所述四边形网顶点数据的视觉层级；

对所述视觉层级相同的所述四边形网顶点数据进行合并；其中，所述视觉层级越低，合并的所述四边形的个数越多。

可选地，所述确定每一个所述四边形网顶点数据的视觉层级，包括：

确定所述四边形网顶点数据的中心四边形网顶点数据；

根据其它四边形网顶点数据与所述中心四边形网顶点数据的距离，确定所述其它四边形网顶点数据的视觉层级。

可选地，在所述元素的元素类型为拐角的情况下，还包括：

获取拐角元素的拐角点位数据，并对所述拐角点位数据进行增密处理，以使所述拐角点位数据的密度大于非拐角点位数据的密度。

根据本发明实施例的再一个方面，提供了一种三维模型的构建装置，包括：

获取模块，用于获取目标对象的点位数据；

数据处理模块，用于利用四边形网和八叉树数据格式对所述点位数据进行处理，得到中间点位数据；

检测模块，用于对所述中间点位数据进行碰撞检测，确定所述中间点位数据的投影存在的重叠区域；

去重模块，用于对所述重叠区域进行去重处理，确定去重处理后的目标点位数据；

生成模块，用于根据所述目标点位数据，生成所述目标对象的目标三维模型。

根据本发明实施例的另一个方面，提供了一种三维模型的构建的电子设备，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现本发明提供的三维模型的构建方法。

根据本发明实施例的还一个方面，提供了一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现本发明提供的三维模型的构建方法。

上述发明中的一个实施例具有如下优点或有益效果：因为采用根据获取的目标对象的点位数据，利用四边形网进行索引，生成四边形网顶点数据；利用八叉树数据结构对四边形网顶点数据进行存储；对目标视野区域以外的四边形网顶点数据进行逐级四边形合并以及视觉模糊；对目标对象存在交叉部位的各个元素进行投影碰撞检测，剔除重复数据以减少数据量，从而实时构建目标对象的目标三维模型的技术手段，所以克服了现有的模型生成及加载方式效率极其低下，无法获得即时的渲染效果，甚至会出现崩溃的情况，用户等待的时间成本极高，使得模型的构建、加载等使用成本极高，用户体验差的技术问题，进而达到能够利用四边形网状结构和八叉树数据格式，并对交叉位置进行碰撞检测从而去重，大大地降低了模型的数据量，提高模型的构建速度，提升建模效率，满足即时的渲染展示需求，以提高地下管网的检测速度，及时发现并处理管网故障，大大地提升了用户使用体验的技术效果。

上述的非惯用的可选方式所具有的进一步效果将在下文中结合具体实施方式加以说明。

附图说明

附图用于更好地理解本发明，不构成对本发明的不当限定。其中：

图1是根据本发明实施例的三维模型的构建方法的主要流程的示意图；

图2是根据本发明实施例的地下巷道的横断面的示意图；

图3是根据本发明实施例的中间点位数据的确定方法的主要流程的示意图；

图4是根据本发明实施例的四边形网的示意图；

图5是根据本发明实施例的中间点位数据的模糊处理方法的主要流程的示意图；

图6是根据本发明实施例的视野区域的视觉层级的示意图；

图7(a)是根据本发明实施例的四边形网合并的示意图一；

图7(b)是根据本发明实施例的四边形网合并的示意图二；

图7(c)是根据本发明实施例的四边形网合并的示意图三；

图8是根据本发明实施例的中间点位数据的碰撞检测方法的主要流程的示意图；

图9是根据本发明实施例的直通道相交的重叠区域的示意图；

图10是根据本发明实施例的中间点位数据的去重方法的主要流程的示意图；

图11是根据本发明实施例的三维模型的构建装置的主要模块的示意图；

图12示出了适于应用于本发明实施例的三维模型的构建方法或三维模型的构建装置的示例性系统架构图；

图13是适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图。

具体实施方式

以下结合附图对本发明的示范性实施例做出说明，其中包括本发明实施例的各种细节以助于理解，应当将它们认为仅仅是示范性的。因此，本领域普通技术人员应当认识到，可以对这里描述的实施例做出各种改变和修改，而不会背离本发明的范围和精神。同样，为了清楚和简明，以下的描述中省略了对公知功能和结构的描述。

