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  • 实景三维模型的基础应用对于实景三维模型的应用,宝略科技进行了诸多方向的探索,以下是小编结合项目上的一些实践,谈谈实景三维模型的基础应用。-01-要把实景三维模型利用起来,最基本的一点是要让其能够承载数据,...

    实景三维模型的基础应用

    对于实景三维模型的应用,宝略科技进行了诸多方向的探索,以下是小编结合项目上的一些实践,谈谈实景三维模型的基础应用。

    -01-

    76fd05de9cebb918f2ea23479ee6160d.png

    要把实景三维模型利用起来,最基本的一点是要让其能够承载数据,对于城市实景三维模型来说,最直接的需求就是将其中的建筑,能够对象化出来。

    但是实景三维模型与传统手工建模不同,在原始数据上是按连续格网存储的,如果要将其进行对象化的展示,就有必要和一些实际建筑资料相结合。

    -02-

    a0d049795f3803906a1c0c77f57b4a1f.png

    通过程序构建对应关联,实现实景三维模型的对象化,并且能够按照街道、小区、建筑等不同维度进行展示。

    但是对于实际社会管理而言,这样的程度是不够的,例如小区的居民楼,其自身承载的数据是相对单薄的,真正有用的数据,应该是细致到里面每一户。

    -03-

    5b7d16b737a34ee92d8361c01deb9339.png

    对于这种要细致到按户管理的需求,这里有两种方式:

    第一,将所有户信息挂载到建筑本身属性;

    第二,就是对建筑进行进一步对象化处理。

    在实际应用过程中,可以将两种方式相结合使用。

    -04-

    28f4e0cd1de57ed5d25f854259a24c17.png

    例如上图展示的不动产管理案例,我们可以将小区的户型图和楼层的层高数据同实景三维模型相结合,对小区的每一户都进行了对象化表达,然后可以进一步关联既有小区详细数据或者外部的数据库,开展更深化的应用。

    相较于以往的表单管理方式,这样的方式无疑更加直观,友好。

    除此之外,可以将某个属性作为筛选条件,来实现如下的展示效果。

    -05-

    82db5103ceb7587c2376800a2b0e9b78.png

    上图展示了对每位住户的登记、发证状况,同时可以通过点击每户获取更加详细的信息。

    总结

    实景三维模型作为近年来新型的数据成果,对其他数据有着极强的包容性,将实景三维模型与基础数据的结合,让倾斜从只有一层皮变得有血有肉,从只能看一看,到能够切实的能够利用起来。但是实景三维模型能够结合的数据绝非仅限以上几种,下次我将给大家带来实景三维模型与专题数据相结合的基础应用。

    业务咨询请私信小编或者百度搜索—艾三维

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  • 根据三维空间坐标点如何构建三维模型1.Halcon 算子:xyz_to_object_model_3d2.OpenCV生成XYZ图像3.保存的XYZ图像4.调用Halcon算子,生成三维模型并显示1.Halcon 算子:xyz_to_object_model_3d功能:将含有三维空间...

    根据三维空间坐标点如何构建三维模型

    1.Halcon 算子:xyz_to_object_model_3d

    2.OpenCV生成XYZ图像

    3.保存的XYZ图像

    4.调用Halcon算子,生成三维模型并显示

    1.Halcon 算子:xyz_to_object_model_3d

    功能:将含有三维空间坐标的图像(数值矩阵)生成一个三维模型,输入的图像为三维空间坐标点的X、Y、Z图像

    xyz_to_object_model_3d (ImageX, ImageY, ImageZ, model)

    ImageX:含有物体三维空间中的X坐标信息

    ImageY:含有物体三维空间中的Y坐标信息

    ImageZ:含有物体三维空间中的Z坐标信息

    2.OpenCV生成XYZ图像

    XYZ图像:实际上是以图像的形式存储的二维矩阵

    定义32位Mat类型图像,初始化为0

    Mat xImg, yImg, zImg;

    xImg= Mat::zeros(height, width, CV_32FC1);

    yImg= Mat::zeros(height, width,CV_32FC1);

    zImg= Mat::zeros(height, width, CV_32FC1);

