[发明专利]一种用于数字工厂的三维场景构建方法、系统、装置和存储介质

说明书

本发明公开了一种用于数字工厂的三维场景构建方法、系统、装置和存储介质，通过获取车间二维图的设备图层，对设备图层内的图形元素进行边缘检测，拆分出独立的设备特征图形；设定每个设备特征图形在所述设备图层的位置锚点，并记录对应的每一设备特征图形标识信息和与至少一相邻的设备特征图形的第一间距；根据设备特征图形在对应图层的第一级模型库中查询与其匹配的二维模型图像以及绑定的设备三维模型；根据设备特征图形的位置锚点和标识信息布置对应的设备三维模型，并根据所述第一间距信息对各设备三维模型分别进行大小调整。从而建立完整的三维场景模型，有效节省三维场景建模过程中的位置适配和场景拼接等工序时间。

技术领域

本发明涉及智能制造技术领域，尤其涉及一种用于数字工厂的三维场景构建方法、系统、装置和存储介质。

背景技术

随着企业对各类创新技术的采用，新型的数字化工厂正悄然引领制造业的转型，并推动着制造业的中心迈向高度定制化的产品和系统。数字化工厂不仅可以覆盖从研发到售后的各个业务环节，也可以拓展到横向的供应商管理领域。领先的制造型企业正采用一系列的先进技术实现生产乃至整条供应链的数字化。这些技术包括大数据分析解决方案、端至端的实时规划和互联、自控系统、数字孪生等。凭借这些技术，效率得以提升，企业能够批量生产高度定制化的产品。因此，数字工厂生产指挥中心在监控企业生产质量、工艺参数、生产能效、物料库存等方面起到至关重要作用。

指挥中心三维布局展示功能，需要将数字工厂全局进行三维虚拟化建模，与生产相关数据进行绑定，然后以实际生产的数据流来驱动虚拟的三维场景模型，形成数字工厂的数字孪生系统。这时候，三维建模的效率、模型质量等直接影响了项目的周期、成本和用户体验。目前在数字工厂生产指挥中心系统中，三维工厂场景布局设计，涉及到需要依据客户工厂的设备、流水线等进行三维模型建模设计，后续客户设备类型替换、场景有变更，场景模型都需要进行变化，这些都是以人力进行，过度依赖用户经验和能力。具体的，数字工厂三维虚拟模型都是人工进行三维单体建模后，依据客户给的二维图纸进行三维场景拼接，此类三维场景的制作方法效率低、人工消耗大，尤其对于拥有大量生产设备的各类大型自动化车间，所包含的需建模的各类设备数量庞大，使得项目的进度、模型质量难以保障。

发明内容

本发明针对现有技术中的不足，提供了一种用于数字工厂的三维场景构建方法，包括如下步骤：

S1，获取车间二维图的设备图层，对设备图层内的图形元素进行边缘检测，拆分出独立的设备特征图形。

S2，设定每一设备特征图形的标识信息和在所述设备图层的位置锚点，并记录设备特征图形的第一间距，所述第一间距为该设备特征图形与至少一相邻的设备特征图形间的距离。

S3，根据设备特征图形在对应图层的第一级模型库中查询与其匹配的二维模型图像以及绑定的设备三维模型。

S4，根据设备特征图形的位置锚点和标识信息布置对应的设备三维模型，并根据所述第一间距对各设备三维模型分别进行大小调整。

优选的，所述步骤S3，具体包括：

S31，根据设备特征图形在本图层的第一级模型库包含的俯视图或侧视图或轴视图中进行查询，如果相似度大于第一预设值则将对应设备三维模型作为其三维图像。

S32，如果相似度小于预设值则重新制作生成该设备特征图形对应的简易三维模型。

优选的，所述步骤S32还包括：

S321，如果相似度小于预设值，则判断设备特征图形中是否存在一个或多个连接区域，所述连接区域为区域宽度小于区域两端特定比例且被连接区域分隔的两端区域的大小比例在预定区间内。

S322，如存在连接区域则沿连接区域两端对设备特征图形进行分割，形成多个子设备特征图形。