地理信息系统(Geographic Information System，即GIS)是指用于对各种传感设备测量的地理数据进行处理的数字化系统，地理数据包括空间位置、属性、时域等特征数据。

八叉树：一种用于描述三维空间的树状数据结构，每个节点表示一个正方体的体积元素，每个节点有八个子节点，将八个子节点所表示的体积元素加在一起就等于父节点的体积，在用于3D空间的场景管理时，可以快速定位物体位置、检测物体之间的碰撞以及视野范围内的目标。

图1是根据本发明实施例的三维模型的构建方法的主要流程的示意图，如图1所示，本发明的三维模型的构建方法包括如下步骤：

现有的仓储系统在对地下管网进行监测时，通常需要在三维软件在生成整个地下管网的三维模型(比如，gltf、3dtile格式)，再将整个三维模型导入web端，在web端加载并渲染整个模型(即entity模型)。然而，根据现有的整个模型导入的方法，如果地下管网需要新增个别点位、现有的个别点位或者线网需要修改或者删除时，需要重新在三维软件中生成整个模型再次导入，模型重生成的成本极高，同时，由于重生成以及导入的耗时过长，用户需要等待较长时间，使得用户需要付出的时间成本极大，更有甚者，如果用户无法及时查看模型以发现地下管网的故障点，很有可能导致地下管网的崩溃，后期维修、重建需要付出高昂代价。

优势在于模型的灵活性较大(有些他是构建完三维模型以后加载进去，更改的话需要重新构建模型进行加载)，可根据数据的变化动态做出实时更新。

通过本发明的模型构建方法，可以根据点位数据的变动实时更新三维模型，实现仓储系统地下管网的动态渲染及展示，从而对仓储系统的地下管网做到可控、可管、问题快速定位，灵活监测、管控仓储系统的地下空间管网，大大地降低了模型成本和用户的时间成本，避免管网故障导致的重大损失。

步骤S101，获取目标对象的点位数据。

在本发明实施例中，目标对象包括一个或多个元素，点位数据包括各个元素点的经度、纬度、高程、图像、点位类型、元素类型等，经度、纬度、高程为三维数据，点位类型包括端点、交点、圆心、中点等，元素类型包括直通道、环形通道、螺旋通道、拐角、分岔口等。

在本发明实施例中，比如，目标对象为仓储系统的地下巷道。

进一步地，可以利用传感技术获取地下管网的点位数据，或者，还可以联合利用传感技术和地下图纸确定地下管网的点位数据。

在本发明实施例中，比如，地下巷道包括直通道，直通道的横断面形状可以是拱形(如图2所示)、圆形等。

进一步地，在点位数据的元素类型为拐角的情况下，获取拐角元素的拐角点位数据，并对拐角点位数据进行增密处理，以使拐角点位数据的密度大于非拐角点位数据的密度，使得拐角呈圆弧状。比如，增密处理可以是在拐角处插入若干元素点。

步骤S102，利用四边形网和八叉树数据格式对所述点位数据进行处理，得到中间点位数据。

在本发明实施例中，不同于现有技术中的三角网索引方式，本发明利用四边形网对点位数据进行索引，再利用八叉树数据格式对索引之后的点位数据进行存储，获得最终的满八叉树的中间点位数据，大大地提升了三维模型的绘制速度。

在本发明实施例中，利用八叉树数据格式存储时，可以将八叉树的数据结构放置于内存，各个叶子节点的数据文件放置于外部存储器。从而在可视化预览时，根据用户选择的预览区域，利用节点与数据文件的对应关系，调用对应节点的数据文件读入内存进行显示，从而节省存储空间的同时可以提高模型加载的流畅性。

在本发明实施例中，如图3所示，本发明的中间点位数据的确定方法包括如下步骤：

步骤S301，按照四边形构建所述点位数据的索引，得到四边形网顶点数据。

在本发明实施例中，根据每一个元素的截面，将目标对象的点位数据利用四边形的方式进行组织，并存储四边形的顶点信息，得到四边形网顶点数据，顶点信息的存储形式可以是数据表的形式，比如，顶点表。

