CN116758250B - 三维构建园区虚拟场景可视化方法、装置及*** - Google Patents

Abstract

本发明公开了三维构建园区虚拟场景可视化方法、装置及***，本发明涉及场景构建技术领域，解决了内部的模型精准度并未进行校验以及每组画面的缩放比例均处于一致状态的问题，本发明通过对三维场景内的建筑模型优先进行高度分析，采用确定对应模型两端中心点的方式，确认属于同一类型的建筑模型的高度是否一致，并根据确认结果，对建筑模型进行修正，后续，再进行偏移角度分析，根据所确认的顶点以及边线边点，确认待分析三角线段，后续，再结合二维坐标系，确认边线线段的趋势k值，后续，根据k值集合的比对，便可确认出存在角度异常的建筑模型，此种确认方式，方便快捷，且准确度高。

Description

三维构建园区虚拟场景可视化方法、装置及***

技术领域

本发明涉及场景构建技术领域，具体为三维构建园区虚拟场景可视化方法、装置及***。

背景技术

三维建模，是利用制图软件建立空间模型的过程；

专利公告号为CN108307183A的申请涉及电影或广告场景拍摄技术领域，尤其是涉及一种虚拟场景可视化方法及***，该方法包括，预先3D建模在计算机中建立预设的虚拟场景；将三维立体摄像机与计算机连接，通过三维立体摄像机拍摄人体模型，将人体模型扫描导入计算机内；将动态捕捉***与计算机连接，通过计算机检测运动捕捉***中的捕捉装备，将捕捉装备穿在人体的关节处；通过动态捕捉***对演员的动作捕捉通过计算机内的人体模型呈现在所述虚拟场景内，以使完成电影或广告的虚拟场景拍摄，与现有技术相比，只需通过在计算机内建虚拟场景，通过动态捕捉***进行演员的动作捕捉，通过人体模型呈现在虚拟场景内，减少了实景拍摄的投资，降低了电影或广告的制作成本。

三维场景在进行园区构建过程中，一般需要根据对应的三维场景数据进行模型构建，完成构建后，便直接投入使用，其内部的模型精准度并未进行校验，导致对应的模型是否存在些许问题并不清楚，且后续进行正常使用时，因每组画面的缩放比例均处于一致状态，会影响参与人员的观测体验。

发明内容

针对现有技术的不足，本发明提供了三维构建园区虚拟场景可视化方法、装置及***，解决了内部的模型精准度并未进行校验以及每组画面的缩放比例均处于一致状态的问题。

为实现以上目的，本发明通过以下技术方案予以实现：三维构建园区虚拟场景可视化***，包括：

数据输入端，用于对园区的可视化数据进行输入确认，并将所确认的可视化数据传输至园区场景构建端内；

园区场景构建端，对所输入的可视化数据进行接收，并根据所接收的可视化数据，构建对应园区的三维场景，并将所构建的三维场景优先传输至校验终端内；

所述校验终端内部的高度分析单元，对三维场景内不同的建筑模型进行确认，并将属于同一类型的建筑模型进行校验分析，具体方式为：

将三维场景内属于同一类型的建筑模型进行确认，再将所确认的属于同一类型的建筑模型标记为待分析模型集合；

从对应的待分析模型确认顶部中心点，再确认属于待分析模型的底部中心点，确认两个点位之间的距离参数，并将其标记为J_i，其中i代表不同的待分析模型；

将若干组距离参数J_i进行组合分析，判定是否为同一数值，若均一致，则生成角度校验信号，传输至角度校验单元内，若不一致，则生成错误信号，传输至外部显示端内；

角度校验单元，根据角度校验信号，对待分析模型集合进行偏移角度分析，根据具体分析结果，判定对应的待分析模型是否存在偏移情况，具体方式为：

对角度校验信号进行接收，对待分析模型进行侧向分析识别，确认对应待分析模型的侧视图，再从侧视图内确认待分析模型上端的最顶端位置，并确定顶点，后续，再从侧视图内确认位于顶点下端两侧的边点，将三个点位进行连接，确认属于此待分析模型的待分析三角线段；

