CN116310062A - 三维场景构建方法及装置、存储介质及电子设备 - Google Patents

Abstract

本公开提供了三维场景构建方法、装置、电子设备及存储介质，涉及计算机技术领域。该方法包括：获取目标实体场景的场景图像数据，解析场景图像数据中的传感信息以生成与场景图像数据对应的空间坐标系；识别场景图像数据中的表面对象，基于表面对象在空间坐标系中构建目标实体场景的初始三维场景；获取目标实体场景中的实际距离参数值，根据实际距离参数值确定初始三维场景的尺寸信息；获取设备构建指令，根据设备构建指令确定应用于初始三维场景的设备模型以及相应的摆放位置；根据摆放位置在初始三维场景中展示设备模型以生成具有设备构建效果的三维场景。该方法能构建场景的初始三维模型，还能快速响应用户的构建指令生成相应的场景效果并展示。

Description

三维场景构建方法及装置、存储介质及电子设备

技术领域

本公开涉及计算机技术领域，尤其涉及一种三维场景构建方法及装置、存储介质及电子设备。

背景技术

在向用户展示项目建设方案效果时，可以使用三维场景/模型的方式向客户展示环境、机柜位置、配套设施等。

相关技术中在通过三维建模/虚拟现实VR技术进行展示之前，常常需要先花费大量时间进行建模才能进行展示，存在建设周期长、费用高、修改难、不能灵活快速响应客户需求进行场景展示的缺点。

需要说明的是，在上述背景技术部分公开的信息仅用于加强对本公开的背景的理解，因此可以包括不构成对本领域普通技术人员已知的现有技术的信息。

发明内容

本公开的目的在于提供一种三维场景构建方法、装置、电子设备及存储介质，以解决建设周期长、费用高、修改难、不能灵活快速响应客户需求进行场景展示的问题。

本公开的其他特性和优点将通过下面的详细描述变得显然，或部分地通过本公开的实践而习得。

根据本公开的一个方面，提供一种三维场景构建方法，包括：获取目标实体场景的场景图像数据，解析场景图像数据中的传感信息以生成与场景图像数据对应的空间坐标系；识别场景图像数据中的表面对象，基于表面对象在空间坐标系中构建目标实体场景的初始三维场景；获取目标实体场景中的实际距离参数值，根据实际距离参数值确定初始三维场景的尺寸信息；获取设备构建指令，根据设备构建指令确定应用于初始三维场景的设备模型以及相应的摆放位置；根据摆放位置在初始三维场景中展示设备模型，进而生成具有设备构建效果的三维场景。

在本公开一个实施例中，场景图像数据是使用具有传感装置的影像采集设备对目标实体场景进行影像采集得到的；场景图像数据中包括多个图像；以及，解析场景图像数据中的传感信息以生成场景图像数据对应的空间坐标系的步骤，包括：解析场景图像数据中的传感信息，得到场景图像数据中图像的相对位置信息以及图像对应的三维方向信息；根据相对位置信息和三维方向信息生成与场景图像数据对应的空间坐标系。

在本公开一个实施例中，识别场景图像数据中的表面对象，基于表面对象在空间坐标系中构建目标实体场景的初始三维场景的步骤，包括：通过增强现实AR技术确定场景图像数据中各图像上的特征点，根据特征点识别出场景图像数据中的表面对象；基于与场景图像数据对应的空间坐标系，确定表面对象在空间坐标系中的位置；根据表面对象在空间坐标系中的位置构建表面对象的初始表面模型；通过非线性拟合技术优化初始表面模型，得到目标表面模型，进而根据目标表面模型构建目标实体场景的初始三维场景。

在本公开一个实施例中，通过非线性拟合技术优化初始表面模型，得到目标表面模型的步骤，包括：在初始三维场景中创建与初始表面模型对应的网片对象；将网片对象贴合在相应的初始表面模型上，生成初始表面模型的标注信息；通过非线性拟合技术基于标注信息对初始表面模型进行拼接，得到目标表面模型。

在本公开一个实施例中，获取目标实体场景中的实际距离参数值的步骤，包括：使用具有传感装置的影像采集设备对目标实体场景进行测距，获得目标实体场景中的实际距离参数值；和/或，获取目标实体场景的建筑设计数据，根据建筑设计数据确定目标实体场景中的实际距离参数值。

在本公开一个实施例中，根据实际距离参数值确定初始三维场景的尺寸信息的步骤，包括：根据实际距离参数值确定空间坐标系中各坐标轴上的虚拟度量距离；根据各坐标轴上的虚拟度量距离确定初始三维场景的尺寸信息。

在本公开一个实施例中，获取设备构建指令，根据设备构建指令确定应用于初始三维场景的设备模型以及相应的摆放位置的步骤，包括：展示布局界面；响应于用户在布局界面进行的设备构建操作，生成设备构建指令；解析设备构建指令，得到设备模型以及相应的摆放位置。

在本公开一个实施例中，根据摆放位置在初始三维场景中展示设备模型的步骤，包括：获取设备模型的实际模型尺寸，基于初始三维场景的尺寸信息和实际模型尺寸得到设备模型的展示尺寸；通过增强现实AR技术将具有展示尺寸的设备模型按照摆放位置放置于初始三维场景中；使用非线性拟合算法调整设备模型放置的坐标和/或方向，确定设备模型摆放的目标摆放位置；通过虚拟现实VR技术在初始三维场景中基于目标摆放位置展示具有展示尺寸的设备模型。