在本发明实施例中，比如，如图4所示，按照四边形网的顺序进行数据排列，ABCD四边形存储为顶点表中的n，n+1，n+2，n+3；其中，n为顶点表中A的索引。

步骤S302，根据八叉树数据格式，对所述四边形网顶点数据进行处理，确定与满八叉树对应的中间点位数据。

在本发明实施例中，根据八叉树数据格式，对四边形顶点位数据进行剖分，得到与整个四边形网顶点数据对应的满八叉树的中间点位数据。在同等的硬件条件下，通过八叉树数据格式进行存储，在进行可视化时，将八叉树的数据文件读入内存的八叉树的叶子节点等数据结构，从而展示三维模型，可以大大提高三维可视化的显示速度与显示的实时性和流畅性。其中，八叉树数据格式先根据四边形网顶点数据构建的区域，假定一个囊括四边形网各个顶点的正方体，再将正方体剖分为若干小模块，剖分一次，就将每个小模块都分成八个部分，每一个小部分为一个正方体，经过多次剖分，直至得到每一个小正方体为单值的满八叉树，满八叉树的每个叶子节点对应一个数据文件。在本发明实施例中，通过本发明的中间点位数据的确定方法，能够对点位数据进行组织和存储，利用四边形网组织点位数据、八叉树数据结构存储点位数据，可以大大降低三维模型的绘制速度，从而提高模型的实时加载和渲染速度，提升用户体验。

步骤S103，对所述中间点位数据进行碰撞检测，确定所述中间点位数据的投影存在的重叠区域。

在本发明实施例中，为了保证实时的模型更新及渲染，保障仓库系统的地下管网安全，对非目标视野区域的中间点位数据进行模糊处理，进而在凸显目标视野区域的同时可以提高模型的构建速度。

在本发明实施例中，如图5所示，本发明的中间点位数据的模糊处理方法包括如下步骤：

步骤S501，确定目标对象的目标视野区域。

在本发明实施例中，目标对象可能包括多个元素，因为本发明的三维模型为实时渲染，因此，根据实时的目标元素确定目标视野区域。比如，构建地下巷道的三维模型，聚焦视野为某一拐角，则该拐角即为目标元素，该拐角对应的区域则为目标视野区域。

在本发明实施例中，目标视野区域通常为矩形，或者，根据实际情况可以对目标视野区域的形状进行选择性设置，比如，圆形等。

步骤S502，确定每一个所述四边形网顶点数据的视觉层级。

步骤S5021，确定目标视野区域中心的所述四边形网顶点数据的中心四边形网顶点数据。

在本发明实施例中，目标视野区域的中心对应的顶点的顶点数据即为中心四边形网顶点数据。在目标视野区域的中心处于四边形内的情况下，可以选择目标视野区域中心所处四边形的任意一个顶点的顶点数据作为中心四边形网顶点数据。

步骤S5022，根据其它四边形网顶点数据与所述中心四边形网顶点数据的距离，确定所述其它四边形网顶点数据的视觉层级。

在本发明实施例中，除目标视野区域外的其它区域可以围绕目标视野区域逐级划分出多层视野区域，目标视野区域的视觉层级最高，离目标视野区域越远的视野区域的视觉层级越低，相应地，目标视野区域的四边形网顶点的视觉层级最高，离目标视野区域越远的视野区域的四边形网顶点的视觉层级越低。比如，如图6所示，K₁区域(横线阴影区域)为目标视野区域，视觉层级最高为第一层级，以此类推，K₂(斜线阴影区域)、……、K_m的视觉层级依次降低，分别为第二层级、……、第m层级(即最低层级)。

进一步地，可以根据其他四边形网顶点与中心四边形网顶点的距离、其他四边形网顶点与中心四边形网顶点的偏心率等参数，确定其他四边形网顶点的视觉层级，进而对其它视野区域进行逐级划分。

