本发明涉及三维建模,尤其涉及一种三维建模方法。
背景技术:
1、随着技术的进步、计算能力的提升、软件工具的创新以及跨学科应用的需求,共同推进了三维建模的发展,其中,采集实体模型数据在虚拟空间渲染过程中,需要综合考虑数据采集的精度、处理算法的效率、渲染技术的质量以及最终应用的需求,自动化和智能化的工具正在不断简化这一过程,使得三维建模和渲染变得更加高效和易于操作。
2、中国专利公开号:cn109978758a,公开了一种基于计算机图形图像的三维建模方法,包括:选取7-10名工作人员用相机对需要三维建模的物体进行多角度拍照,多个工作人员对需要三维建模的物体进行信息采集,且每隔40度对物体进行一次拍照,保证在相邻的照片中能够找到待建模物体同一个特征,通过计算机将得到的图片进行处理、计算二维图形的坐标以及结合超声波扫描仪得到的相关数据,再将航拍仪拍摄的待三维建模物体俯视图数据与之前的数据结合使用得到物体的三维图形。
3、但是,现有技术中还存在以下问题,对物体采集点云数据时,会受到环境因素的影响,例如噪声、振动,导致所采集数据的准确性降低以及数据完整性受损,进而,影响三维建模的过程,降低三维建模的精度和质量,同时,未考虑到同一区域内,不同物体的复杂度不同,对于点云数据的需求量不同,未针对性地分配算力资源,导致算力资源分配的不合理以及资源浪费。
技术实现思路
1、为此,本发明提供一种三维建模方法,用以克服现有技术中环境振动对所采集的点云数据精度和完整性的影响以及三维建模过程中算力资源分配的不合理以及资源浪费的问题。
2、为实现上述目的,本发明提供一种三维建模方法,其包括:
3、步骤s1,控制采集端移动获取实际场景内各区域物体的初步建模数据以及环境数据,所述初步建模数据包括针对物体以预设低点云间隔标准获取的表面点云数据,所述环境数据包括物体设置区域的振动幅值以及振动频率;
4、步骤s2,依据所述初步建模数据确定物体表面的框架区域以及框架区域参数,根据所述框架区域参数结合所述环境数据计算针对所述物体的环境干涉建模表征参量,划分所述物体的环境干涉建模复杂类别;
5、步骤s3,根据所述物体的环境干涉建模复杂类别,调整建模数据获取方式并在虚拟空间中构建所述物体的三维模型,包括,
6、控制采集端以预设高点云间隔标准扫描物体表面区域的点云数据,扫描时依据物体表面各局部区域的框架区域参数确定特异区域,调整针对特异区域的扫描频率,以基于环境干涉建模表征参量调整建模参量后在虚拟空间中以对应建模参量构建所述物体的三维模型;
7、或,依据环境干涉建模表征参量调整点云间隔,以对应点云间隔扫描物体表面区域的点云数据,在虚拟空间中构建所述物体的三维模型。
8、进一步地,所述步骤s2中,依据所述初步建模数据确定物体各表面区域的框架区域以及框架区域参数包括,
9、依据初步建模数据确定物体表面各局部区域的平面曲率;
10、将平面曲率大于预定平面曲率阈值的局部区域确定为框架区域;
11、将框架区域数量以及框架区域平均平面曲率确定为框架区域参数。
12、进一步地,所述步骤s2中,按照公式(1)计算针对所述物体的环境干涉建模表征参量,
13、
14、公式(1)中,h表示环境干涉建模表征参量,n表示框架区域数量,n0表示预设的框架区域数量标准阈值,s表示框架区域平均平面曲率,s0表示预设的框架区域平均平面曲率标准阈值,a表示物体设置区域的振动幅值,a0表示预设的物体设置区域的振动幅值标准阈值,f表示物体设置区域的振动频率,f0表示预设的物体设置区域的振动频率标准阈值。
15、进一步地,所述步骤s2中,划分所述物体的环境干涉建模复杂类别包括,
16、若环境干涉建模表征参量大于或等于预设的环境干涉建模表征标准阈值,则判定所述环境干涉建模复杂类别为环境干涉建模高复杂类别;
17、若环境干涉建模表征参量小于预设的环境干涉建模表征标准阈值,则判定所述环境干涉建模复杂类别为环境干涉建模低复杂类别。
18、进一步地,所述步骤s3中,调整建模数据获取方式并在虚拟空间中构建所述物体的三维模型包括,
19、若所述环境干涉建模复杂类别为环境干涉建模高复杂类别,则控制采集端以预设高点云间隔标准扫描物体表面区域的点云数据,扫描时依据物体表面各局部区域的框架区域确定特异区域,调整针对特异区域的扫描频率,以基于环境干涉建模表征参量调整建模参量后在虚拟空间中以对应渲染参量构建所述物体的三维模型;
20、若所述环境干涉建模复杂类别为环境干涉建模低复杂类别,则依据环境干涉建模表征参量调整点云间隔,以对应点云间隔扫描物体表面区域的点云数据,在虚拟空间中构建所述物体的三维模型。
21、进一步地,所述步骤s3中,扫描时依据物体表面各局部区域的框架区域参数确定特异区域,