将待分析三角线段与二维坐标系进行结合，从而确认此待分析三角线段的顶点坐标参数，再分别确认两个边点的坐标参数，将顶点坐标参数与边点坐标参数确认两点连线的一次方程，获取内部的K值，再采用相同的方式，根据顶点坐标参数与另一边点坐标参数确认两点连线的一次方程，并获取内部的K值，将两组K值进行组合，得到属于此待分析模型的K值集合（K1，K2）；

将属于同一待分析模型集合的若干组K值集合进行比对，分析数值是否一致，将数值不一致的待分析模型标记为异常模型，并直接传输至外部终端内，及时进行修正，并将修正后的三维场景重新传输至园区场景构建端内；

可视化VR端，为外部的可视化佩戴使用设备，用于外部人员体验虚拟场景，并根据实际使用数据传输至体验终端内；

体验终端内部的点位确认单元，对修正完毕后的三维场景进行提取，并确认参与人员的初始位置，后续根据画面比例，确认缩放参数包，具体方式为：

优先根据实际使用数据，确认参与人员的初始位置，确认此参与人员的初始点位以及目测方向，初始点位确认后，根据拟定的半径参数X1，进行周边辐射确认周边辐射圈，确认属于此参与人员的缩放范围，其中X1为预设值；

再根据所确认的目测方向，根据辐射弧长Y1确认目测范围圈，其目测范围圈的辐射弧长Y1为预设值；

将目测范围圈以及周边辐射圈的重合区域标记为缩放区域，再确认属于缩放区域的建筑模型，从所确认的初始点以及目测方向，确认对应人员相对于建筑模型所能目测的面积参数，并将面积参数标记为MJ_t-q，其中t代表不同的建筑模型，q代表不同建筑模型的待目测面；

将面积参数MJ_t-q与预设参数Y2进行比对，其中Y2的具体取值由操作人员根据经验拟定，当MJ_t-q≥Y2时，使用第一缩放参数包，反之，使用第二缩放参数包，将对应的标记t-q与对应的缩放参数包进行捆绑，传输至画面缩放单元内；

画面缩放单元，根据参与人员的具体走向以及行径速度，对所观测的画面进行等比例缩放，其中进行等比例缩放的参数，由对应的缩放参数包进行提供。

优选的，三维构建园区虚拟场景可视化方法，包括以下步骤：

S1、优先根据所输入的可视化数据，构建三维场景，再对所构建的三维场景进行分析校验，优先进行高度数值校验，分析三维场景内对应建筑模型是否高度一致，若一致，则进行后续的角度校验，若不一致，直接生成错误信号，展示于外部显示端内，及时修正；

S2、对属于同一模型的顶点进行确认，再确认对应的边点，从而构建对应的待分析三角线段，后续，将不同的待分析三角线段与二维坐标系进行结合，确认两边边线的趋势参数K，后续，根据K值集合，确认存在异常的建筑模型，并及时进行修正；

S3、将修正后的三维场景进行实际应用，确认参与人员的初始位置以及目测方向，并构建对应的周边辐射圈以及目测范围圈，将两组圆圈进行结合，确认缩放区域；

S4、对缩放区域内所存在的建筑模型进行确认，从而确认处目测面积，根据目测面积的不同，选取不同的缩放参数包，后续，根据所选取的缩放参数包，对移动过程中所观测的画面进行等比例缩放，提升参与人员的真实感受。

优选的，三维构建园区虚拟场景可视化装置，包括数据输入器，用于输入构建三维场景的可视化数据；

还包括至少两组数值分析模块，一组数值分析模块用于分析建筑模型的高度数值是否一致，另一组数值分析模块用于分析建筑模型是否发生偏移；

还包括等比例缩放模块，对缩放区域内所存在的建筑模型进行确认，从而确认处目测面积，根据目测面积的不同，选取不同的缩放参数包，后续，根据所选取的缩放参数包，对移动过程中所观测的画面进行等比例缩放。