步骤S503，对所述视觉层级相同的所述四边形网顶点数据进行合并；其中，所述视觉层级越低，合并的所述四边形的个数越多。

在本发明实施例中，除拐角等特殊元素以外，兼顾其他四边形网顶点与中心四边形网顶点的距离和偏心率两个考虑因素，利用因素合并计算法，对视觉层级相同的四边形网顶点数据进行合并。比如，如图7(a)所示，对视觉层级相同的四边形进行合并，相邻的两个四边形为S₁、S₂；如图7(b)所示，将相邻的两个四边形的两个相临边l和两个相邻顶点L1、L2删除，剩余的4个顶点连接得到新的四边形如图7(c)所示。

在本发明实施例中，视觉层级越低，合并的四边形的个数越多，逐级执行合并。比如，第二层级的每2个四边形合并为1个四边形，第三层级的每2～3个四边形合并为1个四边形，……，第m层级的每7～8个四边形合并为一个四边形。

进一步地，为了提高模型的构建速度，还可以对模型进行视觉剔除，比如，将不属于目标视野区域极其临近范围的元素进行剔除，不对剔除的元素进行渲染，以此加快模型的加载与渲染速度。

更进一步地，在模糊处理过程中，将处理完的四边形网顶点数据利用八叉树数据格式存储时，假定一个囊括目标视野区域的正方体，再将正方体剖分为若干小模块，逐次剖分，直至得到模糊处理后的中间点位数据。

在本发明实施例中，通过本发明的中间点位数据的模糊处理方法，能够大大提高模型的绘制速度，通过聚焦目标视野区域和视觉剔除，降低了目标对象的点位数据量，从而大大加快了模型的加载与渲染速度。并且，在预览阶段，八叉树数据结构可以依据视点变化对树结构自适应修改，进行剪裁视域节点计算和其它可见性计算以及虚拟场景的碰撞检测等。

进一步地，为了保证实时的模型更新及渲染，对模糊处理后的中间点位数据进行碰撞检测，以对重复区域的点位数据进行去重处理，对于重复元素点，仅保留唯一的点位数据，去除其它的重复的点位数据，从而进一步提升模型绘制速度，降低建模成本。

在本发明实施例中，如图8所示，本发明的中间点位数据的碰撞检测方法包括如下步骤：

步骤S801，确定所述多个元素分别对应的中间点位数据。

步骤S802，将所述中间点位数据进行投影，得到投影区域。

在本发明实施例中，通过将多个元素之间进行互相投影，确定各个元素相对于其它元素的投影区域。比如，在投影时，可以以八叉树数据格式的正方形为单位，对各个元素沿其它元素的轴线方向进行投影，确定各个元素相对于其它元素的投影区域。

进一步地，在进行碰撞检测时，仅对目标对象存在交叉部位的元素之间进行投影，比如，以八叉树数据格式的交叉点所在的正方形为单位，对交叉点处的各个元素沿其它元素的轴线方向互作投影，确定交叉点处多个元素之间的投影区域。

在本发明实施例中，本发明的模型构建方法包括内部查看接口，使得用户可以通过该接口查看各个元素的内部情况，比如，水管内部等。确定多个元素之间的投影覆盖部位，

步骤S803，确定投影区域是否存在重叠区域，如果是，转至步骤S804；如果否，转至步骤S805。

步骤S804，确定碰撞检测的检测结果为检测异常。

在本发明实施例中，确定投影区域存在重叠区域，转至步骤S104，对投影区域的中间点位数据进行去重处理。

在本发明实施例中，目标对象的交叉部位可以是地下巷道的各个直通道的交叉部位，比如，两条直通道相交，如图9所示，以直通道的矩形交叉部位的某一横断面为例，将两个直通道互作投影，确定两个直通道的碰撞检测的检测结果为检测异常，其投影区域存在由c₁、c₂、c₃、c₄组成的重叠区域。

步骤S805，确定碰撞检测的检测结果为检测正常。

在本发明实施例中，在投影区域不存在重叠区域的情况下，将碰撞检测前的中间点位数据作为目标模型点位数据。

在本发明实施例中，通过本发明的中间点位数据的碰撞检测方法，能够对目标对象的各个元素相对于其他元素互作投影，从而确定投影区域的重叠区域，进而便于后续对重叠区域进行处理以提高模型的构建速度。