根据本公开的另一个方面，提供一种三维场景构建装置，包括：获取模块，用于获取目标实体场景的场景图像数据，解析场景图像数据中的传感信息以生成与场景图像数据对应的空间坐标系；构建模块，用于识别场景图像数据中的表面对象，基于表面对象在空间坐标系中构建目标实体场景的初始三维场景；确定模块，用于获取目标实体场景中的实际距离参数值，根据实际距离参数值确定初始三维场景的尺寸信息；摆放模块，用于获取设备构建指令，根据设备构建指令确定应用于初始三维场景的设备模型以及相应的摆放位置；展示模块，用于根据摆放位置在初始三维场景中展示设备模型，进而生成具有设备构建效果的三维场景。

在本公开一个实施例中，场景图像数据是使用具有传感装置的影像采集设备对目标实体场景进行影像采集得到的；场景图像数据中包括多个图像；以及，获取模块解析场景图像数据中的传感信息以生成场景图像数据对应的空间坐标系的步骤，包括：解析场景图像数据中的传感信息，得到场景图像数据中图像的相对位置信息以及图像对应的三维方向信息；根据相对位置信息和三维方向信息生成与场景图像数据对应的空间坐标系。

在本公开一个实施例中，构建模块识别场景图像数据中的表面对象，基于表面对象在空间坐标系中构建目标实体场景的初始三维场景的步骤，包括：通过增强现实AR技术确定场景图像数据中各图像上的特征点，根据特征点识别出场景图像数据中的表面对象；基于与场景图像数据对应的空间坐标系，确定表面对象在空间坐标系中的位置；根据表面对象在空间坐标系中的位置构建表面对象的初始表面模型；通过非线性拟合技术优化初始表面模型，得到目标表面模型，进而根据目标表面模型构建目标实体场景的初始三维场景。

在本公开一个实施例中，构建模块通过非线性拟合技术优化初始表面模型，得到目标表面模型的步骤，包括：在初始三维场景中创建与初始表面模型对应的网片对象；将网片对象贴合在相应的初始表面模型上，生成初始表面模型的标注信息；通过非线性拟合技术基于标注信息对初始表面模型进行拼接，得到目标表面模型。

在本公开一个实施例中，确定模块获取目标实体场景中的实际距离参数值的步骤，包括：使用具有传感装置的影像采集设备对目标实体场景进行测距，获得目标实体场景中的实际距离参数值；和/或，获取目标实体场景的建筑设计数据，根据建筑设计数据确定目标实体场景中的实际距离参数值。

在本公开一个实施例中，确定模块根据实际距离参数值确定初始三维场景的尺寸信息的步骤，包括：根据实际距离参数值确定空间坐标系中各坐标轴上的虚拟度量距离；根据各坐标轴上的虚拟度量距离确定初始三维场景的尺寸信息。

在本公开一个实施例中，摆放模块获取设备构建指令，根据设备构建指令确定应用于初始三维场景的设备模型以及相应的摆放位置的步骤，包括：展示布局界面；响应于用户在布局界面进行的设备构建操作，生成设备构建指令；解析设备构建指令，得到设备模型以及相应的摆放位置。

在本公开一个实施例中，展示模块根据摆放位置在初始三维场景中展示设备模型的步骤，包括：获取设备模型的实际模型尺寸，基于初始三维场景的尺寸信息和实际模型尺寸得到设备模型的展示尺寸；通过增强现实AR技术将具有展示尺寸的设备模型按照摆放位置放置于初始三维场景中；使用非线性拟合算法调整设备模型放置的坐标和/或方向，确定设备模型摆放的目标摆放位置；通过虚拟现实VR技术在初始三维场景中基于目标摆放位置展示具有展示尺寸的设备模型。

根据本公开的又一个方面，提供一种计算机可读存储介质，其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上述的三维场景构建方法。

根据本公开的再一个方面，提供一种电子设备，包括：处理器；以及存储器，用于存储所述处理器的可执行指令；其中，所述处理器配置为经由执行所述可执行指令来执行上述的三维场景构建方法。

本公开的实施例所提供的三维场景构建方法，能够构建目标实体场景的初始三维模型，并能快速响应于用户的设备构建指令在初始三维模型中展示设备模型，从而生成相应的场景效果并展示。

进一步，本公开实施例提供的三维场景构建方法还可以在响应于设备构建指令生成相应的场景效果后，通过虚拟现实VR技术进行该场景效果的展示。

应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本公开。

附图说明

此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本公开的实施例，并与说明书一起用于解释本公开的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本公开的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1示出了可以应用本公开实施例的三维场景构建方法的示例性***架构的示意图；

图2示出了本公开一个实施例的三维场景构建方法的流程图；

图3示出了本公开一个实施例的三维场景构建方法中生成空间坐标系的示意图；

图4示出了本公开一个实施例的三维场景构建方法中构建初始三维场景的流程图；

图5示出了本公开一个实施例的三维场景构建方法中得到目标表面模型的流程图；

图6示出了本公开一个实施例的三维场景构建方法中创建网片对象的示意图；

图7示出了本公开一个实施例的三维场景构建方法中对初始表面模型进行标注的示意图；

图8示出了本公开一个实施例的三维场景构建方法中在三维场景中展示设备模型的流程图；

图9示出了本公开一个实施例的三维场景构建方法中在三维场景中展示设备模型的示意图；

图10示出了本公开一个实施例的三维场景构建方法的流程图；

图11示出了本公开一个实施例的三维场景构建装置的框图；和

图12示出了本公开实施例中一种三维场景构建计算机设备的结构框图。

具体实施方式

现在将参考附图更全面地描述示例实施方式。然而，示例实施方式能够以多种形式实施，且不应被理解为限于在此阐述的范例；相反，提供这些实施方式使得本公开将更加全面和完整，并将示例实施方式的构思全面地传达给本领域的技术人员。所描述的特征、结构或特性可以以任何合适的方式结合在一个或更多实施方式中。

