[发明专利]一种用于在虚拟模拟环境中定位虚拟对象的方法和系统

说明书

本发明公开了一种用于在虚拟模拟环境中定位虚拟对象的方法，所述虚拟仿真环境包括反映真实环境的真实场景的虚拟场景，并且其中，所述虚拟仿真环境设置有至少一个虚拟对象，所述至少一个虚拟对象表示所述真实环境的至少一个真实对象，所述至少一个虚拟对象通过3D三维虚拟模型而被限定，所述方法包括：接收3D摄像机在所述真实场景中的定位；在所述虚拟仿真环境中注册所述3D摄像机；接收所述真实场景中在特定位置和特定定向处的真实对象的定位；通过所述3D摄像机来捕捉在所述真实场景中被定位的真实对象的至少一个3D图像；从至少一个捕捉到的3D图像中识别所述真实对象；将识别到的真实对象链接到相应的虚拟对象。

技术领域

本发明属于在虚拟模拟环境中定位技术领域，具体涉及一种用于在虚拟模拟环境中定位虚拟对象的方法和系统。

背景技术

在工业过程的规划中，会使用计算机仿真技术，其中，通过虚拟仿真环境的虚拟场景来对物理环境的物理场景进行建模。例如，物理场景或真实场景可以是设施、制造厂、工业场景或者可以受益于为了工业仿真目的而在虚拟环境中进行建模的任何其它物理场景。

真实场景可以包括与设施相关的各种真实对象。真实对象的示例包括但不限于设备件、工具、容器、材料件、成品或半成品以及存在于真实场景中的其它对象。在虚拟仿真环境中，通过虚拟对象来表示真实对象。通常，通过三维(3D)虚拟模型来限定虚拟对象，三维(3D)虚拟模型的示例包括但不限于CAD模型、类CAD模型、点云模型以及其它类型的3D计算机模型。

在真实场景中，真实对象具有可以随着真实对象在真实场景内被移动或被重新定位而变化/移动的位置和定向。当在虚拟仿真环境中对工业设施进行建模时，通常具有以下共同的要求：虚拟场景中的虚拟对象的位置和定向准确地反映真实场景中的真实对象的位置和定向。遗憾的是，即使当CAD数据(其对虚拟对象进行建模)可能已经存在时，用户也难以创建反映真实世界场景的3D虚拟场景。例如，当对工业设施进行建模时，用户通常使用CAD和类CAD软件工具，以便定位和定向经由CAD模型或类CAD模型而被建模的虚拟对象(于此，经由CAD模型或类CAD模型而被建模的虚拟对象用术语“CAD对象”来表示)。

例如，用以在虚拟环境中反映真实对象的已知技术包括：对真实世界环境中的真实对象和真实场景进行物理测量；从3D扫描中获得点云数据测量；以及将CAD模型与点云结果进行比较，或者映射到虚拟环境中的二维(2D)测量图。用于在虚拟场景中定位虚拟对象的技术的示例包括典型的人机界面(“HMI”)系统，其包括标准输入装置如键盘、鼠标、空间鼠标、用于手势跟踪的手势控制装置等。遗憾的是，这样的已知技术对于用户而言是繁琐的、容易出错的，并且可能需要使用各种工具或人机交互来进行多次反复，这使已知技术不适于任务。因此，需要改进的技术。

为此，我们提出一种用于在虚拟模拟环境中定位虚拟对象的方法和系统来解决现有技术中存在的问题。

发明内容

本发明的目的在于提供一种用于在虚拟模拟环境中定位虚拟对象的方法和系统，以解决上述背景技术中问题。

为实现上述目的，本发明采用了如下技术方案：