步骤S104，对所述重叠区域进行去重处理，确定去重处理后的目标点位数据。

在本发明实施例中，通过对重叠区域进行去重处理，可以进一步地减少目标对象的点位数据量，加快模型的绘制速度，降低模型的生成成本，为实时的加载与渲染提供保障，减少用户等待，保障目标对象的运行安全。

在本发明实施例中，如图10所示，本发明的中间点位数据的去重处理方法包括如下步骤：

步骤S1001，确定所述重叠区域对应的多个元素的中间点位数据。

在本发明实施例中，确定重叠区域对应的元素的中间点位数据。

步骤S1002，根据所述重叠区域对应的多个所述元素的位置关系，按照以下任意一项处理方式，对所述重复区域的多个元素的所述中间点位数据进行处理：

删除所述重复区域的多个元素的所述中间点位数据；

或者，保留所述重复区域的多个元素的所述中间点位数据；

或者，仅保留所述重复区域的任意一个元素的所述中间点位数据。

在本发明实施例中，比如，两个直通道存在交叉关系，则表示两个直通道相通，此处为十字交叉通道，故而删除重复区域对应的两个直通道的中间点位数据，如图9所示，以直通道的矩形交叉部位的某一横断面为例，删除两个直通道的重叠区域对应的c1、c2、c3、c4围成的区域内的中间点位数据。再比如，两个直通道为平行并列关系，即时两个直通道的投影区域存在重叠区域，也不对两个直通道的中间点位数据进行处理。

在本发明实施例中，对于去重处理后的各个元素，如果还存在截断面，对两巷道断面边线进行连接及圆滑处理。

步骤S1003，确定去重处理后的目标点位数据。

在本发明实施例中，将投影区域不存在重复区域的各个元素的中间点位数据和去重处理之后的中间点位数据(包括删除重复区域的多个元素的中间点位数据之后，和/或，保留重复区域的多个元素的中间点位数据之后，和/或，仅保留重复区域的任意一个元素的中间点位数据之后的中间点位数据)进行组合，作为目标点位数据。

在本发明实施例中，通过本发明的中间点位数据的去重处理方法，能够去除重复、多余的中间点位数据，进而又进一步降低目标对象的点位数据量，提升模型的绘制速度，保障实时加载与渲染，降低建模成本，节约用户的时间成本，同时可以保障目标对象故障检测的及时性和准确性，保障目标对象的运行安全。

步骤S105，根据所述目标点位数据，生成所述目标对象的目标三维模型。

在本发明实施例中，根据去重处理后的目标点位数据，在web端进行实时加载并渲染，从而展示目标对象的目标三维模型，通过本发明的模型构建方法，即时对目标对象的个别点位数据进行增删或者修改，也可以迅速更新目标点位数据，以加载与渲染目标三维模型，大大降低了模型的构建成本，提高模型的构建速度，减少用户的等待时间，降低用户的等待成本，保证目标对象的实时加载及渲染展示，以便用户进行实时查看、监测，确定目标对象的故障问题以及时解决。

在本发明实施例中，在绘制过程中，八叉树数据格式可以根据用户的请求视野，确定对应的小立方体位置，搜索对应的目标点位数据以生成目标三维模型，通过快速搜索定位数据文件，可以大大提高模型的加载与渲染速度，实现模型的无卡顿绘制。

在本发明实施例中，八叉树数据格式可以判断小立方体是否在请求视野内，仅提取并绘制与请求视野对应的立方体，从而可以大大节省数据的存储空间和运算资源；八叉树存储时采用定位编码，无需存储具体的坐标值，极大地提高了后续预览及模型生成的速度；而且，定位编码支持多种数据组合处理方式，相较于坐标值存储的单一、无法支持数值处理而言，使得模型的可加工性、适应场景以及用户的使用体验大大提高，可以拟合任意GIS下的三维模型。

