屬于仿真技術(shù)、計(jì)算機(jī)圖形學(xué)、人機(jī)接口技術(shù)、多媒體技術(shù)、傳感技術(shù)、工程設(shè)計(jì)技術(shù)、網(wǎng)絡(luò)技術(shù)交叉的技術(shù)學(xué)科研究領(lǐng)域。本發(fā)明涉及模型的虛擬現(xiàn)實(shí)操作方法，尤其是涉及基于影像和定位的模型VR操作方法。

背景技術(shù)：

VR（虛擬現(xiàn)實(shí)）技術(shù)是一種新技術(shù)，主要包括模擬環(huán)境、感知、自然技能和傳感設(shè)備等方面。模擬環(huán)境是由計(jì)算機(jī)生成的、實(shí)時動態(tài)的三維立體逼真圖像。感知是指理想的VR應(yīng)該具有一切人所具有的感知。除計(jì)算機(jī)圖形技術(shù)所生成的視覺感知外，還有聽覺、觸覺、力覺、運(yùn)動等感知。自然技能是指人的頭部轉(zhuǎn)動，眼睛、手勢、或其他人體行為動作，由計(jì)算機(jī)來處理與參與者的動作相適應(yīng)的數(shù)據(jù)，并對用戶的輸入作出實(shí)時響應(yīng)，并分別反饋到用戶的五官。傳感設(shè)備是指三維交互設(shè)備。

運(yùn)用VR技術(shù)，通常需要建立整個項(xiàng)目、場地環(huán)境的三維模型，非常費(fèi)時費(fèi)力。由于VR建模的復(fù)雜性，一個項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用VR技術(shù)的非常少。

比如在一個現(xiàn)有橋梁上增加輔道匝道，需要先對環(huán)境和橋梁建模，再對輔道建模，比如在一個現(xiàn)有建筑的周邊布置景觀造型，普通的方法是先對建筑進(jìn)行建模，對景觀造型建模，再將景觀造型建模疊加到建筑模型中。

本方法是一種快捷簡易的項(xiàng)目VR實(shí)現(xiàn)方法，只需獲取現(xiàn)場的觀察影像就可以疊加和操作所需模型并利用VR技術(shù)直觀感受疊加后的效果。同時還可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將疊加的影像進(jìn)行共享查看和操作。在一些對精度要求不高的項(xiàng)目可行性研究過程中，這種簡易快捷的基于影像和定位的模型VR操作方法可以迅速達(dá)到預(yù)期的模擬效果。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)要素：

本發(fā)明所要解決的技術(shù)問題是彌補(bǔ)上述現(xiàn)有技術(shù)的缺陷，提出一種基于影像和定位的模型VR操作方法。

本發(fā)明的技術(shù)問題通過以下技術(shù)方案予以解決。

基于影像和定位的模型VR操作方法，步驟1，獲取現(xiàn)場照片或影像；步驟2，建立構(gòu)件虛擬模型；步驟3，將影像與構(gòu)件虛擬模型通過坐標(biāo)系進(jìn)行疊加生成疊加模型；步驟4，對疊加模型中構(gòu)件虛擬模型進(jìn)行查看或操作。

步驟1所述的照片或影像可以是拍攝影像、全景影像、衛(wèi)星影像、VR影像或通過對影像的拼接或比例調(diào)整生成全景影像。

所述的獲取現(xiàn)場照片或影像分為以下幾種：1、全景360°VR影像。2、第一視角的固定影像，以第一人稱鏡頭拍攝的。3、一般的3D左右格式影像，例如SBS左右分屏的3D影像。拍攝的時候采用了左右眼視角雙攝像頭拍攝或者通過軟件轉(zhuǎn)換。

可將拍攝影像、3D格式影像或全景影像作為背景，例如可以利用手機(jī)在現(xiàn)場在同已位置對周邊東西南北四個方向（也可以更多）各拍一張照片，然后將四張照片進(jìn)行拼接，再將拼接的全景圖放置VR坐標(biāo)系統(tǒng)中。

可直接利用全景攝像頭獲取全景影像或移動的全景視頻，并載入坐標(biāo)系。

可通過VR 顯示設(shè)備（盒式VR、頭盔式VR）或其他顯示設(shè)備來顯示和操作模型。

所述項(xiàng)目或構(gòu)件可以是橋梁、建筑、器械、構(gòu)筑物、樹木、車輛、造型、家具等。

構(gòu)件虛擬模型可以是單個或多個。構(gòu)件虛擬模型可以是圖片、模型或三維模型。如果是圖片的話，可以設(shè)置圖片的正面一直朝著觀察者的方向。圖片離觀察者近的方向移動就放大，往離觀察者遠(yuǎn)的地方移動就縮小。如果是模型或三維模型，對構(gòu)件虛擬模型進(jìn)行操作，包括坐標(biāo)、形狀、材質(zhì)變化等。通過不斷的調(diào)整獲取滿意的方案。

