一种针对海洋工程设备的三维建模方法、系统及存储介质

摘要

本发明属于三维建模技术领域，具体涉及一种针对海洋工程设备的三维建模方法、系统及存储介质，包括如下步骤：S1、提取海洋工程设备实景信息数据，S2、在三维建模软件中输入所述海洋工程设备实景信息数据，并设置建模参数，提交建模任务，S3、在各台物理计算机上使用虚拟化技术虚拟出若干台虚拟机，S4、将所述建模任务根据建模步骤分别分配给各台所述物理计算机，S5、各台所述物理计算机将其所负责建模任务划分成各个任务块，并将所述各个任务块分配至其上各个虚拟机中执行，S6、将建模完成的三维立体模型通过前端页面进行展示。本发明大大提高了三维建模软件的建模效率，提高建模速度，并能够保证最终建立的三维立体模型的准确性。

权利要求

1.一种针对海洋工程设备的三维建模方法，其特征在于，包括如下步骤：S1、提取海洋工程设备实景信息数据；

S2、在三维建模软件中输入所述海洋工程设备实景信息数据，并设置建模参数，提交建模任务；

S3、在各台物理计算机上使用虚拟化技术虚拟出若干台虚拟机；

S4、将所述建模任务根据建模步骤分别分配给各台所述物理计算机；

S5、各台所述物理计算机将其所负责的建模任务划分成各个任务块，并将所述各个任务块分配至其上各个虚拟机中执行；

S5中各台物理计算机分别将各个任务块分配至其上各个虚拟机中执行，具体的执行步骤如下所述：

S51、第一物理计算机上各个虚拟机分别执行其所负责任务块；

S52、当第一物理计算机上任一虚拟机执行任务块完成时，对任务块数据进行校验，当校验通过时将任务块数据传输至第二物理计算机，否则任务块重新执行；

S53、第二物理计算机选择其上一虚拟机执行由第一物理计算机传输的任务块数据；

S54、当第二物理计算机上任一虚拟机执行任务块完成时，对任务块数据进行校验，当校验通过时将任务块数据传输至第三物理计算机，否则任务块重新执行；

S55、第三物理计算机选择其上一虚拟机执行由第二物理计算机传输的任务块数据；

S56、当第三物理计算机上任一虚拟机执行任务块完成时，对任务块数据进行校验，当校验通过时将任务块数据传输至第四物理计算机，否则任务块重新执行；

S57、第四物理计算机选择其上一虚拟机执行由第三物理计算机传输的任务块数据，任务块执行完成时对任务块数据进行校验，校验不通过则重新执行该任务块，直至各个虚拟机完成任务块执行并校验通过；

S6、将建模完成的三维立体模型通过前端页面进行展示。

2.根据权利要求1所述的一种针对海洋工程设备的三维建模方法，其特征在于，S1中，提取海洋工程设备实景信息数据的方法包括：通过倾斜摄影技术提取实景信息数据，通过激光雷达技术提取实景信息数据，并将两者数据进行融合分析。

3.根据权利要求1所述的一种针对海洋工程设备的三维建模方法，其特征在于，S4中，建模步骤如下所述：

S41、对所述海洋工程设备实景信息数据进行三角测量；

S42、根据经所述三角测量得到的数据构建密集点云数据；

S43、根据所述密集点云数据建立三维立体模型；

S44、对所述三维立体模型进行外表面贴图。

4.根据权利要求1所述的一种针对海洋工程设备的三维建模方法，其特征在于，S6中，在通过前端页面对建模完成的三维立体模型进行展示之前，需要将所述第四物理计算机执行完成各任务块得到的模型进行拼接。