此外，附图仅为本公开的示意性图解，并非一定是按比例绘制。图中相同的附图标记表示相同或类似的部分，因而将省略对它们的重复描述。附图中所示的一些方框图是功能实体，不一定必须与物理或逻辑上独立的实体相对应。可以采用软件形式来实现这些功能实体，或在一个或多个硬件模块或集成电路中实现这些功能实体，或在不同网络和/或处理器装置和/或微控制器装置中实现这些功能实体。

此外，术语“第一”、“第二”仅用于描述目的，而不能理解为指示或暗示相对重要性或者隐含指明所指示的技术特征的数量。由此，限定有“第一”、“第二”的特征可以明示或者隐含地包括一个或者更多个该特征。在本公开的描述中，“多个”的含义是至少两个，例如两个，三个等，除非另有明确具体的限定。

针对上述相关技术中存在的技术问题，本公开实施例提供了一种三维场景构建方法，以用于至少解决上述技术问题中的一个或者全部。

图1示出了可以应用本公开实施例的三维场景构建方法的示例性***架构的示意图；如图1所示：

该***架构可以包括服务器101、网络102和客户端103。网络102用以在客户端103和服务器101之间提供通信链路的介质。网络102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。

服务器101可以是提供各种服务的服务器，例如对用户利用客户端203所进行操作的装置提供支持的后台管理服务器。后台管理服务器可以根据场景图像数据构建目标实体场景的初始三维场景，还可以对设备构建指令进行接收和处理，基于设备构建指令将相应的设备模型展示在客户端203的相应界面中显示的初始三维场景中，进而在客户端203的相应界面中生成并展示具有设备构建效果的三维场景。

在一些可选的实施例中，服务器101可以获取目标实体场景的场景图像数据，解析场景图像数据中的传感信息以生成与场景图像数据对应的空间坐标系；服务器101可以识别场景图像数据中的表面对象，基于表面对象在空间坐标系中构建目标实体场景的初始三维场景；服务器101可以获取目标实体场景中的实际距离参数值，根据实际距离参数值确定初始三维场景的尺寸信息；服务器101可以获取设备构建指令，根据设备构建指令确定应用于初始三维场景的设备模型以及相应的摆放位置；服务器101可以根据摆放位置在初始三维场景中展示设备模型，进而生成具有设备构建效果的三维场景。

客户端103可以是手机、游戏主机、平板电脑、电子书阅读器、智能眼镜、智能家居设备、AR(Augmented Reality，增强现实)设备、VR(Virtual Reality，虚拟现实)设备等移动终端，或者，客户端103也可以是个人计算机，比如膝上型便携计算机和台式计算机等等。

在一些可选的实施例中，客户端103可以向操作人员展示目标实体场景的初始三维场景，还可以为操作人员提供用于下发设备构建指令的界面，以及可以向操作人员展示具有设备构建效果的三维场景。

应该理解，图1中的客户端、网络和服务器的数目仅仅是示意性的，服务器101可以是一个实体的服务器，还可以为多个服务器组成的服务器集群，还可以是云端服务器，根据实际需要，可以具有任意数目的客户端、网络和服务器。

下面，将结合附图及实施例对本公开示例实施例中的基于三维场景的布线方法的各个步骤进行更详细的说明。

图2示出了本公开一个实施例的三维场景构建方法的流程图。本公开实施例提供的方法可以由如图1所示的服务器或客户端中执行，但本公开并不限定于此。

在下面的举例说明中，以服务器集群101为执行主体进行示例说明。

如图2所示，本公开实施例提供的三维场景构建方法可以包括以下步骤：

步骤S201，获取目标实体场景的场景图像数据，解析场景图像数据中的传感信息以生成与场景图像数据对应的空间坐标系。

本实施例中，目标实体场景可以是一个具体的机房、服务器存放房间、工作空间等。场景图像数据可以是视频、动图、图像集等形式的多媒体文件；场景图像数据可以是使用具有传感装置的影像采集设备对目标实体场景进行影像采集得到的，如可以使用手机摄像头进行场景拍摄，得到目标实体场景的视频、动图、图像集等。

步骤S203，识别场景图像数据中的表面对象，基于表面对象在空间坐标系中构建目标实体场景的初始三维场景。其中，表面对象可以是目标实体场景中的墙、顶面等。初始三维场景可以是不带有设备装饰的目标实体场景的虚拟场景化体现，例如：初始三维场景可以是由四面墙、一个顶面、一个底面构成的虚拟场景。

步骤S205，获取目标实体场景中的实际距离参数值，根据实际距离参数值确定初始三维场景的尺寸信息。其中，实际距离参数值可以是实际用于描述目标实体场景尺寸的信息，如各墙面的尺寸信息、场景中的高度信息等。

步骤S207，获取设备构建指令，根据设备构建指令确定应用于初始三维场景的设备模型以及相应的摆放位置。其中，设备构建指令可以是用户在客户端103显示的相应操作界面中下发的；设备构建指令可以指示用户希望摆放的设备种类或设备样式，以及可以指示在初始三维场景中用户希望将设备模型摆放的位置。

步骤S209，根据摆放位置在初始三维场景中展示设备模型，进而生成具有设备构建效果的三维场景。本实施例中，可以快速响应于设备构建指令将用户指定的设备模型可视化地放置于构建出的初始三维场景中，将具有设备构建效果的三维场景展示给用户，直观的呈现出场景效果。

通过本公开实施例提供的三维场景构建方法，可以构建目标实体场景的初始三维模型，并能快速响应于用户的设备构建指令在初始三维模型中展示设备模型，从而生成相应的场景效果并展示。达到建设周期短、易于修改、可灵活快速响应客户需求进行场景展示的效果。