    循环遍历像素,判断二维坐标中该点位置实际对应的三维空间坐标点是否存在,若存在则取出三维空间坐标点的x、y、z值,分别赋值给 xImg, yImg, zImg

    for (int i = 0; i < height; i++)

    {

    //注:pt为三维空间坐标点对象

    float *r = xImg.ptr(i);

    float *g = yImg.ptr(i);

    float *b = zImg.ptr(i);

    for (int j = 0; j < width; j++)

    {

    // 取出2D图像位置(i,j)对应的点云

    float x, y, z;

    float cr, cg, cb;

    x = pt->x;

    y = pt->y;

    z = pt->z;

    if (fabs(x - 0.0) < FLT_EPSILON && fabs(y - 0.0) < FLT_EPSILON && fabs(z - 0.0) < FLT_EPSILON) // 判断当前2D图像位置是否有点云

    {

    //情况1:当前(i,j)位置没有点云

    }

    else

    {

    //情况2:当前(i,j)位置有点云,取出点云信息

    cnt++;

    r[j] = x ;

    g[j] = y;

    b[j] = z;

    }

    }

    }

    3.保存的XYZ图像

    4.调用Halcon算子,生成三维模型并显示

    xyz_to_object_model_3d (Image1, Image2, Image3, model)

    visualize_object_model_3d (WindowHandle, model, []

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  • 三维模型重建(1):关于三维模型重建的一些简介

    万次阅读 多人点赞 2017-07-07 11:33:48
    三维模型重建顾名思义就是从一些数据(点云,图片,三维轮廓线等)重建出物体的三维逼真的三维模型,在其重建的过程中针对不同的数据的的三维重建会有不同的处理算法,如针对点云数据的三维重建有很多种重建方法,如...

    三维模型重建顾名思义就是从一些数据(点云,图片,三维轮廓线等)重建出物体的三维逼真的三维模型,在其重建的过程中针对不同的数据的的三维重建会有不同的处理算法,如针对点云数据的三维重建有很多种重建方法,如基于Delaunay三角化,Voronoi图,隐式曲面等方法,另外在三维模型的重建过程(MarchingCube,RayCast,网格构建等)以及三维模型生成后的后处理算法(三维网格简化,三维网格加密,三维模型表面光滑,三维模型的空洞修补等等)也是层出不穷,在这其中需要用到大量的三维图形学知识(从简单的画点画线算法到复杂的体绘制算法,以及光照计算,材质映射等)。在最后的实现方面致力于提高算法效率和运行性能,各种加快算法实现的三维数据结构(KD树,八叉树等)的提出和实现,以及压榨计算机和服务器性能的并行算法(OpenMP,MPI)等,减少算法实现过程中的内存占用以及运行时间(降低空间复杂度以及时间复杂度)。三维模型重建上的优秀算法或者是优秀实例我也只是管中窥豹,上面所提到的有些名词我也是大致了解,我尽自己最大的能力介绍下自己闲暇时间以前做过的相关三维模型重建的实例和其他相关的关于三维重建方面的知识,毕竟能力有限,知识面还有待拓展。

    1.编程语言

    是用的编程语言是C/C++,基本上相关的图形学方面的实现都是使用C/C++作为开发语言,不是说别的语言如Java,Python等语言不好,确实在效率方面以及内存处理方面C/C++有着比较大的优势,而且现在市面上的三维图形库其底层语言就是C/C++,所以使用起来更加方便。一门语言有其适用的场景和场合,正如Java在WEB和APP上面的天然优势一样,C/C++在图形处理,图像识别以及其他的图形处理领域也有着很大的优势。

    2.我所使用的第三方库

    (1)三维图形库OpenGL

    OpenGL(Open Graphics Library),OpenGL图形绘制库,有着优秀的二维和三维图形API,是一个功能强大的三维图形绘制的底层库,有着大量的调节三维模型视觉效果的函数,例如光照,模型材质,纹理等等。早期OpenGL包GLUT依然比较强劲,但是其不能用于64位平台的编译,而且GLUT官方已经不维护了,那么有一个新的FreeGlut横空出世,支持最新的OpenGL绘图标准,并且支持64位平台的编译,能够完全取代老化的GLUT库。

