一种基于三维矩阵建模的车辆姿态定义标准与方法技术

本发明专利技术提供一种基于三维矩阵建模的车辆姿态定义标准与方法，包括以下步骤：步骤一

【技术实现步骤摘要】
一种基于三维矩阵建模的车辆姿态定义标准与方法


[0001]本专利技术涉及车辆监控领域，具体为一种基于三维矩阵建模的车辆姿态定义标准与方法
。

技术介绍

[0002]针对三维数字孪生车辆或设备的行驶姿态监控，通常采用三维姿态检测模型对图像或视频中的目标对象进行三维姿态预测，采用复杂的图像和视频处理算法来计算和预估车辆的行驶姿态，得到目标姿态的三维数据，然后根据数据来调整三维模型的姿态
。
其中三维姿态检测模型需要使用标注有三维数据标记的训练数据训练得到的
。
[0003]通过现有技术在实际的行车环境中，由于气象条件
、
网络状况等因素极不稳定，依靠光学捕获与三维姿态检测所需要的运算量与数据量巨大，对数据传输的实时性与稳定性有极高的要求
。
在三维数字孪生场景下，车辆实时姿态需要与动画建模保持高度契合，数据的冗余庞大和动画建模的手工创作差异性都会导致数字孪生的延迟与失真，给实际运用带来诸多挑战
。
在这样的技术和应用背景下，急需要定义一种标准轻量化的姿态定义标准与方法，能够高效且自动化的完成类似场景下的车辆姿态数据采集
、
传输
、
建模
、
还原全过程，在此需求下定义与专利技术了这种基于三维矩阵建模的车辆姿态定义标准与方法
。