本发明提供了三维构建园区虚拟场景可视化方法、装置及***。与现有技术相比具备以下有益效果：

本发明通过对三维场景内的建筑模型优先进行高度分析，采用确定对应模型两端中心点的方式，确认属于同一类型的建筑模型的高度是否一致，并根据确认结果，对建筑模型进行修正，后续，再进行偏移角度分析，根据所确认的顶点以及边线边点，确认待分析三角线段，后续，再结合二维坐标系，确认边线线段的趋势k值，后续，根据k值集合的比对，便可确认出存在角度异常的建筑模型，此种确认方式，方便快捷，且准确度高；

后续，再对三维场景内参与人员的位置进行确认，再根据所确认的位置以及目测方向，确认缩放区域，后续再根据目测的具体面积参数，确认对应的缩放比例参数，并对观测画面进行实时缩放，以此提升参与人员的参与体验，提升参与人员的真实感受。

附图说明

图1为本发明原理框架示意图；

图2为本发明参与人员目测示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

实施例一

请参阅图1，本申请提供了三维构建园区虚拟场景可视化***，包括数据输入端、可视化VR端以及园区场景分析中心，所述数据输入端以及可视化VR端均与园区场景分析中心输入端电性连接；

所述园区场景分析中心包括园区场景构建端、校验终端、体验终端以及信号生成单元，所述校验终端包括高度分析单元以及角度校验单元，所述高度分析单元与角度校验单元输入端电性连接，所述园区场景构建端与体验终端输入端电性连接，所述体验终端包括点位确认单元以及画面缩放单元，其中点位确认单元与画面缩放单元输入端电性连接，所述校验终端与信号生成单元输入端电性连接；

所述数据输入端，用于对园区的可视化数据进行输入确认，并将所确认的可视化数据传输至园区场景构建端内，具体的，在进行三维场景构建时，一般需人为输入指定的场景构建数据，根据所输入的场景构建数据，此园区场景分析中心便可自行构建对应的三维场景；

所述园区场景构建端，对所输入的可视化数据进行接收，并根据所接收的可视化数据，构建对应园区的三维场景，并将所构建的三维场景优先传输至校验终端内；

所述校验终端内部的高度分析单元，对三维场景内不同的建筑模型进行确认，并将属于同一类型的建筑模型进行校验分析，判定同一类型的建筑模型是否高度一致，若一致，则进行角度校验，若不一致，则直接生成错误信号，传输至外部显示端内，及时对三维场景进行修正，其中，进行校验分析的具体方式为：

将三维场景内属于同一类型的建筑模型进行确认，其中，同一类型的建筑模型所使用的可视化数据相同，故可以通过相同的可视化数据确认同一建筑模型，再将所确认的属于同一类型的建筑模型标记为待分析模型集合；

从对应的待分析模型确认顶部中心点，再确认属于待分析模型的底部中心点，确认两个点位之间的距离参数，并将其标记为J_i，其中i代表不同的待分析模型；

将若干组距离参数J_i进行组合分析，判定是否为同一数值，若均一致，则生成角度校验信号，传输至角度校验单元内，若不一致，则生成错误信号，传输至外部显示端内，具体的，同一类型的建筑模型内，其高度参数应该为同等数值，若存在不等情况，则代表此建筑模型在构建过程中，存在偏差，需及时进行调整，对三维场景进行修正。

所述角度校验单元，根据角度校验信号，对待分析模型集合进行偏移角度分析，根据具体分析结果，判定对应的待分析模型是否存在偏移情况，其中，进行偏移角度分析的具体方式为：

对角度校验信号进行接收，对待分析模型进行侧向分析识别，确认对应待分析模型的侧视图，再从侧视图内确认待分析模型上端的最顶端位置，并确定顶点，后续，再从侧视图内确认位于顶点下端两侧的边点，将三个点位进行连接，确认属于此待分析模型的待分析三角线段；

