恭喜中国人民解放军军事科学院系统工程研究院肖刚获国家专利权
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龙图腾网恭喜中国人民解放军军事科学院系统工程研究院申请的专利一种面向无人系统智能水平评估的基础数据生成方法获国家发明授权专利权,本发明授权专利权由国家知识产权局授予,授权公告号为:CN119068120B 。
龙图腾网通过国家知识产权局官网在2025-03-25发布的发明授权授权公告中获悉:该发明授权的专利申请号/专利号为:202411205998.9,技术领域涉及:G06T17/00;该发明授权一种面向无人系统智能水平评估的基础数据生成方法是由肖刚;马琼敏;王莹;胡健伟;张瑜;马静静;杜琳琳设计研发完成,并于2024-08-30向国家知识产权局提交的专利申请。
本一种面向无人系统智能水平评估的基础数据生成方法在说明书摘要公布了:本发明属于无人系统智能化水平评估领域,尤其是一种面向无人系统智能水平评估的基础数据生成方法。本发明以通过构建基础模型数据库,然后以这些数据为基础,通过数据扩展与衍生技术,自动生成多样化的模型数据。具体包括以下几种类型基础数据生成关键技术与途径:建筑模型数据制作与扩展,地面、植被、道路、河流、标志物等模型制作与扩展技术、地形场景数据生成、城市场景数据生成、气象环境数据叠加以及传感器数据生成。本发明能够构建大量评估基准数据,按需形成可满足不同难度级别智能化水平分级评估的考评数据。
本发明授权一种面向无人系统智能水平评估的基础数据生成方法在权利要求书中公布了:1.一种面向无人系统智能水平评估的基础数据生成方法,其特征在于,包括如下步骤:步骤一:建筑模型数据制作与扩展制作构建建筑模型数据库:将建筑模型分为底座、主体、顶部3个建筑结构,每个建筑结构设有若干不同样式及不同分辨率的纹理贴图;纹理贴图根据建筑结构生成,纹理UV坐标设置成支持重复使用和拼接的样式;UV坐标系统通过U和V两个轴来表示模型表面的纹理映射;坐标系统是基于模型的表面拓扑和几何形状而定义的,纹理贴图的每个顶点都有一个对应的UV坐标,用来确定该顶点对应纹理图像中的位置;建筑模型数据制作与扩展设有两种生成模式:通过自由组合方式生成建筑模型或根据要求生成不同尺寸的建筑模型;通过自由组合方式生成建筑模型基于三段式建筑结构,通过不同的组合方式,再配上不同的纹理贴图,由算法随机组合合成不同样式的建筑模型;根据要求生成不同尺寸的建筑模型为建模者根据需求,手动选择建筑模型尺寸、纹理,生成建筑模型;步骤二:不规则模型制作与扩展所述不规则模型包括地面、植被、道路、河流、标志物;由于模型自身形状不规则,无法使用建模软件建立单个通用模型,均需根据要求生成;所述不规则模型制作与扩展的基础库中设有若干不同样式及不同分辨率的纹理贴图;纹理贴图纹理UV坐标支持重复使用和拼接的样式;不规则模型制作与扩展模块根据输入的不规则模型数据边界生成道路模型三维网格,根据不规则模型数据边界计算纹理UV坐标,按照计算的坐标值进行贴图;步骤三:地形场景数据生成通过三种地形场景生成技术方法中任意一种或两种以上组合的方式生成地形场景数据,所述三种方法为:手工建模、倾斜摄影、DOM与DEM数据叠加;手工建模方法通过设计者手动构建地形网格、编辑每个网格点的高度,然后制作地表图片,进行贴图;倾斜摄影技术通过从不少于一个垂直、四个倾斜共五个不同的视角同步采集影像,获取地形场景顶面及侧视的纹理;DOM和DEM数据叠加建模通过利用数字正射影像DOM数据和数字高程模型DEM数据构建真实三维地形;步骤四:基础场景数据生成在建筑模型数据制作与扩展模块、不规则模型制作与扩展模块和地形场景数据生成的基础数据上,对基础数据进行组合并设定条件参数,生成基础场景数据;具体包括以下步骤:401:要素分解将构成基础场景的三维模型分解成独立的、可拼接或反复使用的单个要素,所述要素包括纹理贴图或单个三维模型;分解之后的要素需要按照类型分类存储,且配置描述文件,对其属性进行描述;所述属性包括类型、尺寸、分辨率、存储位置;402:区域分割将指定大小的场景分割成若干区域,根据每个区域设置不同的特性的模型标签,包括居民区、商业区、交通枢纽等,后续将从要素库中随机选取不同的模型或根据条件自动生成对应的模型进行填充;403:区域填充根据每个区域特征,从要素库中随机选取若干要素模型,放置在区域中;404:场景修饰以模型填充、修饰各个区域周边,形成完整的基础场景步骤五:气象环境数据叠加在基础场景数据基础上叠加气象数据,所述气象数据包括光照、雨、雪、雾数据;所述环境数据叠加基于图形平台提供的渲染引擎并结合粒子系统、着色语言技术完成叠加;所述粒子系统实现步骤如下:S1:创建粒子发射器粒子发射器为粒子系统的起点,定义粒子产生的位置和方式;S2:设定粒子属性粒子属性包括粒子的大小、形状、颜色、透明度、速度、方向、生命周期;上述属性决定粒子系统的外观和行为;S3:更新粒子状态在三维图形渲染的每一帧中,根据粒子的属性和物理规则更新粒子的位置、速度和方向;所述物理规则包括重力、风力;S4:绘制粒子将更新后的粒子绘制,通过图形渲染技术实现;S5:粒子生命周期管理设定粒子从发射出来到消失的过程时间,以确保粒子在所需的时间产生和消失;使用着色语言实现不同时间段不同光照效果,步骤如下:S1:定义光源定义太阳的位置和颜色:通过定义一个光源向量实现,向量指向太阳的位置,且包含太阳的颜色信息;S2:计算光照方向对于场景中的每个物体,计算光照方向,即太阳位置和物体表面点的向;通过将太阳位置向量减去物体表面点的位置向量来得到;S3:计算光照强度光照强度通过点乘光照方向和物体表面的法向量来计算,点乘结果表示光照的强度,值越大表示光照越强烈;S4:计算漫反射漫反射是光照在物体表面上散射的效果,使用光照强度和物体表面的漫反射系数来计算漫反射的颜色,通过着色语言中的乘法操作符实现;S5:计算高光反射高光反射是光照在物体表面上产生的镜面反射效果,根据光照方向、视线方向和物体表面的法向量来计算高光反射的颜色,使用幂运算和点乘运算计算高光反射;S6:合成光照结果将漫反射和高光反射的颜色与物体表面的基础颜色进行合成,得到最终的光照效果,使用着色语言中的加法操作符来实现颜色的合成;步骤六:传感器数据生成根据无人系统上携带的传感器实时模拟生成传感器数据,所述传感器包括可见光相机传感器、红外相机传感器、激光雷达传感器;可见光相机传感器、红外相机传感器数据基于RenderToTexture(RTT)技术生成;通过生成仿真的激光雷达点云数据模拟激光雷达的感知结果。
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