技术实现思路

[0004]针对现有技术存在的不足，本专利技术目的是提供一种基于三维矩阵建模的车辆姿态定义标准与方法，以解决上述
技术介绍
中提出的问题，本专利技术使用极小的数据量进行车辆行驶姿态的信息传输和场景还原，可广泛应用于运输行业车辆监控
、
数字孪生三维同步等应用场景，具有数据精确全面
、
传输低延时
、
使用方便等特点，极大提高数字孪生应用三维场景下车辆状态监控的全面性与准确度
。
[0005]为了实现上述目的，本专利技术是通过如下的技术方案来实现：一种基于三维矩阵建模的车辆姿态定义标准与方法，该方法主要包括以下步骤：步骤一
、
对车辆进行三维建模；步骤二
、
车辆模型的最小外接立方体矩阵换算；步骤三
、
矩阵立体中心线提取；步骤四
、
车辆安装陀螺仪传感器和定位传感器；步骤五
、
将模型应用于数字孪生三维场景；步骤六
、
获取车辆模型实时的姿态模型数据，在动画场景对模型进行对应的姿态调整
。
[0006]进一步的，所述步骤一中，将数字孪生三维建模工作前置，使用建模工具构建模型对车辆进行建模
、
效果编辑，依次给模型添加适当的材质纹理
、
进行展
UV
，辅助上颜色
、
法线等各类贴图
、
创建灯光效果等效果
。
[0007]进一步的，所述建模工具包含有
3DMAX、ArcGIS、Maya
及
AutoCAD。
[0008]进一步的，所述步骤二中，将得的车辆模型最小外接矩形最大长宽高与车辆模型最大长宽高比例完全一致
,
等比例缩放或者放大皆可，将得到的三维矩形结构以水平位置为初始状态放置
。
[0009]进一步的，所述步骤三中，导入获取的矩形模型信息，调用算法获取模型三条中心
线信息，通过标识线来定位整个模型的空间状态信息
。
[0010]进一步的，所述标识线包括水平横向中心线
、
水平竖向中心线和垂直平面中心线
。
[0011]进一步的，所述标识线互相垂直相交于三维矩形结构模型正中心，通过线条的两两相交，抽象出两个平面，两个平面皆以水平竖向中心线作为起始点，以焦点为中心点，定义为0°
到
360
°
的角度范围
。
[0012]进一步的，所述步骤四中，将要接入监控的车辆，于中心点位置安装陀螺仪传感器，并使传感器接入网络平台，实时上报水平面和垂直面的倾角变化；同时确保定位传感器也完成网络接入，开始上报实时位移坐标，陀螺仪上报数据需要传输至数字孪生服务的只有量个属性值：水平面和垂直面的倾角
。
[0013]进一步的，所述步骤五中，将所创建好的三维模型运用于三维动画场景，根据运行环境对模型进行减面
、
展
UV、
烘焙
、
格式转换等各项处理
。
[0014]进一步的，所述车辆模型实时的姿态模型数据通过服务器接收水平面和垂直面的倾角数值，并读取存储本地的建模数据结合三维动画场景进行等比例换算后进行获取
。
[0015]本专利技术的有益效果：
[0016]1.
本专利技术极大降低数字孪生应用场景中车载传感器至信息服务器之间的数据传输量
。
用于维护于定义所有车身姿态只用了两个倾角数值，较好满足了低功耗与复杂网络环境下车辆状态监控需求
。
[0017]2.
该基于三维矩阵建模的车辆姿态定义标准与方法中，三维动画姿态控制由本地存储的模型参数依据倾角度进行像素换数，数据处理量少，确保了三维动画的低延迟
、
高准确率
。
[0018]3.
该基于三维矩阵建模的车辆姿态定义标准与方法使用极小的数据量进行车辆行驶姿态的信息传输和场景还原，可广泛应用于运输行业车辆监控
、
数字孪生三维同步等应用场景，具有数据精确全面
、
传输低延时
、
使用方便等特点，极大提高数字孪生应用三维场景下车辆状态监控的全面性与准确度
。
附图说明
[0019]图1为本专利技术一种基于三维矩阵建模的车辆姿态定义标准与方法的处理流程图；
[0020]图2为本专利技术实施例中矩形模型的空间状态图
。
具体实施方式
[0021]为使本专利技术实现的技术手段
、
创作特征
、
达成目的与功效易于明白了解，下面结合具体实施方式，进一步阐述本专利技术
。
[0022]请参阅图1至图2，本专利技术提供一种技术方案：一种基于三维矩阵建模的车辆姿态定义标准与方法，该标准与方法的流程如下：
[0023]步骤1：对车辆进行三维建模
[0024]将数字孪生三维建模工作前置，使用建模工具构建模型
(
例如
3DMAX、ArcGIS、Maya
及
AutoCAD
等
)
对车辆进行建模
、
效果编辑，依次给模型添加适当的材质纹理
、
进行展
UV
，辅助上颜色
、
法线等各类贴图
、
创建灯光效果等效果
。
[0025]步骤2：车辆模型的最本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种基于三维矩阵建模的车辆姿态定义标准与方法，其特征在于，该方法主要包括以下步骤：步骤一
、
对车辆进行三维建模；步骤二
、
车辆模型的最小外接立方体矩阵换算；步骤三
、
矩阵立体中心线提取；步骤四
、
车辆安装陀螺仪传感器和定位传感器；步骤五
、
将模型应用于数字孪生三维场景；步骤六
、
获取车辆模型实时的姿态模型数据，在动画场景对模型进行对应的姿态调整
。2.
根据权利要求1所述的一种基于三维矩阵建模的车辆姿态定义标准与方法，其特征在于：所述步骤一中，将数字孪生三维建模工作前置，使用建模工具构建模型对车辆进行建模
、
效果编辑，依次给模型添加适当的材质纹理
、
进行展
UV
，辅助上颜色
、
法线等各类贴图
、
创建灯光效果等效果
。3.
根据权利要求2所述的一种基于三维矩阵建模的车辆姿态定义标准与方法，其特征在于：所述建模工具包含有
3DMAX、ArcGIS、Maya
及
AutoCAD。4.
根据权利要求1所述的一种基于三维矩阵建模的车辆姿态定义标准与方法，其特征在于：所述步骤二中，将得的车辆模型最小外接矩形最大长宽高与车辆模型最大长宽高比例完全一致
,
等比例缩放或者放大皆可，将得到的三维矩形结构以水平位置为初始状态放置
。5.
根据权利要求1所述的一种基于三维矩阵建模的车辆姿态定义标准与方法，其特征在于：所述步骤三中，导入...

【专利技术属性】
技术研发人员：陈杰，李刚，齐博，辛龙，谭亮，孙智慧，
申请(专利权)人：哈尔滨哈工智慧嘉利通科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：