     

    (2)三维图形库VTK

    VTK(Visualization Tool Kit)同样也是一个优秀的三维图形库,近年来相当的火爆,它以OpenGL作为底层绘制语言进行封装,用户不需要考虑太多的光照以及材质影响到模型可视化效果的设置,这些VTK都已经帮你做好了,你需要考虑的是如何从原始数据绘制出你的图形。其内部封装了大量的三维图形处理函数,基本上你所能想到的算法都能找到影子,比如著名的面绘制方法MarchingCube,体绘制方法Raycast等等,往往你能在阅读他的帮助文档的时候看到一个意想不到的功能。

     

    (3)计算机视觉库OpenCV

    OpenCV(Open Source Computer Vision Library)今年来大热的计算机视觉库,同样以C/C++作为底层语言,封装了大量的图形处理和计算机视觉领域的算法,比如说图像识别领域,机器人,人类视觉仿真,好像现在大热的人工智能领域也开始使用OpenCV进行视觉领域方面的处理。

     

    (4)矩阵运算库Eigen

    在三维图形处理过程中通常需要大量的矩阵运算,而Eigen是一个轻量级的矩阵运算库,其函数API涵盖了几乎所有的矩阵运算,但是它的使用只需要包含一个头文件,不需要过于复杂的配置就可以使用已经封装好的各种矩阵运算函数。

     

    (5)并行计算库OpenMP

    OpenMP可以在你把项目代码构建好之后也仍然可以通过几行代码将你的程序自动的进行并行化计算,使用起来非常的简单,并行计算可以大幅度的提高你的程序的运行速度以及计算的效率。如果你的IDE是VS,那么你只需要简单的开启OpenMP就可以了,然后在VS中包含其头文件就可以使用OpenMP封装的函数进行并行程序设计。

     

    其他的如CGAL(几何算法库),QT(图形界面库,不过本人更喜欢用老掉牙的MFC)等等。

     

    3.我所接触到的三维重建类型

    (1)点云三维重建(隐式曲面重建)

    原始三维点云(三维点云以及法向量)-斯坦福兔子1889个点,采用OpenGL从底层写的径向基隐式曲面点云重建方法

     

    采用径向基隐式曲面重建后的三维模型

    (2)医学序列图片三维重建(使用VTK进行医学图片处理,模型构建采用MarchingCube算法)

    重建结果

    (3)OpenCV双目视觉重建(医学冠脉三维重建,VTK做可视化)

    左视图A

    右视图B

    使用OpenCV做的三维冠脉重建,VTK做的显示

    (4)基于轮廓线的三维模型重建

    轮廓线

     

    重建的三维模型

     

     

    4.结语

    万事开头难,作为一个刚刚入门三维重建领域的人写这篇文章心中的感觉简直是战战兢兢,三维模型重建方面的知识浩如沧海,我只不过是只窥得了寥寥数星。只不过自己想把自己学习到的一些知识与有缘人交流分享,共同进步。不知以后还不会不在三维领域工作与发展,不过之后的事情谁又知道呢。

    后面我会详细介绍一些三维重建算法以及一些实例。

    如果您觉得这篇博文有用,请访问我的个人站:http://www.stubbornhuang.com,更多博文干货等着您。

     

     

     

     

     

     

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  • 自行车三维模型sw

    2019-02-05 19:03:41
    自行车三维模型,可以活动,solidworks等三维软件可以打开。
  • 导读:简要阐述了MBD的概念及意义,指出三维模型标注出现及发展的必然性。基于NX8.0平台,应用PMI功能的具体实例说明MBD技术在三维模型标注上的实施。以Visual Studio 2010为开发平台在NX原有功能的基础上。对基于...