在一些实施例中，场景图像数据中包括多个图像；以及，解析场景图像数据中的传感信息以生成场景图像数据对应的空间坐标系的步骤，包括：解析场景图像数据中的传感信息，得到场景图像数据中图像的相对位置信息以及图像对应的三维方向信息；根据相对位置信息和三维方向信息生成与场景图像数据对应的空间坐标系。

其中，场景图像数据中可以具有传感信息，如：利用加速度计，陀螺仪获得的传感信息。又例如，可以通过手机摄像头与传感器识别场景图像数据中图像的相对位置，进而标注出用于初始三维场景的X、Y、Z三轴。

图3示出了本公开一个实施例的三维场景构建方法中生成空间坐标系的示意图，如图3所示为在场景图像中生成的具有三维方向的空间坐标系示意图，三维方向包括：X轴、Y轴、Z轴。

图4示出了本公开一个实施例的三维场景构建方法中构建初始三维场景的流程图，如图4所示，图2实施例中的步骤S203可以进一步包括以下步骤：

步骤S401，通过增强现实AR技术确定场景图像数据中各图像上的特征点，根据特征点识别出场景图像数据中的表面对象。其中，表面对象可以例如是4个墙面(或多个墙面)、1个地面、1个顶面，以及若干的表面。

步骤S403，基于与场景图像数据对应的空间坐标系，确定表面对象在空间坐标系中的位置。

步骤S405，根据表面对象在空间坐标系中的位置构建表面对象的初始表面模型。通过步骤S405，可以在生成的空间坐标系基础上确定表面对象在空间坐标系中的位置，完成目标实体场景的边界标注，进而创建出表面对象的初始表面模型。

步骤S407，通过非线性拟合技术优化初始表面模型，得到目标表面模型，进而根据目标表面模型构建目标实体场景的初始三维场景。

可见，通过实施图4，可以通过场景图像中的特征点识别，完成目标实体场景中的表面识别和记录，创建虚拟的初始三维场景。具体而言，可以通过AR方式，使用手机摄像头、传感器等设备，结合图像识别与非线性拟合等方法，实现现实IDC机房的空间识别，进而完成上述初始三维场景的搭建。

图5示出了本公开一个实施例的三维场景构建方法中得到目标表面模型的流程图，如图5所示，图4实施例中的步骤S407可以进一步包括以下步骤：

步骤S501，在初始三维场景中创建与初始表面模型对应的网片对象。在一些实际应用中，可以通过移动设备(如手机)中的应用程序在初始三维场景中创建半透明网片。

步骤S503，将网片对象贴合在相应的初始表面模型上，生成初始表面模型的标注信息。在一些实际应用中，可以通过上述相关应用程序将创建出的半透明网片贴合到地面或墙面上，以实现面的标注。

步骤S505，通过非线性拟合技术基于标注信息对初始表面模型进行拼接，得到目标表面模型。可以使用上述相关应用程序中提供的非线性拟合功能(例如：使用应用程序中的Ceres库提供的功能)实现面的拼接，生成更加符合实际场景的虚拟面以作为目标表面模型。

可见，通过实施图5，可以在初始三维场景中创建半透明网片贴合到地面或墙面上，完成非线性拟合以及面的拼合，进而达到提升初始三维场景中各表面识别与标注的准确性的效果。

图6示出了本公开一个实施例的三维场景构建方法中创建网片对象的示意图，如图6所示，为图5实施例中的步骤S501在一实际应用中的示意图，包括：在初始三维场景600中创建出了网片对象601、602、603、604。其中，初始三维场景600以及网片对象601、602、603、604可以通过移动设备(如手机)上的应用程序进行呈现。

图7示出了本公开一个实施例的三维场景构建方法中对初始表面模型进行标注的示意图，如图7所示，为图5实施例中的步骤S503在一实际应用中的示意图，包括：移动设备700，移动设备700上应用程序提供的操作界面701，操作界面701中的用于标注的操作按钮702，操作界面701中呈现的网片对象703。通过实施图7示出的示意图，可以通过移动设备700(如手机)中的应用程序提供的操作界面701展示初始三维场景以及网片对象703，还可以在操作界面701中提供用于标注的操作按钮702，以使用户能够对操作按钮702进行相应操作，实现对网片对象703的标注。进一步地，在本示意图中，操作按钮702可以包括对墙面、地面、无效面的标注操作按钮，如图7所示，可以按住“墙面”的标注操作按钮向网片对象703滑动，此时操作界面701中可以出现“拖动标记为墙面”的提示信息。

在一些实际应用中，若目标实体场景内已存在设备(如机柜、电脑桌等)或装修设施，在对初始表面模型进行标注的过程中可以先忽略设备(如机柜、电脑桌等)或装修设施等的表面，不对这些表面创建网片对象，以及不对这些表面进行标注操作。

在一些实施例中，图2实施例中的步骤S205中获取目标实体场景中的实际距离参数值的步骤，包括：使用具有传感装置的影像采集设备对目标实体场景进行测距，获得目标实体场景中的实际距离参数值；和/或，获取目标实体场景的建筑设计数据，根据建筑设计数据确定目标实体场景中的实际距离参数值。

进一步地在一些实施例中，图2实施例中的步骤S205中根据实际距离参数值确定初始三维场景的尺寸信息的步骤可以包括：根据实际距离参数值确定空间坐标系中各坐标轴上的虚拟度量距离；根据各坐标轴上的虚拟度量距离确定初始三维场景的尺寸信息。