可通過設(shè)置多個基點(diǎn)，來控制構(gòu)件虛擬三維模型與照片或影像的匹配。

基于影像和定位的模型VR操作方法，步驟1所述的影像可以是拍攝影像、全景影像、衛(wèi)星影像或通過對影像的拼接或比例調(diào)整生成全景影像，需建立構(gòu)件虛擬三維模型坐標(biāo)系與基點(diǎn)并與獲取影像的相應(yīng)坐標(biāo)系對齊。

坐標(biāo)包括位置和角度，例如影像拍攝者的點(diǎn)為中心原點(diǎn)，與構(gòu)件虛擬三維模型坐標(biāo)系的原點(diǎn)相對齊。

例如影像對應(yīng)的方向北與構(gòu)件虛擬三維模型坐標(biāo)系的Y軸正方向?qū)R。

通過對齊后的疊加全景影像中進(jìn)行觀察，VR觀察者的視角移動，疊加的構(gòu)件模型與影像也相對移動。

基于影像和定位的模型VR操作方法，可選擇在VR終端、移動終端或者其他終端進(jìn)行查看或多終端同時查看疊加模型；可選擇在VR終端、移動終端或者其他終端對項(xiàng)目或構(gòu)件的虛擬模型進(jìn)行操作。

通過授權(quán)用戶的權(quán)限（可查看、可發(fā)言或可修改操作），有權(quán)限的終端可以對項(xiàng)目或構(gòu)件的虛擬模型進(jìn)行操作。

基于影像和定位的模型VR操作方法，可將疊加數(shù)據(jù)發(fā)送到共享平臺或網(wǎng)絡(luò)端，通過設(shè)置觀察權(quán)限或操作權(quán)限，多用戶同時觀察或操作模型。對疊加模型的操作情況可以通過網(wǎng)絡(luò)被其他用戶查看。

通過設(shè)置每個用戶可以有獨(dú)立的視角，也可以共享其中一個人的視角。

基于影像和定位的模型VR操作方法，可以將構(gòu)件的模型進(jìn)行半透明處理，可以顯示構(gòu)件的模型三維剖切模型。

基于影像和定位的模型VR操作方法，可以通過對構(gòu)件的模型的操作或調(diào)用操作數(shù)據(jù)，在疊加模型中展示動態(tài)模擬。

基于影像和定位的模型VR操作方法，可以利用構(gòu)件的BIM模型，可通過調(diào)整項(xiàng)目或構(gòu)件的參數(shù)對模型進(jìn)行調(diào)整。可以任意查詢BIM模型的數(shù)據(jù)參數(shù)。

參數(shù)包括高度、數(shù)量、材質(zhì)、顏色等。

基于影像和定位的模型VR操作方法，可以在移動終端加裝操作裝置或聲控裝置對構(gòu)件的虛擬模型進(jìn)行操作，也可以利用移動終端的觸屏直接對項(xiàng)目或構(gòu)件的模型進(jìn)行操作，也可以在其他終端上操作。

操作裝置包括手柄、聲音識別裝置、眼部識別裝置、運(yùn)動識別裝置等。

基于影像和定位的模型VR操作方法，設(shè)置構(gòu)件虛擬三維模型的三維坐標(biāo)系和基點(diǎn)疊加模型系統(tǒng)，在疊加模型的構(gòu)件操作過程中構(gòu)件對按比例自動調(diào)整。

例如在疊加模型中的三維構(gòu)件向遠(yuǎn)離觀察者的方向移動時，構(gòu)件體積自動變小。而向觀察者這邊移動的時候，體積按比例放大。達(dá)到與疊加影像同比例的效果。

基于影像和定位的模型VR操作方法，增加多用戶交流模塊，在疊加模型的多用戶查看和修改過程中，每個用戶都可以發(fā)送文字或語音到交流界面。

例如對疊加模型進(jìn)行修改操作的操作人員可以一邊介紹操作過程一邊完成修改操作動作，介紹的過程通過共享平臺或網(wǎng)絡(luò)端給其他用戶展示。例如構(gòu)件的材質(zhì)或形狀被一個用戶修改以后，模型的修改過程通過共享平臺或網(wǎng)絡(luò)端給其他用戶展示，其他用戶可以通過多用戶交流模塊發(fā)表自己的看法或指揮用戶相應(yīng)的修改操作。

綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比的有益效果是：

本發(fā)明方法可以解決在工程實(shí)際操作過程中發(fā)現(xiàn)的以下問題：

運(yùn)用VR技術(shù)，通常需要建立整個項(xiàng)目、場地環(huán)境的三維模型，非常費(fèi)時費(fèi)力。由于VR建模的復(fù)雜性，一個項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用VR技術(shù)的非常少。

比如在一個現(xiàn)有橋梁上增加輔道匝道，需要先對環(huán)境和橋梁建模，再對輔道建模，比如在一個現(xiàn)有建筑的周邊布置景觀造型，普通的方法是先對建筑進(jìn)行建模，對景觀造型建模，再將景觀造型建模疊加到建筑模型中。

本方法是一種快捷簡易的項(xiàng)目VR實(shí)現(xiàn)方法，只需獲取現(xiàn)場的觀察影像就可以疊加和操作所需模型并利用VR技術(shù)直觀感受疊加后的效果。同時還可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將疊加的影像進(jìn)行共享查看和操作。在一些對精度要求不高的項(xiàng)目可行性研究過程中，這種簡易快捷的基于影像和定位的模型VR操作方法可以迅速達(dá)到預(yù)期的模擬效果。

該技術(shù)可以有效的提過VR的使用效率，降低了VR 使用的難度。本發(fā)明方法在應(yīng)用時根據(jù)具體需要對相應(yīng)軟件進(jìn)行配置即可。

具體實(shí)施方式

下面結(jié)合具體實(shí)施方式對本發(fā)明作進(jìn)一步的說明。

基于影像和定位的模型VR操作方法，步驟1，獲取現(xiàn)場照片或影像；步驟2，建立構(gòu)件虛擬三維模型；步驟3，將影像與構(gòu)件虛擬三維模型通過三維坐標(biāo)系進(jìn)行疊加生成疊加模型；步驟4，對疊加模型中構(gòu)件虛擬三維模型進(jìn)行查看或操作。

步驟1所述的照片或影像可以是拍攝影像、全景影像、衛(wèi)星影像、VR影像或通過對影像的拼接或比例調(diào)整生成全景影像。

所述的獲取現(xiàn)場照片或影像分為以下幾種：1、全景360°VR影像。2、第一視角的固定影像，以第一人稱鏡頭拍攝的。3、一般的3D左右格式影像，例如SBS左右分屏的3D影像。拍攝的時候采用了左右眼視角雙攝像頭拍攝或者通過軟件轉(zhuǎn)換。

可將拍攝影像或全景影像作為背景，例如可以利用手機(jī)在現(xiàn)場在同已位置對周邊東西南北四個方向（也可以更多）各拍一張照片，然后將四張照片進(jìn)行拼接，再將拼接的全景圖放置VR坐標(biāo)系統(tǒng)中。

可直接利用全景攝像頭獲取全景影像或移動的全景視頻，并載入坐標(biāo)系。

可通過VR 顯示設(shè)備（盒式VR、頭盔式VR）或其他顯示設(shè)備來顯示和操作模型。

所述項(xiàng)目或構(gòu)件可以是橋梁、建筑、樹木、造型等。

對構(gòu)件虛擬三維模型進(jìn)行操作，包括坐標(biāo)、形狀、材質(zhì)變化等。通過不斷的調(diào)整獲取滿意的方案。

可通過設(shè)置多個基點(diǎn)，來控制構(gòu)件虛擬三維模型與照片或影像的匹配。

基于影像和定位的模型VR操作方法，步驟1所述的影像可以是拍攝影像、全景影像、衛(wèi)星影像或通過對影像的拼接或比例調(diào)整生成全景影像，需建立構(gòu)件虛擬三維模型坐標(biāo)系與基點(diǎn)并與獲取影像的相應(yīng)坐標(biāo)系對齊。

坐標(biāo)包括位置和角度，例如影像拍攝者的點(diǎn)為中心原點(diǎn)，與構(gòu)件虛擬三維模型坐標(biāo)系的原點(diǎn)相對齊。

例如影像對應(yīng)的方向北與構(gòu)件虛擬三維模型坐標(biāo)系的Y軸正方向?qū)R。

通過對齊后的疊加全景影像中進(jìn)行觀察，VR觀察者的視角移動，疊加的構(gòu)件模型與影像也相對移動。

基于影像和定位的模型VR操作方法，可選擇在VR終端、移動終端或者其他終端進(jìn)行查看或多終端同時查看疊加模型；可選擇在VR終端、移動終端或者其他終端對項(xiàng)目或構(gòu)件的虛擬模型進(jìn)行操作。