22、若框架区域数量大于预设的框架区域数量标准阈值且框架区域平均平面曲率大于预设的框架区域平均平面曲率标准阈值,则判定所述局部区域为特异区域。
23、进一步地,所述步骤s3中,调整针对特异区域的扫描频率包括,
24、增加针对特异区域的扫描频率,增加量与框架区域数量呈正相关。
25、进一步地,所述步骤s3中,基于环境干涉建模表征参量调整建模参量包括,
26、调整后的建模参量与所述环境干涉建模表征参量呈正相关;
27、其中,所述建模参量包括网格数量以及纹理分辨率。
28、进一步地,所述步骤s3中,依据环境干涉建模表征参量调整点云间隔包括,
29、调整后点云间隔的距离与所述环境干涉建模表征参量呈负相关。
30、进一步地,所述步骤s1中,移动获取实际场景内各区域物体的环境数据的过程包括,
31、确定所述物体设置区域内的关键点;
32、采集关键点的振动幅值以及振动频率;
33、其中,关键点与物体底面边缘轮廓的距离需小于预定距离阈值。
34、与现有技术相比,本发明通过控制采集端移动获取实际场景内各区域物体的初步建模数据以及环境数据,依据初步建模数据确定物体表面的框架区域以及框架区域参数,根据框架区域参数结合环境数据计算针对物体的环境干涉建模表征参量,划分物体的环境干涉建模复杂类别,以适应性地调整建模数据获取方式并在虚拟空间中构建物体的三维模型,进而,减少环境因素对所采集建模数据质量的影响,提高所获取的建模数据的可靠性,同时,良好地适应场景变化,合理分配算力资源,降低算力资源的浪费。
35、尤其,本发明通过框架区域参数结合环境数据计算针对物体的环境干涉建模表征参量,在采集端移动至实际场景内不同区域时,物体的形态特征不同,且不同区域内环境影响不同,进而,本发明通过以较低点云间隔标准获取表面点云数据,以较小数据量分析物体的形态特征,通过物体的框架区域参数表征物体的复杂情况以及细节特征的多少,在实际情况中,物体框架区域参数越大,物体的细节特征越多,体现对应特征所需的点云数据量不同,尤其是在环境数据干涉下,振动频率越高意味着采集进程越不稳定,会放大上述因素的影响,进而,通过框架区域参数结合环境数据计算环境干涉建模表征参量,表征环境影响下各物体的建模复杂情况,为后续划分物体的环境干涉建模复杂类别提供数据支持,进而,便于后续适应性地调整建模数据获取方式并在虚拟空间中构建物体的三维模型,进而,减少环境因素对所采集建模数据质量的影响,提高所获取的建模数据的可靠性,同时,良好地适应场景变化,合理分配算力资源,降低算力资源的浪费。
36、尤其,本发明通过物体表面各局部区域的框架区域参数确定特异区域,在实际情况中,局部物体的复杂度越高,代表该物体的结构具有更多的细节,对点云数据的需求量更高,以确保物体的细节都能够被精确地捕捉和再现,因此,本技术通过局部区域的框架区域参数确定特异区域,针对特异区域调整对其的扫描频率,保证在采集端持续移动构建三维模型的过程中减少移动、环境因素以及物体本身的形态差异对三维模型采集过程的影响,同时,基于环境干涉建模表征参量调整建模参量后在虚拟空间中以对应建模参量构建物体的三维模型,保持在虚拟空间中持续建模的顺畅性,灵活分配算力资源,进而,减少环境因素对所采集建模数据质量的影响,提高所获取的建模数据的可靠性,同时,良好地适应场景变化,合理分配算力资源,降低算力资源的浪费。
1.一种三维建模方法,其特征在于,包括:
2.根据权利要求1所述的三维建模方法,其特征在于,所述步骤s2中,依据所述初步建模数据确定物体各表面区域的框架区域以及框架区域参数包括,
3.根据权利要求1所述的三维建模方法,其特征在于,所述步骤s2中,按照公式(1)计算针对所述物体的环境干涉建模表征参量,
4.根据权利要求3所述的三维建模方法,其特征在于,所述步骤s2中,划分所述物体的环境干涉建模复杂类别包括,
5.根据权利要求1所述的三维建模方法,其特征在于,所述步骤s3中,调整建模数据获取方式并在虚拟空间中构建所述物体的三维模型包括,
6.根据权利要求1所述的三维建模方法,其特征在于,所述步骤s3中,扫描时依据物体表面各局部区域的框架区域参数确定特异区域,
7.根据权利要求1所述的三维建模方法,其特征在于,所述步骤s3中,调整针对特异区域的扫描频率包括,
8.根据权利要求1所述的三维建模方法,其特征在于,所述步骤s3中,基于环境干涉建模表征参量调整建模参量包括,
9.根据权利要求1所述的三维建模方法,其特征在于,所述步骤s3中,依据环境干涉建模表征参量调整点云间隔包括,
10.根据权利要求1所述的三维建模方法,其特征在于,所述步骤s1中,移动获取实际场景内各区域物体的环境数据的过程包括,