    导读:简要阐述了MBD的概念及意义,指出三维模型标注出现及发展的必然性。基于NX8.0平台,应用PMI功能的具体实例说明MBD技术在三维模型标注上的实施。以Visual Studio 2010为开发平台在NX原有功能的基础上。对基于MBD三维标注系统的粗糙度和几何公差模块辅助工具进行了开发。针对三维标注出现的“刺猬”现象。提出了对信息分组、分视图显示的有效组织和管理方法。

    来源:互联网,,侵权烦请联系删文。

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    基于NX8.0平台,应用PMI功能的具体实例说明MBD技术在三维模型标注上的实施。以Visual Studio 2010为开发平台在NX原有功能的基础上。对基于MBD三维标注系统的粗糙度和几何公差模块辅助工具进行了开发。针对三维标注出现的“刺猬”现象。提出了对信息分组、分视图显示的有效组织和管理方法。

    引言

    二维工程图是产品设计制造信息传递的主要载体。也是现代设计制造企业中传统的设计方式。大部分企业在进行产品设计时。设计人员在大脑中构思出三维的设计模型,再利用二维绘图软件建模并将其转换为二维工程图纸传递给工艺部门;工艺人员看到二维图纸后根据图纸的信息将其转换为二维工艺规程传递给工装设计部门;工装设计人员进行工装设计,最后传递给下游的制造部门;制造者根据前面提供的所有产品信息,最终将其加工出来。生产流程如图1所示。在这个过程中,由于软件之间的差异以及二维与三维模型之间的多次转化可能导致信息不一致,违背设计意图等情况,此过程中任何一个微小偏差都会导致最终产品不合格,在此过程中哪个环节出现问题可以直接反馈给相关部门,该部门进行审定后再进行下一步的生产流程。

    0b0c1bb80f255b7aedc95b47e763e125.png

    图1 传统设计产品生产流程

    随着现代科学技术的快速发展,国内外摒弃了传统的设计方式,三维设计模式的日益普及,逐渐引进了MBD技术.将三维产品设计几何信息与非几何信息完全集成到三维模型中。基于MBD的三维模型数据更能直观地表达设计者的意图,减少理解偏差导致出错的机率,从而缩短产品的生产周期,降低生产成本,其次在表达信息上三维比二维模型所需图样更少,重要的是工程技术人员无需再进行二维与三维模型之间的转换,从而实现了设计制造一体化。

    1 基于MBD的三维模型信息标注

    MBD即基于模型的数字化定义.其核心思想是用集成的三维实体模型来完整表达产品定义信息的方法,它详细描述了三维实体模型中产品的尺寸、粗糙度、公差标注、基准、技术要求等非几何信息,形成了一套完整的三维工程图。它是三维模型作为生产制造过程中的唯一依据,改变了传统以工程图纸为主,以三维实体模型为辅的研制模式。MBD的模型结构如图2所示。

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    图2 MBD模型结构

    2 基于MBD三维信息标注技术的开发

    2.1 基于PMI的三维信息标注

    (1)PMI的标注方法

    NX提供了一个标注三维模型信息系统的功能PMI(产品制造信息),它可以标注模型的尺寸、粗糙度、公差等多种信息。本文以NX8.0环境下建立的零件MBD模型为例,应用了NX的PMI功能。具体操作步骤:点击开始选中PMI产品制造信息,单击产品制造信息菜单栏会出现很多子菜单选项,包括尺寸、注释、表面粗糙度和基准特征符号等选项。根据用户需求标注所需的信息,最终给出零件的整个注释信息。

    (2)三维信息的发布

    基于模型的数字化定义中,通过应用NX中的PMI功能,遵循DB/T24734—2009标准要求。对某零件进行了三维数字化模型的详细标注,包括它的几何信息与非几何信息,它能够在三维模型上直接创建、读取和查询设计及制造信息,同时也可以将这些信息传递给制造人员进行产品的生产。一般三维模型对三维图样的发布有2种方法:

    ①屏幕硬拷贝方法;

    ②NX的制图功能将三维图形及所有PMI信息“所见即所得”的投影到制图环境中的方法。本文应用第2种投影制图法对零件进行了发布如图3所示。

    fd3e6aea864244fba734085f996e6dc0.png

    图3 投影制图法

    (3)PMI树形结构

    PMI的所有注释信息都能在视图上进行,并且视图中的每一条PMI数据都能在该视图上索引到,这样就构成一个树形结构,利于工艺信息的特征识别,从而更有利于实现机加工三维设计与三维CAPP的无缝对接,为CAD、CAPP、CAM无缝、高效集成创造了条件。在一定程度上方便了后续标注信息分类管理与查询,能够从中提取信息再分解,建立工艺信息与几何对象的关联关系,并建立特征的空间位置关系。上述零件的PMI属性结构如图4所示。