其中，传感装置可以是光传感器、具有光传感器的摄像头等装置。本实施例中可以通过激光传感器与摄像头完成场景的测距与计算，得到精确的场景尺寸值，进而完成三维场景搭建。或者，当存在目标实体场景的设计标准数据(参考数据)，也可以允许测量者在相应界面中手动修改初始三维场景的尺寸数据。

在一些实施例中，获取设备构建指令，根据设备构建指令确定应用于初始三维场景的设备模型以及相应的摆放位置的步骤可以包括：展示布局界面；响应于用户在布局界面进行的设备构建操作，生成设备构建指令；解析设备构建指令，得到设备模型以及相应的摆放位置。

用户可以先获取设备采购方案，然后基于设备采购方案确定本次场景构建中希望展示的设备信息，设备信息可以包括设备类型、设备型号、设备形状等。可以通过移动设备上的应用程序向用户展示布局界面，以供用户在展示出的布局界面中进行选择或拖拽操作，生成设备构建指令，进而使移动设备解析指令确定用户指定的设备模型以及设备模型的摆放位置。具体而言，用户可以先获取IDC(Internet Data Center，网络数据中心)采购方案的需求，确定方案中需要安装的机柜、桥架、cage、精密空调、摄像头等的设备，用户再通过手机app从app提供的设备库中通过拖拽的方式完成设备模型在AR场景中的摆放。

图8示出了本公开一个实施例的三维场景构建方法中在三维场景中展示设备模型的流程图，如图8所示，图2实施例中的步骤S209中根据摆放位置在初始三维场景中展示设备模型的步骤可以进一步包括以下步骤：

步骤S801，获取设备模型的实际模型尺寸，基于初始三维场景的尺寸信息和实际模型尺寸得到设备模型的展示尺寸。

步骤S803，通过增强现实AR技术将具有展示尺寸的设备模型按照摆放位置放置于初始三维场景中。

步骤S805，使用非线性拟合算法调整设备模型放置的坐标和/或方向，确定设备模型摆放的目标摆放位置。

步骤S807，通过虚拟现实VR技术在初始三维场景中基于目标摆放位置展示具有展示尺寸的设备模型。

在一些实际应用中，用户在手机app中选中设备模型进行摆放后，还可以对设备模型的位置、尺寸、角度、透明度、备注信息等属性进行编辑操作。设备模型逐一摆放完毕后，可以生成满足用户采购方案需求的目标三维场景，以及向用户展示该目标三维场景。

图9示出了本公开一个实施例的三维场景构建方法中在三维场景中展示设备模型的示意图，如图9所示，包括：初始三维场景900，摆放在初始三维场景900中的设备模型901。示意图9展示了一种包含设备模型的场景效果。

图10示出了本公开一个实施例的三维场景构建方法的流程图，如图10所示，包括：

步骤1：首先，使用手机app打开手机中的相机功能，在应用内实时显示相机拍摄内容；可以手持手机完成360度拍摄，通过拍摄分析房间(即目标实体场景)的图像信息，调用加速度计、陀螺仪获取到的传感信息计算并初始化场景的X、Y、Z坐标轴信息。

步骤2：场景的坐标轴建立后，可以通过对房间图像中的特征点识别，完成场景/房间中的表面识别和记录，例如，可以明确区分出4个墙面(或多个墙面)1个地面，1个顶面，以及若干的表面。在此基础上完成房间的边界标注，初步创建虚拟三维场景。

步骤3：在上一步的虚拟场景中已记录和识别了若干的表面信息。可以通过手机app在虚拟场景中创建半透明网片贴合到地面或墙面上以进行面标注；若房间内已安放了设备，此时可选择忽略机柜和设备的表面，不再对这些表面进行贴片操作。贴片操作、表面标注完成后，可以使用手机上的应用(如：应用可提供Ceres库)通过非线性拟合实现面的拼接，生成符合实际场景的虚拟面，以提升步骤二所创建的三维虚拟场景的准确性。

步骤4：通过手机app调用手机LIDAR，完成场景中各面距离(尺寸)的测量与计算，此测量计算后的值可以用于生成坐标轴X′、Y′、Z′，将X′、Y′、Z′的值保存到手机本地存储后，可以以这些相对精确的场景尺寸值作为输入数据，通过网络接口传送至***后台，完成虚拟三维场景搭建。此外，若有一个或多个机房设计标准数据(参考数据)，可以允许测量者在手机app交互界面中手动修改机房场景的尺寸数据。

通过步骤1～4，可以使用手机app快速完成指定的IDC机房虚拟三维场景的创建工作。

步骤5：可以根据客户的IDC采购方案的需求确定方案中需要安装的机柜、桥架、cage、精密空调、摄像头等的设备，客户可以是手机app用户，客户使用手机app从app的设备库中通过拖拽的方式完成三维设备模型在AR场景中的摆放。客户在选中设备模型后，还可以对设备模型的位置、尺寸、角度、透明度、备注信息等属性进行编辑操作。设备逐一摆放完毕后，至此，可以在手机app中生成满足客户采购方案需求的目标三维场景，以及可以将目标三维场景作为建设方案布局向客户演示或展示。

步骤6：步骤5得到的虚拟机房采购建设方案布局，还可以更进一步进行优化，例如可以对设备的摆放位置、摆放角度进行进一步优化。本步骤中，可以使用手机app通过非线性拟合算法完成虚拟设备在AR场景中摆放的位置、角度的优化，得到优化后的虚拟设备摆放位置数值。

步骤7：可以根据步骤6生成的数据以及步骤4生成的虚拟场景生成较为精确的建设方案布局。此建设方案布局可以不限制于只在AR环境中进行展示，在一些实际应用中，此建设方案布局还可以为精确的工程管理应用提供基础数据模型，可以作为数字孪生的建设方案模型以供IDC机房销售方、客户、施工方、监理方等多方使用。

