基于结构特征的三维模型管理系统、方法、设备及介质技术方案

本发明专利技术公开了基于结构特征的三维模型管理系统、方法、设备及介质，系统包括界面层、应用层以及后台服务层；界面层，包括上传模型以及检索与管理模型的界面；应用层，包括模型解析模块以及模型管理模块；模型解析模块对用户批量上传的模型文件进行实例化和骨架抽取，获得模型的结构特征，通过概念发现算法，构建三维模型基础本体库；模型管理模块包括模型的检索、模型实例的语义标注以及在实例不匹配现有本体库时进行本体进化；服务层，管理系统的底层技术基础。本发明专利技术采用多种快速建模技术，对各种电力物资、设备进行自动建模、便捷匹配资产信息并导入系统，更加高效的进行电力物资的三维模型管理和应用。三维模型管理和应用。三维模型管理和应用。

【技术实现步骤摘要】
基于结构特征的三维模型管理系统、方法、设备及介质


[0001]本专利技术属于电力仓库管理
，具体涉及一种基于结构特征的三维模型管理系统、方法、设备及介质。

技术介绍

[0002]由于电力业务的不断发展，目前各供电局都建有物流电力仓库，用于储放各类电力设备设施，除了各种电力设备设施，电力仓库还包含AGV车、货架、堆垛机等现代化仓库设备。鉴于电力仓库未来的发展趋势，以电力三维仓库模型为基础，通过融合仓库及各类仓储物资数据，结合自动建模的管理平台出现。
[0003]但是，仓库的3D模型数量庞大，因此海量模型的管理成为一个比较大的难题。传统方法是通过基于关键字或者模型简单几何特征的方式进行管理，都存在一定的局限性，但通过领域本体模型可以很好的从多个维度描述一个模型，实现语义层次的检索，使得模型数据管理的性能有很大地提高。另一方面，越来越多的虚拟现实环境也对三维技术与其他技术产生了需求，比如三维形体的语义检索，三维物体的结构信息表述，三维物体的重用等。如果没有良好的软件支持，将极大地限制三维模型在设计和应用中所起到的作用。因此，针对海量三维模型的管理对底层的软件提出了更高的需求。