在本发明实施例中，通过获取目标对象的点位数据；利用四边形网和八叉树数据格式对所述点位数据进行处理，得到中间点位数据；对所述中间点位数据进行碰撞检测，确定是否存在重叠区域；如果是，对所述重叠区域进行去重处理，确定去重处理后的目标点位数据；根据所述目标点位数据，生成所述目标对象的目标三维模型等步骤，能够利用四边形网状结构和八叉树数据格式，并对交叉位置进行碰撞检测从而去重，大大地降低了模型的数据量，提高模型的构建速度，提升建模效率，满足即时的渲染展示需求，以提高地下管网的检测速度，及时发现并处理管网故障，大大地提升了用户使用体验。进一步地，在加载时，对模型进行视觉层级模糊计算，突出中心关注区，降低边缘区域的点位数据量，大大地提高了模型的加载速度，保障模型的实时渲染、动态更新，提升用户的使用体验。

图11是根据本发明实施例的三维模型的构建装置的主要模块的示意图，如图11所示，本发明的三维模型的构建装置1100包括：

获取模块1101，用于获取目标对象的点位数据。

在本发明实施例中，所述获取模块1101用于获取目标对象的点位数据。目标对象包括一个或多个元素，点位数据包括各个元素点的经度、纬度、高程、图像、点位类型、元素类型等，经度、纬度、高程为三维数据，点位类型包括端点、交点、圆心、中点等，元素类型包括直通道、环形通道、螺旋通道、拐角、分岔口等。

数据处理模块1102，用于利用四边形网和八叉树数据格式对所述点位数据进行处理，得到中间点位数据。

在本发明实施例中，不同于现有技术中的三角网索引方式，本发明的所述数据处理模块1102利用四边形网对点位数据进行索引，再利用八叉树数据格式对索引之后的点位数据进行存储，获得最终的满八叉树的中间点位数据，大大地提升了三维模型的绘制速度。

检测模块1103，用于对所述中间点位数据进行碰撞检测，确定所述中间点位数据的投影存在的重叠区域。

在本发明实施例中，为了保证实时的模型更新及渲染，保障仓库系统的地下管网安全，对非目标视野区域的中间点位数据进行模糊处理，进而在凸显目标视野区域的同时可以提高模型的构建速度。

进一步地，为了保证实时的模型更新及渲染，所述检测模块1103对模糊处理后的中间点位数据进行碰撞检测，以对重复区域的点位数据进行去重处理，对于重复元素点，仅保留唯一的点位数据，去除其它的重复的点位数据，从而进一步提升模型绘制速度，降低建模成本。

去重模块1104，用于对所述重叠区域进行去重处理，确定去重处理后的目标点位数据。

在本发明实施例中，所述去重模块1104通过对重叠区域进行去重处理，可以进一步地减少目标对象的点位数据量，加快模型的绘制速度，降低模型的生成成本，为实时的加载与渲染提供保障，减少用户等待，保障目标对象的运行安全。

生成模块1105，用于根据所述目标点位数据，生成所述目标对象的目标三维模型。

在本发明实施例中，所述生成模块1105根据去重处理后的目标点位数据，在web端进行实时加载并渲染，从而展示目标对象的目标三维模型，通过本发明的模型构建方法，即时对目标对象的个别点位数据进行增删或者修改，也可以迅速更新目标点位数据，以加载与渲染目标三维模型，大大降低了模型的构建成本，提高模型的构建速度，减少用户的等待时间，降低用户的等待成本，保证目标对象的实时加载及渲染展示，以便用户进行实时查看、监测，确定目标对象的故障问题以及时解决。

在本发明实施例中，通过获取模块、数据处理模块、检测模块、去重模块和生成模块等模块，能够能够利用四边形网状结构和八叉树数据格式，并对交叉位置进行碰撞检测从而去重，大大地降低了模型的数据量，提高模型的构建速度，提升建模效率，满足即时的渲染展示需求，以提高地下管网的检测速度，及时发现并处理管网故障，大大地提升了用户使用体验。进一步地，在加载时，对模型进行视觉层级模糊计算，突出中心关注区，降低边缘区域的点位数据量，大大地提高了模型的加载速度，保障模型的实时渲染、动态更新，提升用户的使用体验。

图12示出了适于应用于本发明实施例的三维模型的构建方法或三维模型的构建装置的示例性系统架构图，如图12所示，本发明实施例的三维模型的构建方法或三维模型的构建装置的示例性系统架构包括：