5.一种针对海洋工程设备的三维建模系统，其特征在于，包括如下模块：第一模块，用于提取海洋工程设备实景信息数据并对数据进行保存；

第二模块，用于设置建模参数，提交建模任务；

第三模块，用于在各台物理计算机上使用虚拟化技术虚拟出若干台虚拟机；

第四模块，用于将所述建模任务根据建模步骤分别分配给各台所述物理计算机；

第五模块，用于各台所述物理计算机将其所负责的建模任务划分成各个任务块，并将所述各个任务块分配至其上各个虚拟机中进行执行；

具体的，各台物理计算机分别将各个任务块分配至其上各个虚拟机中执行，包括如下执行步骤：

第一物理计算机上各个虚拟机分别执行其所负责任务块；

当第一物理计算机上任一虚拟机执行任务块完成时，对任务块数据进行校验，当校验通过时将任务块数据传输至第二物理计算机，否则任务块重新执行；

第二物理计算机选择其上一虚拟机执行由第一物理计算机传输的任务块数据；

当第二物理计算机上任一虚拟机执行任务块完成时，对任务块数据进行校验，当校验通过时将任务块数据传输至第三物理计算机，否则任务块重新执行；

第三物理计算机选择其上一虚拟机执行由第二物理计算机传输的任务块数据；

当第三物理计算机上任一虚拟机执行任务块完成时，对任务块数据进行校验，当校验通过时将任务块数据传输至第四物理计算机，否则任务块重新执行；

第四物理计算机选择其上一虚拟机执行由第三物理计算机传输的任务块数据，任务块执行完成时对任务块数据进行校验，校验不通过则重新执行该任务块，直至各个虚拟机完成任务块执行并校验通过；

第六模块，用于通过前端页面对建模完成的三维立体模型进行展示。

6.一种存储介质，其中存储有权利要求5所述的系统可执行的指令，其特征在于，所述指令在由权利要求5所述的系统包括的处理器执行时用于实现如权利要求1 ‑4任一项所述的一种针对海洋工程设备的三维建模方法。

说明书

一种针对海洋工程设备的三维建模方法、系统及存储介质

技术领域

[0001] 本发明属于三维建模技术领域，具体涉及一种针对海洋工程设备的三维建模方法、系统及存储介质。

背景技术

[0002] 海洋工程设备主要指海洋资源勘探、开采、加工、储运、管理、后勤服务等方面的大型工程装备和辅助装备，具有高技术、高投入、高产出、高附加值、高风险的特点，主要包括
各类钻井平台、生产平台、起重船等。由于海洋工程设备的部分设施持续暴露在海水中遭受
海水腐蚀，且海上气候环境复杂，为保证海洋工程设备的安全性，需要经常对海洋工程设备
进行检查和维修，但目前在对海洋工程设备进行维修前，首先需要工作人员进入到现场环
境中进行海洋工程设备的检查以确定需要进行维修的具体位置，然后才能对海洋工程设备
进行维修，而通过人工检查海洋工程设备的方法不仅需要花费大量的人力而且可能存在检
查不全面的情况，三维建模技术可以根据海洋工程设备的实景信息建立高质量、高精度的
三维模型，使工作人员能够方便地对海洋工程设备上各个建筑的情况进行观察，但现有技
术中的三维建模方法在计算机上执行时存在运行效率不高的问题，且通常在建模完成后才
进行模型的校验，一旦模型出现偏差则需要重新建模。

发明内容

[0003] 本发明的目的是针对以上问题，提出一种针对海洋工程设备的三维建模方法、系统及存储介质。为实现上述目的，本发明提供如下技术方案：

[0004] 一种针对海洋工程设备的三维建模方法，包括如下步骤：

[0005] S1、提取海洋工程设备实景信息数据；

[0006] S2、在三维建模软件中输入所述海洋工程设备实景信息数据，并设置建模参数，提交建模任务；

[0007] S3、在各台物理计算机上使用虚拟化技术虚拟出若干台虚拟机；

[0008] S4、将所述建模任务根据建模步骤分别分配给各台所述物理计算机；

[0009] S5、各台所述物理计算机将其所负责建模任务划分成各个任务块，并将所述各个任务块分配至其上各个虚拟机中执行；

[0010] S6、将建模完成的三维立体模型通过前端页面进行展示。

[0011] 进一步的，本发明提出的一种针对海洋工程设备的三维建模方法，在步骤 S1中，提取海洋工程设备实景信息数据的方法包括：通过倾斜摄影技术提取实景信息数据，通过
激光雷达技术提取实景信息数据，并将两者数据进行融合分析。

[0012] 进一步的，本发明提出的一种针对海洋工程设备的三维建模方法，在步骤S4中，建模步骤如下所述：

[0013] S41、对所述海洋工程设备实景信息数据进行三角测量；

[0014] S42、根据经所述三角测量得到的数据构建密集点云数据；

[0015] S43、根据所述密集点云数据建立三维立体模型；

[0016] S44、对所述三维立体模型进行外表面贴图。

[0017] 进一步的，本发明提出的一种针对海洋工程设备的三维建模方法，在步骤S5中，各台物理计算机分别将各个任务块分配至其上各个虚拟机中执行，具体的执行步骤如下所
述：