技术实现思路

[0004]本专利技术的主要目的在于克服现有技术的缺点与不足，提出一种基于结构特征的三维模型管理系统、方法、设备及介质。
[0005]为了达到上述目的，本专利技术采用以下技术方案：
[0006]基于结构特征的三维模型管理系统，包括界面层、应用层以及后台服务层；
[0007]界面层，人机交互界面，包括上传模型以及检索与管理模型的界面，用于提供模型文件上传，基于关键字与语义的模型检索；
[0008]应用层，包括模型解析模块以及模型管理模块；模型解析模块对用户批量上传的模型文件进行实例化和骨架抽取，获得模型的结构特征，通过概念发现算法，构建三维模型基础本体库；模型管理模块包括模型的检索、模型实例的语义标注以及在实例不匹配现有本体库时进行本体进化；
[0009]服务层，管理系统的底层技术基础，包括所运行的环境、应用的模型解析工具、网络通信协议以及数据库技术。
[0010]本专利技术还包括基于提供的管理系统的基于结构特征的三维模型管理方法，包括：
[0011]输入海量模型文件并生成实例，通过分析实例的结构特征进行聚类和分类并基于Reeb图思想进行三维模型的骨架抽取；
[0012]通过概念发现算法生成相关领域本体库，利用本体库进行模型管理，利用本体进化维护概念的更新和完善；
[0013]建立三维模型本体语义网，实现对三维模型本体进行检索。
[0014]进一步的，基于Reeb图思想进行三维模型的骨架抽取，具体为：
[0015]定义模型面片之间的距离计算方法，创建模型的对偶图，然后在该对偶图上应用Reeb图的计算思想，在对偶顶点上定义一个连续函数并计算每个顶点的函数值，最终根据计算得到的函数值以及顶点对应的面片之间的邻接关系创建模型的骨架。
[0016]进一步的，建立三维模型本体语义网具体为：
[0017]解析OWI文件，提取本体原始结点；
[0018]取出一个本体原始结点，在WordNet中查找本体原始节点的同义词集合，包括同义词、上位词、下位词、整体词以及部分词；
[0019]逐一检查同义词集中的词汇synset是否出现在本体原始词汇中；如果在本体原始词汇中出现，在原始节点与synset之间添加扩展关系；否则创建语义网扩展结点，命名为synsetA，并添加扩展关系；
[0020]建成三维模型本体语义网。
[0021]进一步的，添加扩展关系具体为：
[0022]原始结点与其同义词之间添加isequateto关系，即两者具有相同的语义；
[0023]原始结点与其上位词及下位词结点之间添加iskindof关系，即原始结点是其上位词或下位词结点的一种；
[0024]原始结点与其整体词及部分词结点之间添加ispartof属性，及部分词是原始结点的一部分，原始结点是其整体词的一部分。
[0025]进一步的，实例化时，采用批渲染技术，采用批渲染将渲染状态一致的物体合成1个大物体，放在1个DrawCall中，存1次渲染任务巾进行绘制，GPU不用多次切换渲染状态，提高渲染效率。
[0026]进一步的，实例化时，采用材质共享的方式，将模型中使用的纹理图片通过算法进行合并，重新计算并记录纹理坐标，将多张小纹理图片合并成一张大纹理图片。
[0027]进一步的，实例化时，采用Crunch算法对模型纹理进行压缩，降低纹理的存储大小，在使用时进行解压，提升数据解析及加载渲染的效率。
[0028]本专利技术还包括一种计算机设备，包括存储器以及处理器，存储器存储有计算机程序，处理器执行计算机程序时实现如提供的所述三维模型管理方法。
[0029]本专利技术还包括一种计算机可读存储介质，存储有计算机程序，当计算机程序被处理器执行时，实现如提供的所述三维模型管理方法。
[0030]本专利技术与现有技术相比，具有如下优点和有益效果：
[0031]1、本专利技术通过快速建模手段，结合三维虚拟空间坐标分析、模型定位和三维模型智能碰撞检测等关键技术的融合应用，实现电力仓库三维模型的高效、智能化管理，提高生产效率。
[0032]2、本专利技术采用多种快速建模的手段，对各种电力物资、设备进行自动建模、便捷匹配资产信息并导入系统，更加高效的进行电力物资的三维模型管理和应用。
附图说明
[0033]图1是本专利技术系统的结构示意图；
[0034]图2是本专利技术方法的示意图；
[0035]图3是三维模型语义网的构建过程示意图；
[0036]图4是构建三维模型语义网时扩展关系添加示意图。
具体实施方式
[0037]下面结合实施例及附图对本专利技术作进一步详细的描述，但本专利技术的实施方式不限于此。
[0038]实施例
[0039]如图1所示，本专利技术，基于结构特征的三维模型管理系统，包括界面层、应用层以及后台服务层；
[0040]界面层，人机交互界面，包括上传模型以及检索与管理模型的界面，用于提供模型文件上传，基于关键字与语义的模型检索；
[0041]应用层，包括模型解析模块以及模型管理模块；模型解析模块对用户批量上传的模型文件进行实例化和骨架抽取，获得模型的结构特征，通过概念发现算法，构建三维模型基础本体库；模型管理模块包括模型的检索、模型实例的语义标注以及在实例不匹配现有本体库时进行本体进化；
[0042]服务层，管理系统的底层技术基础，包括所运行的环境、应用的模型解析工具、网络通信协议以及数据库技术。
[0043]在另一个实施例中，提供了基于上述实施例管理系统的基于结构特征的三维模型管理方法，如图2所示，包括：
[0044]输入海量模型文件并生成实例，通过分析实例的结构特征进行聚类和分类并基于Reeb图思想进行三维模型的骨架本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于结构特征的三维模型管理系统，其特征在于，包括界面层、应用层以及后台服务层；界面层，人机交互界面，包括上传模型以及检索与管理模型的界面，用于提供模型文件上传，基于关键字与语义的模型检索；应用层，包括模型解析模块以及模型管理模块；模型解析模块对用户批量上传的模型文件进行实例化和骨架抽取，获得模型的结构特征，通过概念发现算法，构建三维模型基础本体库；模型管理模块包括模型的检索、模型实例的语义标注以及在实例不匹配现有本体库时进行本体进化；服务层，管理系统的底层技术基础，包括所运行的环境、应用的模型解析工具、网络通信协议以及数据库技术。2.基于权利要求1所述管理系统的基于结构特征的三维模型管理方法，其特征在于，包括：输入海量模型文件并生成实例，通过分析实例的结构特征进行聚类和分类并基于Reeb图思想进行三维模型的骨架抽取；通过概念发现算法生成相关领域本体库，利用本体库进行模型管理，利用本体进化维护概念的更新和完善；建立三维模型本体语义网，实现对三维模型本体进行检索。3.根据权利要求2所述的三维模型管理方法，其特征在于，基于Reeb图思想进行三维模型的骨架抽取，具体为：定义模型面片之间的距离计算方法，创建模型的对偶图，然后在该对偶图上应用Reeb图的计算思想，在对偶顶点上定义一个连续函数并计算每个顶点的函数值，最终根据计算得到的函数值以及顶点对应的面片之间的邻接关系创建模型的骨架。4.根据权利要求2所述的三维模型管理方法，其特征在于，建立三维模型本体语义网具体为：解析OWI文件，提取本体原始结点；取出一个本体原始结点，在WordNet中查找本体原始节点的同义词集合，包括同义词、上位词、下位词、整体词以及部分词；逐一检查同义词集中的词汇synset...

【专利技术属性】
技术研发人员：李春晖，叶润森，赖莉敏，吴志刚，翁枫，韩卫民，刘军，马仲能，马志刚，杨斌，谭韵，黄林泽，周松涛，梁远星，
申请(专利权)人：广东电网有限责任公司广州供电局，
类型：发明
国别省市：