如图12所示，系统架构1200可以包括终端设备1201、1202、1203，网络1204和服务器1205。网络1204用以在终端设备1201、1202、1203和服务器105之间提供通信链路的介质。网络1204可以包括各种连接类型，例如有线、无线通信链路或者光纤电缆等等。

用户可以使用终端设备1201、1202、1203通过网络1204与服务器1205交互，以接收或发送消息等。终端设备1201、1202、1203上可以安装有各种通讯客户端应用，例如建模类应用、购物类应用、网页浏览器应用、搜索类应用、即时通信工具、邮箱客户端、社交平台软件等。

终端设备1201、1202、1203可以是具有显示屏并且支持网页浏览的各种电子设备，包括但不限于智能手机、平板电脑、膝上型便携计算机和台式计算机等等。

服务器1205可以是提供各种服务的服务器，例如对用户利用终端设备1201、1202、1203所浏览的建模类网站提供支持的后台管理服务器。后台管理服务器可以对接收到的目标对象的建模请求等数据进行分析等处理，并将处理结果(例如目标对象的目标三维模型)展示给终端设备1201、1202、1203。

需要说明的是，本发明实施例所提供的三维模型的构建方法一般由服务器1205执行，相应地，三维模型的构建装置一般设置于服务器1205中。

应该理解，图12中的终端设备、网络和服务器的数目仅仅是示意性的。根据实现需要，可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。

图13是适于用来实现本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统的结构示意图，如图13所示，本发明实施例的终端设备或服务器的计算机系统1300包括：

中央处理单元(CPU)1301，其可以根据存储在只读存储器(ROM)1302中的程序或者从存储部分1308加载到随机访问存储器(RAM)1303中的程序而执行各种适当的动作和处理。在RAM1303中，还存储有系统1300操作所需的各种程序和数据。CPU1301、ROM1302以及RAM1303通过总线1304彼此相连。输入/输出(I/O)接口1305也连接至总线1304。

以下部件连接至I/O接口1305：包括键盘、鼠标等的输入部分1306；包括诸如阴极射线管(CRT)、液晶显示器(LCD)等以及扬声器等的输出部分1307；包括硬盘等的存储部分1308；以及包括诸如LAN卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1309。通信部分1309经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1310也根据需要连接至I/O接口1305。可拆卸介质1311，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1310上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入存储部分1308。

特别地，根据本发明公开的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本发明公开的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的程序代码。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1309从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1311被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)1301执行时，执行本发明的系统中限定的上述功能。

需要说明的是，本发明所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是——但不限于——电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(EPROM或闪存)、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本发明中，计算机可读存储介质可以是任何包含或存储程序的有形介质，该程序可以被指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用。而在本发明中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的程序代码。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的程序代码可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、电线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

附图中的流程图和框图，图示了按照本发明各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。在这点上，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。

描述于本发明实施例中所涉及到的模块可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现。所描述的模块也可以设置在处理器中，例如，可以描述为：一种处理器包括获取模块、数据处理模块、检测模块、去重模块、生成模块。其中，这些模块的名称在某种情况下并不构成对该模块本身的限定，例如，检测模块还可以被描述为“对所述中间点位数据进行碰撞检测，确定是否存在重叠区域的模块”。

作为另一方面，本发明还提供了一种计算机可读介质，该计算机可读介质可以是上述实施例中描述的设备中所包含的；也可以是单独存在，而未装配入该设备中。上述计算机可读介质承载有一个或者多个程序，当上述一个或者多个程序被一个该设备执行时，使得该设备包括：获取目标对象的点位数据；利用四边形网和八叉树数据格式对所述点位数据进行处理，得到中间点位数据；对所述中间点位数据进行碰撞检测，确定是否存在重叠区域；如果是，对所述重叠区域进行去重处理，确定去重处理后的目标点位数据；根据所述目标点位数据，生成所述目标对象的目标三维模型。