通過授權(quán)用戶的權(quán)限（可查看、可發(fā)言或可修改操作），有權(quán)限的終端可以對項(xiàng)目或構(gòu)件的虛擬模型進(jìn)行操作。

基于影像和定位的模型VR操作方法，可將疊加數(shù)據(jù)發(fā)送到共享平臺或網(wǎng)絡(luò)端，通過設(shè)置觀察權(quán)限或操作權(quán)限，多用戶同時觀察或操作模型。對疊加模型的操作情況可以通過網(wǎng)絡(luò)被其他用戶查看。

通過設(shè)置每個用戶可以有獨(dú)立的視角，也可以共享其中一個人的視角。

基于影像和定位的模型VR操作方法，可以將構(gòu)件的模型進(jìn)行半透明處理，可以顯示構(gòu)件的模型三維剖切模型。

基于影像和定位的模型VR操作方法，可以通過對構(gòu)件的模型的操作或調(diào)用操作數(shù)據(jù)，在疊加模型中展示動態(tài)模擬。

基于影像和定位的模型VR操作方法，可以利用構(gòu)件的BIM模型，可通過調(diào)整項(xiàng)目或構(gòu)件的參數(shù)對模型進(jìn)行調(diào)整?？梢匀我獠樵傿IM模型的數(shù)據(jù)參數(shù)。

參數(shù)包括高度、數(shù)量、材質(zhì)、顏色等。

基于影像和定位的模型VR操作方法，可以在移動終端加裝操作裝置或聲控裝置對構(gòu)件的虛擬模型進(jìn)行操作，也可以利用移動終端的觸屏直接對項(xiàng)目或構(gòu)件的模型進(jìn)行操作，也可以在其他終端上操作。

操作裝置包括手柄、聲音識別裝置、眼部識別裝置、運(yùn)動識別裝置等

基于影像和定位的模型VR操作方法，設(shè)置構(gòu)件虛擬三維模型的三維坐標(biāo)系和基點(diǎn)疊加模型系統(tǒng)，在疊加模型的構(gòu)件操作過程中構(gòu)件對按比例自動調(diào)整。

例如在疊加模型的三維構(gòu)件向遠(yuǎn)離觀察者的方向移動時，構(gòu)件體積自動變小。

基于影像和定位的模型VR操作方法，增加多用戶交流模塊，在疊加模型的多用戶查看和修改過程中，每個用戶都可以發(fā)送文字或語音到交流界面。

例如構(gòu)件的材質(zhì)或形狀被一個用戶修改以后，模型的修改過程通過共享平臺或網(wǎng)絡(luò)端給其他用戶展示，其他用戶可以通過多用戶交流模塊發(fā)表自己的看法或指揮用戶相應(yīng)的修改操作。

綜上所述，本發(fā)明與現(xiàn)有技術(shù)對比的有益效果是：

本發(fā)明方法可以解決在工程實(shí)際操作過程中發(fā)現(xiàn)的以下問題：

運(yùn)用VR技術(shù)，通常需要建立整個項(xiàng)目、場地環(huán)境的三維模型，非常費(fèi)時費(fèi)力。一個項(xiàng)目的規(guī)劃設(shè)計(jì)過程中運(yùn)用VR技術(shù)的非常少。

比如在一個現(xiàn)有橋梁上增加輔道匝道，需要先對環(huán)境和橋梁建模，再對輔道建模，比如在一個現(xiàn)有建筑的周邊布置景觀造型，普通的方法是先對建筑進(jìn)行建模，對景觀造型建模，再將景觀造型建模疊加到建筑模型中。

本方法是一種快捷簡易的項(xiàng)目VR實(shí)現(xiàn)方法，只需獲取現(xiàn)場的觀察影像就可以疊加和操作所需模型并利用VR技術(shù)直觀感受疊加后的效果。同時還可以利用網(wǎng)絡(luò)技術(shù)將疊加的影像進(jìn)行共享查看和操作。

該技術(shù)可以有效的提高了VR的使用效率，降低了VR 使用的難度。本發(fā)明方法在應(yīng)用時根據(jù)具體需要對相應(yīng)軟件進(jìn)行配置即可。

以上內(nèi)容是結(jié)合具體的優(yōu)選實(shí)施方式對本發(fā)明所作的進(jìn)一步詳細(xì)說明，不能認(rèn)定本發(fā)明的具體實(shí)施只局限于這些說明。對于本發(fā)明所屬技術(shù)領(lǐng)域的普通技術(shù)人員來說，在不脫離本發(fā)明構(gòu)思的前提下做出若干等同替代或明顯變型，而且性能或用途相同，則應(yīng)當(dāng)視為屬于本發(fā)明由所提交的權(quán)利要求書確定的保護(hù)范圍。