[0018] S51、第一物理计算机上各个虚拟机分别执行其所负责任务块；

[0019] S52、当第一物理计算机上任一虚拟机执行任务块完成时，对任务块数据进行校验，当校验通过时将任务块数据传输至第二物理计算机，否则任务块重新执行；

[0020] S53、第二物理计算机选择其上一虚拟机执行由第一物理计算机传输的任务块数据；

[0021] S54、当第二物理计算机上任一虚拟机执行任务块完成时，对任务块数据进行校验，当校验通过时将任务块数据传输至第三物理计算机，否则任务块重新执行；

[0022] S55、第三物理计算机选择其上一虚拟机执行由第二物理计算机传输的任务块数据；

[0023] S56、当第三物理计算机上任一虚拟机执行任务块完成时，对任务块数据进行校验，当校验通过时将任务块数据传输至第四物理计算机，否则任务块重新执行；

[0024] S57、第四物理计算机选择其上一虚拟机执行由第三物理计算机传输的任务块数据，任务块执行完成时对任务块数据进行校验，校验不通过则重新执行该任务块，直至各个
虚拟机完成任务块执行并校验通过。

[0025] 进一步的，本发明提出的一种针对海洋工程设备的三维建模方法，在步骤S6中，在通过前端页面对建模完成的三维立体模型进行展示之前，需要将所述第四物理计算机执行
完成各任务块得到的模型进行拼接。

[0026] 本发明还提供一种针对海洋工程设备的三维建模系统，包括以下模块：

[0027] 第一模块，用于提取海洋工程设备实景信息数据并对数据进行保存；

[0028] 第二模块，用于设置建模参数，提交建模任务；

[0029] 第三模块，用于在各台物理计算机上使用虚拟化技术虚拟出若干台虚拟机；

[0030] 第四模块，用于将所述建模任务根据建模步骤分别分配给各台所述物理计算机；

[0031] 第五模块，用于各台所述物理计算机将其所负责建模任务划分成各个任务块，并将所述各个任务块分配至其上各个虚拟机中进行执行；

[0032] 第六模块，用于通过前端页面对建模完成的三维立体模型进行展示。

[0033] 本发明还提供一种储存介质，其中储存有一种针对海洋工程设备的三维建模系统所述的系统可执行的指令，所述指令在由一种针对海洋工程设备的三维建模系统包括的处
理器执行是用于实现如上任一项所述的一种针对海洋工程设备的三维建模方法。

[0034] 与现有技术相比，本发明的有益效果如下：

[0035] 1、本发明提出的一种针对海洋工程设备的三维建模方法，首先通过倾斜摄影技术从一个垂直、四个倾斜、五个不同的视角同步采集影像，获取到海洋工程设备顶面及侧视的
高分辨率图像及纹理，还通过激光雷达技术来采集海洋工程设备的高精度数据，并将两者
的图像数据进行融合分析，通过激光雷达技术采集到的数据用于对通过倾斜摄影技术获取
到的图像信息数据进行补充，接着依据上述融合图像信息数据建立高质量、高精度的三维
模型并在前端页面进行展示。本发明可以实现对海洋工程设备的三维建模，使工作者能十
分方便地对海洋工程设备的情况进行观察进而及时对海洋工程设备进行检查和维修，更好
的保护海洋工程设备的安全性，同时节省大量人力。

[0036] 2、本发明提出的一种针对海洋工程设备的三维建模方法，通过将整个建模任务划分成多个任务块，首先将多个任务块分别分配给第一物理计算机上各个虚拟机去执行，当
任一虚拟机完成任务块的执行时，首先需要对执行完的任务块数据进行校验，验证数据处
理的正确性，如果数据校验通过则将执行完的任务块数据传输至第二物理计算机，第二物
理计算机通过计算选择其上一个虚拟机对由第一物理计算机传输来的任务块数据继续进
行后续步骤的计算处理；如果数据校验不通过则重新执行该任务块，直至执行完的任务块
数据通过数据校验，各个任务块在其他物理计算机上各个虚拟机上的执行步骤可以以此类
推。综上，整个建模任务被划分成多个任务块，每个任务块执行完成一个步骤后即可继续执
行下一步骤，且多个任务块并行执行，由此大大提高了建模的效率，缩短建模时间，另外，每
个任务块执行完成后都要先进行数据校验，保证了每个任务块执行完后所获得数据的准确
性，进而保证了最终建立的整个三维立体模型的准确性，避免在整个模型建立完成后检查
发现模型存在较大误差需要重建整个模型的问题。