根据本发明实施例的技术方案，利用四边形网对目标对象的点位数据进行索引、八叉树数据结构对索引后的四边形网顶点数据进行存储；对目标视野区域以外的四边形网顶点数据进行逐级四边形合并以减少数据量；对目标对象存在交叉部位的各个元素进行投影碰撞检测，剔除重复数据以减少数据量，从而实时构建目标对象的三维模型，使得三维模型可以做到动态渲染，在应用与仓储系统的地下管网时，可以快速定位管网故障点，实现仓储系统地下空间管网的检测与管控，大大避免了仓储系统的管理损失。

根据本发明实施例的技术方案，能够利用四边形网状结构和八叉树数据格式，并对交叉位置进行碰撞检测从而去重，大大地降低了模型的数据量，提高模型的构建速度，提升建模效率，提高用户满意度。

进一步地，在加载时，对模型进行视觉层级模糊计算，突出中心关注区，降低边缘区域的点位数据量，大大地提高了模型的加载速度，保障模型的实时渲染、动态更新，提升用户的使用体验。

上述具体实施方式，并不构成对本发明保护范围的限制。本领域技术人员应该明白的是，取决于设计要求和其他因素，可以发生各种各样的修改、组合、子组合和替代。任何在本发明的精神和原则之内所作的修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明保护范围之内。

Claims (10)

1.一种三维模型的构建方法，其特征在于，包括：

获取目标对象的点位数据；

利用四边形网和八叉树数据格式对所述点位数据进行处理，得到中间点位数据；

对所述中间点位数据进行碰撞检测，确定所述中间点位数据的投影存在的重叠区域；

对所述重叠区域进行去重处理，确定去重处理后的目标点位数据；

根据所述目标点位数据，生成所述目标对象的目标三维模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用四边形网和八叉树数据格式对所述点位数据进行处理，得到中间点位数据，包括：

按照四边形构建所述点位数据的索引，得到四边形网顶点数据；

根据八叉树数据格式，对所述四边形网顶点数据进行处理，确定与满八叉树对应的中间点位数据。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标对象包括一个或多个元素；所述对所述中间点位数据进行碰撞检测，确定所述中间点位数据的投影存在的重叠区域，包括：

确定所述多个元素分别对应的中间点位数据；

将所述中间点位数据进行投影，得到投影区域；

确定投影区域存在的重叠区域。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述对所述重叠区域进行去重处理，包括：

确定所述重叠区域对应的多个元素的中间点位数据；

根据所述重叠区域对应的多个所述元素的位置关系，按照以下任意一项处理方式，对所述重复区域的多个元素的所述中间点位数据进行处理：

删除所述重复区域的多个元素的所述中间点位数据；

或者，保留所述重复区域的多个元素的所述中间点位数据；

或者，仅保留所述重复区域的任意一个元素的所述中间点位数据。

5.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述对所述中间点位数据进行碰撞检测之前，还包括：

确定每一个所述四边形网顶点数据的视觉层级；

对所述视觉层级相同的所述四边形网顶点数据进行合并；其中，所述视觉层级越低，合并的所述四边形的个数越多。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，所述确定每一个所述四边形网顶点数据的视觉层级，包括：

确定所述四边形网顶点数据的中心四边形网顶点数据；

根据其它四边形网顶点数据与所述中心四边形网顶点数据的距离，确定所述其它四边形网顶点数据的视觉层级。

7.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，在所述元素的元素类型为拐角的情况下，还包括：

获取拐角元素的拐角点位数据，并对所述拐角点位数据进行增密处理，以使所述拐角点位数据的密度大于非拐角点位数据的密度。

8.一种三维模型的构建装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取目标对象的点位数据；

数据处理模块，用于利用四边形网和八叉树数据格式对所述点位数据进行处理，得到中间点位数据；

检测模块，用于对所述中间点位数据进行碰撞检测，确定所述中间点位数据的投影存在的重叠区域；

去重模块，用于对所述重叠区域进行去重处理，确定去重处理后的目标点位数据；

生成模块，用于根据所述目标点位数据，生成所述目标对象的目标三维模型。

9.一种三维模型的构建的电子设备，其特征在于，包括：

一个或多个处理器；

存储装置，用于存储一个或多个程序，

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1-7中任一所述的方法。

10.一种计算机可读介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1-7中任一所述的方法。