一种基于MR与空间转换的三维信息交互式标记与呈现方法与流程

专利检索2025-07-01  14


本发明涉及混合现实,尤其是一种基于mr与空间转换的三维信息交互式标记与呈现方法。


背景技术:

1、建筑、工业及物流等相关行业中,面向实体对象的管理是生产环节中的关键。由于面向实物的管理业务具有复杂性及多样性,面向大小不一、所处环境复杂程度不同的管理对象具有较大的分析管理难度。相关行业对关键对象的精细化管理一般通过数字化技术的应用对特定点位进行标记并附以文字、表单等说明模式,辅助该点位对象的信息操作或流程管理等,已成为建筑行业精细化管理的重要手段。

2、目前,现有标记包括对象实体标记及三维空间虚拟标记,标记方法主要通过对象实体粘贴二维码、rfid、gps定位等方式,或在三维模型中对构件或物体进行图标标记,对象实体标记不仅影响美观,也不能较好地与三维标记实时交互,同时,这些标记方法定位与表达环节衔接不足,标记定位后如果让异地的人员清晰了解其原状定位,或是再次回到现场后,该具体点位的反向引导尚无很好的技术手段。此外,这些定位标记的方法仅能精细到平面位置或构件对象,精准度欠缺,且在纵深发展或者复杂环境下的标记表达无法胜任,复杂点位坐标精准获取与转化给相关行业重点对象精细化管理与分析带来了挑战。

3、因此,重点对象的精细化管理在点位坐标的精准获取与交互式标记呈现方面具有很大的提升空间。


技术实现思路

1、本发明的目的是根据上述现有技术的不足,提供了一种基于mr与空间转换的三维信息交互式标记与呈现方法,通过三维精准定位提取、空间坐标信息转换与呈现分析方法的综合创新,建立了一种模型空间及虚拟空间衔接的空间点位定位与表达方法,可为相关技术或管理人员提供全新手段,弥补现有技术的不足。

2、本发明目的实现由以下技术方案完成:

3、一种基于mr与空间转换的三维信息交互式标记与呈现方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:

4、s1、数字模型准备:基于三维空间坐标系统,采用数字建模方式建立与应用场景对象及环境一定比例尺的数字模型,该模型处于记为v的模型空间内;

5、s2、启动场景并选择目标:在现场的真实空间r内进行位控点部署,采用混合现实设备对所述位控点进行识别,启动通过s1准备的所述数字模型及所述模型空间v的坐标系统,在所述现场真实空间r内利用所述混合现实设备获取所需管理目标对象的表观mesh面片;

6、s3、射线碰撞及点位坐标获取:通过所述混合现实设备在所述模型空间v中对所述管理目标对象发出射线,记录该射线与基于s2得到的所述mesh面片的交点p,获取该交点p的三维坐标,该三维坐标即为其在所述模型空间v下的三维点位坐标,同时根据需求采集所需信息;

7、s4、点位坐标计算处理与应用场景空间转换:针对应用分析所采用的虚拟三维空间a,基于s3处理转换得到的所述交点p的三维坐标,采用空间矩阵转换,得出所述虚拟空间下数字模型中的点位坐标p’;

8、s5、虚拟空间点位呈现与操作:基于s4处理转换得到的所述虚拟空间下点位坐标p’,在所述虚拟三维空间a的场景下进行呈现,基于该点位进行相应操作;

9、s6、提取虚拟空间坐标:当拟返回现场对管理目标对象或其他目标进行查看时,基于s5管理的管理目标对象点位p’或在虚拟空间下选定新点,提取虚拟空间坐标;

10、s7、反算真实空间坐标:基于s6提取的所述虚拟空间坐标,求空间转换矩阵q的逆矩阵q-1,将逆矩阵与坐标相乘,计算得出模型空间v中的点位坐标q;

11、s8、真实空间点位呈现与操作:返回现场时,通过目标附近的位控点进行模型空间v的视觉叠加,在所述模型空间v下显示该虚拟点q,并实时计算所述混合现实设备与虚拟点的相对位置,进行方向引导,返回报送点或在虚拟空间a下手动选定的虚拟点q,对该点位情况进行确认并实施相应操作。

12、在s1中,所述数字建模方法包括三维建模、无人机航拍、近景摄影。

13、在s1中,所述数字模型为与应用场景对象与环境尺寸为1:1的模型。

14、在s3中,所述射线与所述表观mesh面片发生碰撞时,自动计算两者橡胶的交点,通过所述模型空间v对所述真实空间r所需记录的点位进行衔接记录,用于后续不同三维空间下的应用。

15、在s4中,空间矩阵转换通过如下步骤实现:

16、针对所述虚拟三维空间a与所述模型空间v,θn为两坐标下x,y,z坐标轴的偏转量,translation.n为在虚拟三维空间a的原点与模型场景r中位控点的差值,转换矩阵q=rt,p’为p在虚拟三维空间a中的坐标值;

17、

18、

19、p’=rtp=qp。

20、本发明的优点是:辅助提升复杂建筑空间环境下对象标记与呈现的便捷性与准确性,实现在真实空间下快速、准确、立体地记录点位信息,同时通过模型空间与虚拟空间的转换位快速引导人员找到真实空间下的位置,提高人员效率与精细化管理能力。



技术特征:

1.一种基于mr与空间转换的三维信息交互式标记与呈现方法,其特征在于:该方法包括以下步骤:

2.根据权利要求1所述的一种基于mr与空间转换的三维信息交互式标记与呈现方法,其特征在于:在s1中,所述数字建模方法包括三维建模、无人机航拍、近景摄影。

3.根据权利要求1所述的一种基于mr与空间转换的三维信息交互式标记与呈现方法,其特征在于:在s1中,所述数字模型为与应用场景对象与环境尺寸为1:1的模型。

4.根据权利要求1所述的一种基于mr与空间转换的三维信息交互式标记与呈现方法,其特征在于:在s3中,所述射线与所述表观mesh面片发生碰撞时,自动计算两者相交的交点,通过所述模型空间v对所述真实空间r所需记录的点位进行衔接记录,用于后续不同三维空间下的应用。

5.根据权利要求1所述的一种基于mr与空间转换的三维信息交互式标记与呈现方法,其特征在于:在s4中,空间矩阵转换通过如下步骤实现:


技术总结
本发明涉及混合现实技术领域,尤其是一种基于MR与空间转换的三维信息交互式标记与呈现方法,其包括数字模型准备、启动场景并选择目标、射线碰撞及点位坐标获取、点位坐标计算处理与应用场景空间转换、虚拟空间点位呈现与操作、提取虚拟空间坐标、反算其在真实空间坐标、真实空间点位呈现与操作。本发明的优点是:辅助提升复杂建筑空间环境下对象标记与呈现的便捷性与准确性,实现在真实空间下快速、准确、立体地记录点位信息,同时通过模型空间与虚拟空间的转换位快速引导人员找到真实空间下的位置,提高人员效率与精细化管理能力。

技术研发人员:许杰,朱文杰,李露凡,蓝中汛,彭艾鑫,蔡国栋,尚颖霞,杨寓友
受保护的技术使用者:上海勘察设计研究院(集团)股份有限公司
技术研发日:
技术公布日:2024/5/29
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