将待分析三角线段与二维坐标系进行结合，从而确认此待分析三角线段的顶点坐标参数，再分别确认两个边点的坐标参数，将顶点坐标参数与边点坐标参数确认两点连线的一次方程，获取内部的K值，再采用相同的方式，根据顶点坐标参数与另一边点坐标参数确认两点连线的一次方程，并获取内部的K值，将两组K值进行组合，得到属于此待分析模型的K值集合（K1，K2），为了便于区分，故分别标记为K1以及K2；

将属于同一待分析模型集合的若干组K值集合进行比对，分析数值是否一致，将数值不一致的待分析模型标记为异常模型，并直接传输至外部终端内，及时进行修正，并将修正后的三维场景重新传输至园区场景构建端内；

具体的，首先，确认待分析三角线段时，根据相同模型内部的相同点位，确认对应的三角线段，再将三角线段进行平移，确认对应的点位坐标，在平移过程中，点位坐标虽不一致，但其具体走向以及k值肯定一致，同理，若对应的三角线段为倾斜状时，其产生的k值便不一致，k值不一致时，便代表对应的模型存在倾斜，便需要及时进行修正并处理，确保三维场景的真实性；

所述可视化VR端，为外部的可视化佩戴使用设备，用于外部人员体验虚拟场景，并根据实际使用数据传输至体验终端内；

所述体验终端内部的点位确认单元，对修正完毕后的三维场景进行提取，并确认参与人员的初始位置，后续根据画面比例，确认缩放参数包，其中，每个不同模型不同画面缩放参数的具体确定方式为：

优先根据实际使用数据，确认参与人员的初始位置，确认此参与人员的初始点位以及目测方向，初始点位确认后，根据拟定的半径参数X1，进行周边辐射确认周边辐射圈，确认属于此参与人员的缩放范围，其中X1为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定，且X1一般取值20m；

再根据所确认的目测方向，根据辐射弧长Y1确认目测范围圈，其目测范围圈的辐射弧长Y1为预设值，其具体取值由操作人员根据经验拟定；

将目测范围圈以及周边辐射圈的重合区域标记为缩放区域，再确认属于缩放区域的建筑模型，从所确认的初始点以及目测方向，确认对应人员相对于建筑模型所能目测的面积参数，并将面积参数标记为MJ_t-q，其中t代表不同的建筑模型，q代表不同建筑模型的待目测面，便就是参与人员所能看到的展示面，因建筑模型处于固定状态，因角度不同，故参与人员所能看到的展示面的面积是不同的；

将面积参数MJ_t-q与预设参数Y2进行比对，其中Y2的具体取值由操作人员根据经验拟定，当MJ_t-q≥Y2时，使用第一缩放参数包，反之，使用第二缩放参数包，将对应的标记t-q与对应的缩放参数包进行捆绑，传输至画面缩放单元内，其中，不同的缩放参数包内部的执行参数均不同，均由操作人员提前拟定；

所述画面缩放单元，根据参与人员的具体走向以及行径速度，对所观测的画面进行等比例缩放，其中进行等比例缩放的参数，由对应的缩放参数包进行提供；

其中，点位确认单元以及画面缩放单元为同时执行的，因参与人员的目测方向随时改变且行径速度随时改变，故观测的对应面积参数也会进行实时改变，根据实时改变的面积参数，实时生成对应的缩放参数包，并进行实时缩放，以此提升参与人员的参与体验，提升参与人员的真实感受；

实施例二

本实施例在具体实时过程中，其具体区别在于：

三维构建园区虚拟场景可视化方法，包括以下步骤：

S1、优先根据所输入的可视化数据，构建三维场景，再对所构建的三维场景进行分析校验，优先进行高度数值校验，分析三维场景内对应建筑模型是否高度一致，若一致，则进行后续的角度校验，若不一致，直接生成错误信号，展示于外部显示端内，及时修正；