通过本公开实施例提供的三维场景构建方法，可以实现以下功能和效果：1)可以通过手机摄像头、传感器等设备，结合图像识别与非线性拟合等方法，实现现实IDC机房的虚拟三维场景搭建；2)可以通过AR技术，完成虚拟设备在三维场景中的摆放，通过数据拟合，完成尺寸、位置相对精确的建设方案(即目标三维场景)展示示例。该建设方案保存后，可在三维虚拟场景中通过VR方式进行展示，而不限于依赖现实场景通过AR方式展示。

需要注意的是，上述附图仅是根据本发明示例性实施例的方法所包括的处理的示意性说明，而不是限制目的。易于理解，上述附图所示的处理并不表明或限制这些处理的时间顺序。另外，也易于理解，这些处理可以是例如在多个模块中同步或异步执行的。

图11示出本公开第五实施例中三维场景构建装置1100的框图；如图11所示，包括：获取模块1101，用于获取目标实体场景的场景图像数据，解析场景图像数据中的传感信息以生成与场景图像数据对应的空间坐标系；构建模块1102，用于识别场景图像数据中的表面对象，基于表面对象在空间坐标系中构建目标实体场景的初始三维场景；确定模块1103，用于获取目标实体场景中的实际距离参数值，根据实际距离参数值确定初始三维场景的尺寸信息；摆放模块1104，用于获取设备构建指令，根据设备构建指令确定应用于初始三维场景的设备模型以及相应的摆放位置；展示模块1105，用于根据摆放位置在初始三维场景中展示设备模型，进而生成具有设备构建效果的三维场景。

在一些实施例中，场景图像数据是使用具有传感装置的影像采集设备对目标实体场景进行影像采集得到的；场景图像数据中包括多个图像；以及，获取模块1101解析场景图像数据中的传感信息以生成场景图像数据对应的空间坐标系的步骤，包括：解析场景图像数据中的传感信息，得到场景图像数据中图像的相对位置信息以及图像对应的三维方向信息；根据相对位置信息和三维方向信息生成与场景图像数据对应的空间坐标系。

在一些实施例中，构建模块1102识别场景图像数据中的表面对象，基于表面对象在空间坐标系中构建目标实体场景的初始三维场景的步骤，包括：通过增强现实AR技术确定场景图像数据中各图像上的特征点，根据特征点识别出场景图像数据中的表面对象；基于与场景图像数据对应的空间坐标系，确定表面对象在空间坐标系中的位置；根据表面对象在空间坐标系中的位置构建表面对象的初始表面模型；通过非线性拟合技术优化初始表面模型，得到目标表面模型，进而根据目标表面模型构建目标实体场景的初始三维场景。

在一些实施例中，构建模块1102通过非线性拟合技术优化初始表面模型，得到目标表面模型的步骤，包括：在初始三维场景中创建与初始表面模型对应的网片对象；将网片对象贴合在相应的初始表面模型上，生成初始表面模型的标注信息；通过非线性拟合技术基于标注信息对初始表面模型进行拼接，得到目标表面模型。

在一些实施例中，确定模块1103获取目标实体场景中的实际距离参数值的步骤，包括：使用具有传感装置的影像采集设备对目标实体场景进行测距，获得目标实体场景中的实际距离参数值；和/或，获取目标实体场景的建筑设计数据，根据建筑设计数据确定目标实体场景中的实际距离参数值。

在一些实施例中，确定模块1103根据实际距离参数值确定初始三维场景的尺寸信息的步骤，包括：根据实际距离参数值确定空间坐标系中各坐标轴上的虚拟度量距离；根据各坐标轴上的虚拟度量距离确定初始三维场景的尺寸信息。

在一些实施例中，摆放模块1104获取设备构建指令，根据设备构建指令确定应用于初始三维场景的设备模型以及相应的摆放位置的步骤，包括：展示布局界面；响应于用户在布局界面进行的设备构建操作，生成设备构建指令；解析设备构建指令，得到设备模型以及相应的摆放位置。

在一些实施例中，展示模块1105根据摆放位置在初始三维场景中展示设备模型的步骤，包括：获取设备模型的实际模型尺寸，基于初始三维场景的尺寸信息和实际模型尺寸得到设备模型的展示尺寸；通过增强现实AR技术将具有展示尺寸的设备模型按照摆放位置放置于初始三维场景中；使用非线性拟合算法调整设备模型放置的坐标和/或方向，确定设备模型摆放的目标摆放位置；通过虚拟现实VR技术在初始三维场景中基于目标摆放位置展示具有展示尺寸的设备模型。

可见，通过实施图11所示的基于三维场景的布线装置，可以在虚拟三维场景中结合布线需求生成布线路径，以及计算出相应的布线长度，从而为实际场景中的布线方案提供充足且准确的数据支持。此外，上述基于三维场景的布线装置还可以基于虚拟三维场景，结合AR技术和SLAM技术实现虚拟测距。

所属技术领域的技术人员能够理解，本发明的各个方面可以实现为***、方法或程序产品。因此，本发明的各个方面可以具体实现为以下形式，即：完全的硬件实施方式、完全的软件实施方式(包括固件、微代码等)，或硬件和软件方面结合的实施方式，这里可以统称为“电路”、“模块”或“***”。

图12示出本公开实施例中一种基于三维场景的布线计算机设备的结构框图。需要说明的是，图示出的电子设备仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

