[发明专利]三维模型库的建立方法及装置

说明书

一种三维模型库的建立方法及装置，所述方法包括：获取待创建三维模型的设备对应的三维点云数据和影像数据；基于所述三维点云数据创建目标设备的表面轮廓，并采用所述影像数据对所述表面轮廓进行贴图处理，得到目标三维模型；根据所述三维点云数据的分布，确定所述目标三维模型对应的局部参考坐标系框架；基于所述目标三维模型对应的局部参考坐标系框架，对所述目标三维模型进行单一化描述，得到所述目标三维模型对应的形状描述子；将所述目标三维模型及其对应的形状描述子保存在所述三维模型数据库中。上述方案能够对工业设备进行高精度三维模型重建和单一化描述。

技术领域

本发明涉及三维模型处理领域，尤其涉及一种三维模型库的建立方法及装置。

背景技术

随着三维网格模型在电影、游戏以及数字化等行业的广泛应用，人们对三维模型的需求愈加迫切。为某一设备建立精准逼真的三维模型通常需要消耗较大的人力物力。

将已建立的海量模型整合汇总到一个数据库中，可以有利于三维模型的重复利用，节省模型创建过程所消耗的人力物力。同时，数字化工厂和智能辅助决策的快速发展为复杂工业场景的重建提出了更高的要求，如何实现对工业设备的高精度重建和单一化描述成为困扰研究人员的难题。

发明内容

本发明实施例解决的是如何对工业设备进行高精度三维模型重建和单一化描述的技术问题。

为解决上述问题，本发明实施例提供一种三维模型的建立方法，包括：获取待创建三维模型的目标设备对应的三维点云数据和影像数据；基于所述三维点云数据创建目标设备的表面轮廓，并采用所述影像数据对所述表面轮廓进行贴图处理，得到所述目标设备对应的目标三维模型；根据所述三维点云数据的分布，确定所述目标三维模型对应的局部参考坐标系框架；基于所述目标三维模型对应的局部参考坐标系框架，对所述目标三维模型进行单一化描述，得到所述目标三维模型对应的形状描述子；将所述目标三维模型及其对应的形状描述子保存在所述三维模型数据库中。

可选的，所述根据所述三维点云数据的分布，确定所述目标三维模型对应的局部参考坐标系框架，包括：对所述目标三维模型进行离散化处理，得到离散数据；根据所述三维点云数据，确定所述局部参考坐标系框架的Z轴方向，并确定垂直于Z轴的平面；将所述离散数据投影到所述垂直于Z轴的平面，并计算所述离散数据的包围矩形；获取所述离散数据对应的面积最小的包围矩形，作为定向矩形；将所述定向矩形的左上角对应的坐标作为所述局部参考坐标系框架的原点，将所述定向矩形中最长的边的指向作为所述局部参考坐标系框架的Y轴方向，将所述定向矩形中最短的边的指向作为所述局部参考坐标系框架的X轴方向。

可选的，在确定所述局部参考坐标系框架的X轴、Y轴以及Z轴之后，还包括：当所述定向矩形中的相临边之间的长度差小于预设值时，分别计算所述三维点云数据在x＝0平面的对称性和在y＝0平面的对称性；当所述三维点云数据在x＝0平面的对称性小于在y＝0平面的对称性时，将所述目标三维模型在所述局部参考坐标系框架中沿Z轴方向逆时针旋转90°。

可选的，所述基于所述目标三维模型对应的局部参考坐标系框架，对所述目标三维模型进行单一化描述，包括：设置P个经过所述局部参考坐标系框架的Z轴方向的投影平面，P个投影平面为具有相同尺寸的正方形平面，且每一个投影平面的中心位于所述局部参考坐标系框架的坐标原点，任意相邻平面之间的夹角为180°/P，且第一投影平面平行于x＝0平面；P＞1；将每一个投影平面等分成n×n个方块，得到每一个投影平面对应的分布矩阵M^(k)，在所述分布矩阵M^(k)中，当投影平面第(i，j)个栅格中存在点，M^(k)(i，j)＝1；否则M^(k)(i，j)＝0，1≤k≤P；将每一个分布矩阵转换成对应的2个分布向量，得到2P个分布向量；从所述2P个分布向量中提取P个分布向量；对提取出的P个分布向量进行拼接，得到的拼接结果为所述目标三维模型对应的形状描述子。