S2、对属于同一模型的顶点进行确认，再确认对应的边点，从而构建对应的待分析三角线段，后续，将不同的待分析三角线段与二维坐标系进行结合，确认两边边线的趋势参数K，后续，根据K值集合，确认存在异常的建筑模型，并及时进行修正；

S3、将修正后的三维场景进行实际应用，确认参与人员的初始位置以及目测方向，并构建对应的周边辐射圈以及目测范围圈，将两组圆圈进行结合，确认缩放区域；

S4、对缩放区域内所存在的建筑模型进行确认，从而确认处目测面积，根据目测面积的不同，选取不同的缩放参数包，后续，根据所选取的缩放参数包，对移动过程中所观测的画面进行等比例缩放，提升参与人员的真实感受。

实施例三

本实施例在具体实施过程中，其具体区别在于：

三维构建园区虚拟场景可视化装置，包括数据输入器，用于输入构建三维场景的可视化数据；

还包括至少两组数值分析模块，一组数值分析模块用于分析建筑模型的高度数值是否一致，另一组数值分析模块用于分析建筑模型是否发生偏移；

还包括等比例缩放模块，对缩放区域内所存在的建筑模型进行确认，从而确认处目测面积，根据目测面积的不同，选取不同的缩放参数包，后续，根据所选取的缩放参数包，对移动过程中所观测的画面进行等比例缩放。

实施例四

本实施例在具体实施过程中，包含上述三组实施例的全部实施过程。

上述公式中的部分数据均是去其纲量进行数值计算，同时本说明书中未作详细描述的内容均属于本领域技术人员公知的现有技术。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方法而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方法进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方法的精神和范围。

Claims (6)

1.三维构建园区虚拟场景可视化***，其特征在于，包括：

数据输入端，用于对园区的可视化数据进行输入确认，并将所确认的可视化数据传输至园区场景构建端内；

园区场景构建端，对所输入的可视化数据进行接收，并根据所接收的可视化数据，构建对应园区的三维场景，并将所构建的三维场景优先传输至校验终端内；

所述校验终端内部的高度分析单元，对三维场景内不同的建筑模型进行确认，并将属于同一类型的建筑模型进行校验分析，判定同一类型的建筑模型是否高度一致，若一致，则执行角度校验单元，若不一致，则直接生成错误信号；

角度校验单元，根据角度校验信号，对待分析模型集合进行偏移角度分析，根据具体分析结果，判定对应的待分析模型是否存在偏移情况；

可视化VR端，为外部的可视化佩戴使用设备，用于外部人员体验虚拟场景，并根据实际使用数据传输至体验终端内；

体验终端内部的点位确认单元，对修正完毕后的三维场景进行提取，并确认参与人员的初始位置，后续根据画面比例，确认缩放参数包；

画面缩放单元，根据参与人员的具体走向以及行径速度，对所观测的画面进行等比例缩放，其中进行等比例缩放的参数，由对应的缩放参数包进行提供。

2.根据权利要求1所述的三维构建园区虚拟场景可视化***，其特征在于，所述高度分析单元，判定同一类型的建筑模型高度是否一致的具体方式为：

将三维场景内属于同一类型的建筑模型进行确认，再将所确认的属于同一类型的建筑模型标记为待分析模型集合；

从对应的待分析模型确认顶部中心点，再确认属于待分析模型的底部中心点，确认两个点位之间的距离参数，并将其标记为J_i，其中i代表不同的待分析模型；

将若干组距离参数J_i进行组合分析，判定是否为同一数值，若均一致，则生成角度校验信号，传输至角度校验单元内，若不一致，则生成错误信号，传输至外部显示端内。

3.根据权利要求2所述的三维构建园区虚拟场景可视化***，其特征在于，所述角度校验单元，进行偏移角度分析的具体方式为：

对角度校验信号进行接收，对待分析模型进行侧向分析识别，确认对应待分析模型的侧视图，再从侧视图内确认待分析模型上端的最顶端位置，并确定顶点，后续，再从侧视图内确认位于顶点下端两侧的边点，将三个点位进行连接，确认属于此待分析模型的待分析三角线段；

