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专利号: 2023107192196
申请人: 西安交通大学城市学院
专利类型:发明专利
专利状态:已下证
更新日期:2025-08-29
缴费截止日期: 暂无
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摘要:

权利要求书:

1.面向虚拟现实应用的文物修复数据处理方法,其特征在于,包括如下步骤:

获取经过人工专家标注多个文物碎片;

将文物碎片依次放置在取景机台上,保持摄像机广角不变获取每一文物碎片的多面视图;

基于每一文物碎片的多面视图依次获取每一面视图的边缘轮廓,依据多面视图的所有边缘轮廓在三维模型软件中构建每一文物碎片的三维模型;

在三维软件中配置每一文物碎片的三维模型的坐标数据、编号、碎片信息文字描述数据以及拼接操作规范数据;

将每一文物碎片的三维模型的坐标数据、编号、碎片信息文字描述数据以及拼接操作规范数据分别形成坐标数据配置文件、编号配置文件、碎片信息文字描述数据配置文件以及拼接操作规范数据配置文件;

将每一文物碎片的三维模型存储到服务器设定的存储区,对应的在每一存储区下依次设定多个存储目录,并在存储目录下对应的存储坐标数据配置文件、编号配置文件、碎片信息文字描述数据配置文件以及拼接操作规范数据配置文件;

设置一控制模块和渲染模块,所述控制模块被配置为具有多个控制单元,为每一控制单元配置一个逻辑控制单元,当进行渲染时,通过渲染模块选择对应的渲染场景,并将渲染场景同步至VR设备,在VR设备端通过辅助机械臂进行目标对象的控制操作;

获取辅助机械臂移动方向和移动轨迹,基于移动方向和移动轨迹来生成控制指令,基于所述控制指令对应的控制其中一个或者多个控制单元加载一个或者多个文物碎片的三维模型至渲染模块,并对应的通过一个或者多个逻辑控制单元从对应加载文物碎片的三维模型对应的存储坐标数据配置文件、编号配置文件、碎片信息文字描述数据配置文件以及拼接操作规范数据配置文件至渲染模块以实现在渲染场景中的实时渲染,同时控制一个或者多个文物碎片的三维模型在渲染场景中的移动、转动以及旋转操作。

2.根据权利要求1所述的面向虚拟现实应用的文物修复数据处理方法,其特征在于,每一文物碎片的多面视图按照如下的方法获取:配置取景机台的定位中心,并将定位中心设置成一个用于放置文物碎片的圆形区域,标记圆形区域的边界线和中心点;

至少沿圆形区域两侧对称的设置一组夹板,夹板用于对文物碎片进行固定;

设置摄像机广角,并保持摄像机广角不变;

按照人工专家标注,获取同一个文物的多个文物碎片,并确定每一文物碎片的中心以及至少两组标记线,所述标记线以文物碎片内侧面的中心为起点,经过该面边沿以及边侧面至与该面对应的外侧面的中心结束;设定标记线的线标号以区分标记线,其中,标记线用于确定同一文物碎片的分界线;

依次将文物碎片放置在圆形区域内,并使得文物碎片的中心与标记圆形区域的中心点在同一轴线上;启用摄像机依次获取文物碎片的多面视图。

3.根据权利要求1所述的面向虚拟现实应用的文物修复数据处理方法,其特征在于,基于每一文物碎片的多面视图依次获取每一面视图的边缘轮廓的方法如下:获取文物碎片的多面视图;

检测多面视图中的任意一个是否为文物碎片其中一个面的全貌图;

若是,配置全貌视图的全貌基本信息和全貌编码,并对全貌视图进行边缘轮廓的识别,获取全貌视图对应的全貌边缘轮廓,并将全貌边缘轮廓关联全貌视图的全貌基本信息和全貌编码后进行存储;

若不是,识别出文物碎片部分视图中的一组标记线,并将一组标记线之间的部分视图作为标定面,获取标定面对应的标定边缘轮廓,识别出标定面中一组标记线对应的线标号,以线标号将多个标定面进行对应的组合,以使得多个相互连接的标定面组合后形成一个闭环的曲面,并调用标定面对应的标定边缘轮廓进行组合,形成曲面轮廓,配置曲面轮廓的标定基本信息和标定编码后进行存储;

其中,相同的文物碎片的全貌基本信息和全貌编码以及标定基本信息和标定编码利用相同的规则进行配置。

4.根据权利要求1所述的面向虚拟现实应用的文物修复数据处理方法,其特征在于,依据多面视图的所有边缘轮廓在三维模型软件中构建每一文物碎片的三维模型的方法如下:在三维软件中建立空间坐标系;

对多面视图对应的全貌边缘轮廓和曲面轮廓进行加载;

分别调用全貌边缘轮廓和曲面轮廓对应的全貌基本信息和全貌编码以及标定基本信息和标定编码,通过全貌基本信息和全貌编码以及标定基本信息和标定编码以检测全貌边缘轮廓和曲面轮廓是否具有相同的编码规则,若是,则将得到的曲面轮廓和全貌边缘轮廓在空间坐标系中进行组合形成文物碎片的三维模型。

5.根据权利要求1所述的面向虚拟现实应用的文物修复数据处理方法,其特征在于,在三维软件中配置每一文物碎片的三维模型的坐标数据、编号、碎片信息文字描述数据以及拼接操作规范数据的方法如下:将多个文物碎片对应的三维模型在三维软件中进行预拼接;

拼接好之后对应的获取每一文物碎片的三维模型在空间坐标系中的坐标数据;

按照预拼接的顺序对应的将每一文物碎片的三维模型进行编号;

在三维软件中建立一描述文档,在描述文档中写入碎片信息文字描述,形成碎片信息文字描述数据;

在三维软件中建立一规范文档,在规范文档中写入拼接操作规范,形成拼接操作规范数据。

6.根据权利要求1所述的面向虚拟现实应用的文物修复数据处理方法,其特征在于,当进行渲染时,通过渲染模块选择对应的渲染场景;

加载渲染场景后,渲染模块对应的形成渲染初始化指令;

基于所述渲染初始化指令从服务器设定的存储区中加载每一文物碎片的三维模型以及文物碎片的三维模型对应的坐标数据配置文件、编号配置文件、碎片信息文字描述数据配置文件以及拼接操作规范数据配置文件至渲染场景并对渲染场景进行预渲染;

同时在渲染场景中依据坐标数据配置文件对每一文物碎片的三维模型进行空间坐标转化,然后在渲染场景中对每一文物碎片的三维模型进行基础关联配置,其中,在每一文物碎片的三维模型上设置多个虚拟图标,并将虚拟图标与编号配置文件、碎片信息文字描述数据配置文件以及拼接操作规范数据配置文件形成关联,使得当在虚拟场景中触摸或者控制点击虚拟图标时,对应的显示出文物碎片的三维模型的编号、碎片信息文字描述数据以及拼接操作规范数据。

7.根据权利要求1所述的面向虚拟现实应用的文物修复数据处理方法,其特征在于,所述辅助机械臂连接所述VR设备,所述辅助机械臂的手指关节、手腕以及支关节均设置有肌电传感器,以及在手指处、手腕处以及支关节处设置有惯性传感器,其中,肌电传感器用于捕捉手臂和手指的动作信号,惯性传感器用于获取手臂以及手指运动的空间坐标数据。