下面参照图12来描述根据本发明的这种实施方式的电子设备1200。图12显示的电子设备1200仅仅是一个示例，不应对本发明实施例的功能和使用范围带来任何限制。

如图12所示，电子设备1200以通用计算设备的形式表现。电子设备1200的组件可以包括但不限于：上述至少一个处理单元1210、上述至少一个存储单元1220、连接不同***组件(包括存储单元1220和处理单元1210)的总线1230。

其中，所述存储单元存储有程序代码，所述程序代码可以被所述处理单元1210执行，使得所述处理单元1210执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本发明各种示例性实施方式的步骤。例如，所述处理单元1210可以执行如图2中所示的步骤S201，获取目标实体场景的场景图像数据，解析场景图像数据中的传感信息以生成与场景图像数据对应的空间坐标系；步骤S203，识别场景图像数据中的表面对象，基于表面对象在空间坐标系中构建目标实体场景的初始三维场景；步骤S205，获取目标实体场景中的实际距离参数值，根据实际距离参数值确定初始三维场景的尺寸信息；步骤S207，获取设备构建指令，根据设备构建指令确定应用于初始三维场景的设备模型以及相应的摆放位置；步骤S209，根据摆放位置在初始三维场景中展示设备模型，进而生成具有设备构建效果的三维场景。

存储单元1220可以包括易失性存储单元形式的可读介质，例如随机存取存储单元(RAM)12201和/或高速缓存存储单元12202，还可以进一步包括只读存储单元(ROM)12203。

存储单元1220还可以包括具有一组(至少一个)程序模块12205的程序/实用工具12204，这样的程序模块12205包括但不限于：操作***、一个或者多个应用程序、其它程序模块以及程序数据，这些示例中的每一个或某种组合中可能包括网络环境的实现。

总线1230可以为表示几类总线结构中的一种或多种，包括存储单元总线或者存储单元控制器、***总线、图形加速端口、处理单元或者使用多种总线结构中的任意总线结构的局域总线。

电子设备1200也可以与一个或多个外部设备1300(例如键盘、指向设备、蓝牙设备等)通信，还可与一个或者多个使得用户能与该电子设备1200交互的设备通信，和/或与使得该电子设备1200能与一个或多个其它计算设备进行通信的任何设备(例如路由器、调制解调器等等)通信。这种通信可以通过输入/输出(I/O)接口1250进行。并且，电子设备1200还可以通过网络适配器1260与一个或者多个网络(例如局域网(LAN)，广域网(WAN)和/或公共网络，例如因特网)通信。如图所示，网络适配器1260通过总线1230与电子设备1200的其它模块通信。应当明白，尽管图中未示出，可以结合电子设备1200使用其它硬件和/或软件模块，包括但不限于：微代码、设备驱动器、冗余处理单元、外部磁盘驱动阵列、RAID***、磁带驱动器以及数据备份存储***等。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、终端装置、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。

在本公开的示例性实施例中，还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有能够实现本说明书上述方法的程序产品。在一些可能的实施方式中，本发明的各个方面还可以实现为一种程序产品的形式，其包括程序代码，当所述程序产品在终端设备上运行时，所述程序代码用于使所述终端设备执行本说明书上述“示例性方法”部分中描述的根据本公开各种示例性实施方式的步骤。

根据本发明实施方式的用于实现上述方法的程序产品，其可以采用便携式紧凑盘只读存储器(CD-ROM)并包括程序代码，并可以在终端设备，例如个人电脑上运行。然而，本发明的程序产品不限于此，在本文件中，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***、装置或者器件使用或者与其结合使用。

所述程序产品可以采用一个或多个可读介质的任意组合。可读介质可以是可读信号介质或者可读存储介质。可读存储介质例如可以为但不限于电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的***、装置或器件，或者任意以上的组合。可读存储介质的更具体的例子(非穷举的列表)包括：具有一个或多个导线的电连接、便携式盘、硬盘、随机存取存储器(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。

计算机可读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，其中承载了可读程序代码。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。可读信号介质还可以是可读存储介质以外的任何可读介质，该可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行***、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。

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、有线、光缆、RF等等，或者上述的任意合适的组合。

可以以一种或多种程序设计语言的任意组合来编写用于执行本发明操作的程序代码，所述程序设计语言包括面向对象的程序设计语言—诸如Java、C++等，还包括常规的过程式程序设计语言—诸如“C”语言或类似的程序设计语言。程序代码可以完全地在用户计算设备上执行、部分地在用户设备上执行、作为一个独立的软件包执行、部分在用户计算设备上部分在远程计算设备上执行、或者完全在远程计算设备或服务器上执行。在涉及远程计算设备的情形中，远程计算设备可以通过任意种类的网络，包括局域网(LAN)或广域网(WAN)，连接到用户计算设备，或者，可以连接到外部计算设备(例如利用因特网服务提供商来通过因特网连接)。

应当注意，尽管在上文详细描述中提及了用于动作执行的设备的若干模块或者单元，但是这种划分并非强制性的。实际上，根据本公开的实施方式，上文描述的两个或更多模块或者单元的特征和功能可以在一个模块或者单元中具体化。反之，上文描述的一个模块或者单元的特征和功能可以进一步划分为由多个模块或者单元来具体化。

此外，尽管在附图中以特定顺序描述了本公开中方法的各个步骤，但是，这并非要求或者暗示必须按照该特定顺序来执行这些步骤，或是必须执行全部所示的步骤才能实现期望的结果。附加的或备选的，可以省略某些步骤，将多个步骤合并为一个步骤执行，以及/或者将一个步骤分解为多个步骤执行等。