    9aa9f9008cf81ad54e98394c055623bf.png

    图4 PMI数据的管理

    2.2 基于MBD三维标注辅助工具的开发

    基于MBD技术下PMI功能目前还不太完善,许多三维标注还没有得到及时地更新,现有的功能也不能完全满足企业的需求,所以本文针对PMI功能的不足。以NX为开发平台,对粗糙度和形位公差功能进行了开发。

    (1)三维标注菜单的开发

    NX软件提供了二次开发接口,通过应用Visual Studio 2010为开发环境,以NX为开发平台。在NX原有功能的基础上,进行了三维标注系统上的开发,构建了符合国家标准的粗糙度、形位公差模块的辅助工具。在确定零件注释的方向后,可以直接调用开发的标注模块对零件进行标注。具体开发流程如图5所示。

    7da6a3501d415cefaab37c2b068913cd.png

    图5 开发流程框图

    (2)粗糙度及形位公差界面

    本文在NX本身标注的基础上开发了粗糙度及形位公差辅助工具。图6为开发的粗糙度及形位公差标注模块的界面。

    b4cf2be95003f7d261004f293a56cf9e.png

    图6 粗糙度及形位公差界面

    3 基于MBD的三维模型标注信息的管理

    对复杂的零部件,三维标注的信息量较大。会在三维模型上形成三维标注信息的“刺猬”现象,使制造信息表达不清楚,造成机加过程中信息难以识别等问题,所以要对标注信息进行有效的组织和管理。本文利用Visual Studio对NX开发了标注信息管理界面,提出了对信息分组、分视图显示管理的有效方法。具体步骤:

    STEP1:创建所需的三维零件模型;

    STEP2:标注该零件模型所需的信息;

    STEP3:打开开发的三维标注管理界面,将看到上述所标注的所有信息全部显示在界面的左栏中:

    STEP4:对标注的信息按分组管理,将界面的左栏信息按类添加到右界面中的组中,把所有信息添加完成后.在部件导航器中组的一栏看到对信息分别按尺寸标注、粗糙度标注等类别进行不同的管理.用户需要哪些信息直接在“组”的下拉菜单中点此类标注.所有的此类信息将会在模型中高亮显示;

    STEP5:对标注的信息按视图管理,将界面的左栏信息遵循方便存储或用户需求的原则添加到右栏的视图中。在部件导航器中的模型视图中,分别有俯视图、前视图、右视图等8种视图。打开上述所存放信息的视图.将在此视图中显示上述所添加的信息,并将其他视图隐藏与保存。

    该方法的有效性:

    (1)按类型或视图根据需要显示或隐藏标注信息:

    (2)方便显示或隐藏所有标注信息;

    (3)根据用户选择显示或隐藏标注信息。

    图7 是上述功能对轴承盖标注信息进行管理前的界面显示.图8是对轴承盖的标注信息按组和视图分类后分别所选取组和视图中的尺寸标注和俯视图2种标注信息管理来说明此方法的有效性。

    38c1be4fd6acdda831a0c7b97f9f0cda.png

    图7 轴承盖标注信息管理前界面

    c1885822c18e5df80540f8a9eb81c61b.png

    图8 轴承盖标注管理部分界面信息

    4 结语

    本文应用NX8.0自带的PMI功能实现了三维模型的几何信息与非几何信息的标注以及三维图样的发布。由于PMI技术的局限性.本文对三维模型标注系统的粗糙度及形位公差模块的辅助工具进行了开发,开发了三维标注信息的管理系统。能够对信息进行有效的组织和管理。基于MBD技术在三维模型标注上的应用在国外得到了很好的贯彻,也得到了国际上的认可。尽管我国在三维标注上存在标准化不统一、PMI技术不完善等阻碍,但是在不久的将来,这项技术将会越来越成熟,在设计制造领域得到更广泛的应用。

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