将待分析三角线段与二维坐标系进行结合，从而确认此待分析三角线段的顶点坐标参数，再分别确认两个边点的坐标参数，将顶点坐标参数与边点坐标参数确认两点连线的一次方程，获取内部的K值，再采用相同的方式，根据顶点坐标参数与另一边点坐标参数确认两点连线的一次方程，并获取内部的K值，将两组K值进行组合，得到属于此待分析模型的K值集合（K1，K2）；

将属于同一待分析模型集合的若干组K值集合进行比对，分析数值是否一致，将数值不一致的待分析模型标记为异常模型，并直接传输至外部终端内，及时进行修正，并将修正后的三维场景重新传输至园区场景构建端内。

4.根据权利要求1所述的三维构建园区虚拟场景可视化***，其特征在于，所述点位确认单元，确认缩放参数包的具体方式为：

优先根据实际使用数据，确认参与人员的初始位置，确认此参与人员的初始点位以及目测方向，初始点位确认后，根据拟定的半径参数X1，进行周边辐射确认周边辐射圈，确认属于此参与人员的缩放范围，其中X1为预设值；

再根据所确认的目测方向，根据辐射弧长Y1确认目测范围圈，其目测范围圈的辐射弧长Y1为预设值；

将目测范围圈以及周边辐射圈的重合区域标记为缩放区域，再确认属于缩放区域的建筑模型，从所确认的初始点以及目测方向，确认对应人员相对于建筑模型所能目测的面积参数，并将面积参数标记为MJ_t-q，其中t代表不同的建筑模型，q代表不同建筑模型的待目测面；

将面积参数MJ_t-q与预设参数Y2进行比对，其中Y2的具体取值由操作人员根据经验拟定，当MJ_t-q≥Y2时，使用第一缩放参数包，反之，使用第二缩放参数包，将对应的标记t-q与对应的缩放参数包进行捆绑，传输至画面缩放单元内。

5.三维构建园区虚拟场景可视化方法，基于权利要求1-4任一项所述的三维构建园区虚拟场景可视化***运行，其特征在于，包括以下步骤：

S1、优先根据所输入的可视化数据，构建三维场景，再对所构建的三维场景进行分析校验，优先进行高度数值校验，分析三维场景内对应建筑模型是否高度一致，若一致，则进行后续的角度校验，若不一致，直接生成错误信号，展示于外部显示端内，及时修正；

S2、对属于同一模型的顶点进行确认，再确认对应的边点，从而构建对应的待分析三角线段，后续，将不同的待分析三角线段与二维坐标系进行结合，确认两边边线的趋势参数K，后续，根据K值集合，确认存在异常的建筑模型，并及时进行修正；

S3、将修正后的三维场景进行实际应用，确认参与人员的初始位置以及目测方向，并构建对应的周边辐射圈以及目测范围圈，将两组圆圈进行结合，确认缩放区域；

S4、对缩放区域内所存在的建筑模型进行确认，从而确认处目测面积，根据目测面积的不同，选取不同的缩放参数包，后续，根据所选取的缩放参数包，对移动过程中所观测的画面进行等比例缩放，提升参与人员的真实感受。

6.三维构建园区虚拟场景可视化装置，基于权利要求1-4任一项所述的三维构建园区虚拟场景可视化***运行，其特征在于，包括数据输入器，用于输入构建三维场景的可视化数据；

还包括至少两组数值分析模块，一组数值分析模块用于分析建筑模型的高度数值是否一致，另一组数值分析模块用于分析建筑模型是否发生偏移；

还包括等比例缩放模块，对缩放区域内所存在的建筑模型进行确认，从而确认处目测面积，根据目测面积的不同，选取不同的缩放参数包，后续，根据所选取的缩放参数包，对移动过程中所观测的画面进行等比例缩放。