通过以上的实施方式的描述，本领域的技术人员易于理解，这里描述的示例实施方式可以通过软件实现，也可以通过软件结合必要的硬件的方式来实现。因此，根据本公开实施方式的技术方案可以以软件产品的形式体现出来，该软件产品可以存储在一个非易失性存储介质(可以是CD-ROM，U盘，移动硬盘等)中或网络上，包括若干指令以使得一台计算设备(可以是个人计算机、服务器、移动终端、或者网络设备等)执行根据本公开实施方式的方法。

本领域技术人员在考虑说明书及实践这里公开的发明后，将容易想到本公开的其它实施方案。本申请旨在涵盖本公开的任何变型、用途或者适应性变化，这些变型、用途或者适应性变化遵循本公开的一般性原理并包括本公开未公开的本技术领域中的公知常识或惯用技术手段。说明书和实施例仅被视为示例性的，本公开的真正范围和精神由所附的权利要求指出。

Claims (11)

1.一种三维场景构建方法，其特征在于，包括：

获取目标实体场景的场景图像数据，解析所述场景图像数据中的传感信息以生成与所述场景图像数据对应的空间坐标系；

识别所述场景图像数据中的表面对象，基于所述表面对象在所述空间坐标系中构建所述目标实体场景的初始三维场景；

获取所述目标实体场景中的实际距离参数值，根据所述实际距离参数值确定所述初始三维场景的尺寸信息；

获取设备构建指令，根据所述设备构建指令确定应用于所述初始三维场景的设备模型以及相应的摆放位置；

根据所述摆放位置在所述初始三维场景中展示所述设备模型，进而生成具有设备构建效果的三维场景。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述场景图像数据是使用具有传感装置的影像采集设备对所述目标实体场景进行影像采集得到的；所述场景图像数据中包括多个图像；以及，

所述解析所述场景图像数据中的传感信息以生成所述场景图像数据对应的空间坐标系的步骤，包括：

解析所述场景图像数据中的传感信息，得到所述场景图像数据中图像的相对位置信息以及所述图像对应的三维方向信息；

根据所述相对位置信息和所述三维方向信息生成与所述场景图像数据对应的空间坐标系。

3.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述识别所述场景图像数据中的表面对象，基于所述表面对象在所述空间坐标系中构建所述目标实体场景的初始三维场景的步骤，包括：

通过增强现实AR技术确定所述场景图像数据中各图像上的特征点，根据所述特征点识别出所述场景图像数据中的表面对象；

基于所述与所述场景图像数据对应的空间坐标系，确定所述表面对象在所述空间坐标系中的位置；

根据所述表面对象在所述空间坐标系中的位置构建所述表面对象的初始表面模型；

通过非线性拟合技术优化所述初始表面模型，得到目标表面模型，进而根据所述目标表面模型构建所述目标实体场景的初始三维场景。

4.根据权利要求3所述的方法，其特征在于，所述通过非线性拟合技术优化所述初始表面模型，得到目标表面模型的步骤，包括：

在所述初始三维场景中创建与所述初始表面模型对应的网片对象；

将所述网片对象贴合在相应的初始表面模型上，生成所述初始表面模型的标注信息；

通过非线性拟合技术基于所述标注信息对所述初始表面模型进行拼接，得到所述目标表面模型。

5.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取所述目标实体场景中的实际距离参数值的步骤，包括：

使用具有传感装置的影像采集设备对所述目标实体场景进行测距，获得所述目标实体场景中的实际距离参数值；和/或，

获取所述目标实体场景的建筑设计数据，根据所述建筑设计数据确定所述目标实体场景中的实际距离参数值。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述实际距离参数值确定所述初始三维场景的尺寸信息的步骤，包括：

根据所述实际距离参数值确定所述空间坐标系中各坐标轴上的虚拟度量距离；

根据所述各坐标轴上的虚拟度量距离确定所述初始三维场景的尺寸信息。

7.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述获取设备构建指令，根据所述设备构建指令确定应用于所述初始三维场景的设备模型以及相应的摆放位置的步骤，包括：

展示布局界面；

响应于用户在所述布局界面进行的设备构建操作，生成所述设备构建指令；

解析所述设备构建指令，得到所述设备模型以及相应的摆放位置。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述根据所述摆放位置在所述初始三维场景中展示所述设备模型的步骤，包括：

获取所述设备模型的实际模型尺寸，基于所述初始三维场景的尺寸信息和所述实际模型尺寸得到所述设备模型的展示尺寸；

通过增强现实AR技术将具有所述展示尺寸的所述设备模型按照所述摆放位置放置于所述初始三维场景中；

使用非线性拟合算法调整所述设备模型放置的坐标和/或方向，确定所述设备模型摆放的目标摆放位置；

通过虚拟现实VR技术在所述初始三维场景中基于所述目标摆放位置展示具有所述展示尺寸的所述设备模型。

9.一种三维场景构建装置，其特征在于，包括：

获取模块，用于获取目标实体场景的场景图像数据，解析所述场景图像数据中的传感信息以生成与所述场景图像数据对应的空间坐标系；

构建模块，用于识别所述场景图像数据中的表面对象，基于所述表面对象在所述空间坐标系中构建所述目标实体场景的初始三维场景；

确定模块，用于获取所述目标实体场景中的实际距离参数值，根据所述实际距离参数值确定所述初始三维场景的尺寸信息；

摆放模块，用于获取设备构建指令，根据所述设备构建指令确定应用于所述初始三维场景的设备模型以及相应的摆放位置；

展示模块，用于根据所述摆放位置在所述初始三维场景中展示所述设备模型，进而生成具有设备构建效果的三维场景。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述程序被处理器执行时实现如权利要求1至8任一项所述的三维场景构建方法。

11.一种电子设备，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时，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求1至8任一项所述的三维场景构建方法。

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