附图说明

[0037] 图1为本发明的一种针对海洋工程设备的三维建模方法的流程图；

[0038] 图2为本发明中三维模型建立步骤的具体流程图；

[0039] 图3为本发明中各任务块执行步骤的具体流程图。

具体实施方式

[0040] 下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于
本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他
实施例，都属于本发明保护的范围。

[0041] 如图1所示，一种针对海洋工程设备的三维建模方法，包括如下步骤：

[0042] S1、提取海洋工程设备实景信息数据；

[0043] S2、在三维建模软件中输入海洋工程设备实景信息数据，并设置建模参数，提交建模任务；

[0044] S3、在各台物理计算机上使用虚拟化技术虚拟出若干台虚拟机；

[0045] S4、将建模任务根据建模步骤分别分配给各台物理计算机；

[0046] S5、各台物理计算机将其所负责建模任务划分成各个任务块，并将各个任务块分配至其上各个虚拟机中执行；

[0047] S6、将建模完成的三维立体模型通过前端页面进行展示。

[0048] 具体的，在步骤S1中，通过倾斜摄影技术从一个垂直、四个倾斜、五个不同的视角同步采集影像，能够获取到海洋工程设备顶面及侧视的高分辨率图像及纹理，还通过激光
雷达技术来采集海洋工程设备的高精度数据，用于对通过倾斜摄影技术获取到的图像信息
数据进行补充，通过将两者的图像数据进行融合分析后得到的图像数据用于后续建立海洋
工程设备的三维立体模型。

[0049] 具体的，在步骤S2中，首先需要将通过倾斜摄影技术及激光雷达技术采集到的图像数据进行融合分析后得到的图像数据输入三维建模软件中，接着设置建模参数，如建模
的比例尺精度，最后提交建模任务，三维建模软件可以据一系列二维图像，或者一组倾斜影
像，自动生成高分辨的、带有逼真纹理贴图的三维模型，模型效果逼真，要素全面，而且具有
测量精度，是对现实世界的真实还原能带给人身临其境之感，使工作者能十分方便地对海
洋工程设备的状况进行观察。

[0050] 具体的，在步骤S3中，在各台物理计算机上使用虚拟化技术虚拟出若干台虚拟机，通过虚拟化技术可以在逻辑上扩大硬件的容量，简化软件的重新配置过程，例如CPU的虚拟
化技术可以使单CPU模拟多CPU 并行，虚拟化技术允许一台物理计算机上同时运行多台虚
拟机，每台虚拟机上搭载有自己的操作系统，并且应用程序都可以在相互独立的空间内运
行而互不影响，从而显著提高计算机的工作效率，通过在多台虚拟机上同时运行建模程序
能够大大提高三维建模软件的建模效率，缩短建模时间。

[0051] 具体的，参考图2所示，在步骤S4中，将建模任务根据建模步骤分别分配给各台物理计算机进行执行，详细的建模步骤如下：

[0052] S41、对海洋工程设备实景信息数据进行三角测量；

[0053] S42、根据经三角测量得到的数据构建密集点云数据；

[0054] S43、根据密集点云数据建立三维立体模型；

[0055] S44、对三维立体模型进行外表面贴图。

[0056] 其中，三角测量是在三角学与几何学上借由测量目标点与固定基准线的已知端点的角度，测量目标距离的方法，通过三角测量可以获取海洋工程设备外观表面的点数据之
间的位置和距离等关系，接着通过选取大量且点与点的间距较小的海洋工程设备外观表面
的点数据来构成密集点云数据，然后通过密集点云数据建立三维立体模型，最后对三维立
体模型的外表面进行贴图，达到对海洋工程设备外观表面的纹理进行真实还原的目的。

[0057] 具体的，参考图3所示，在步骤S5中，各台物理计算机将其所负责建模任务划分成各个任务块，并将各个任务块分配至其上各个虚拟机中执行，各任务块的执行步骤如下所
述：

[0058] S51、第一物理计算机上各个虚拟机分别执行其所负责任务块；

[0059] S52、当第一物理计算机上任一虚拟机执行任务块完成时，对任务块数据进行校验，当校验通过时将任务块数据传输至第二物理计算机，否则任务块重新执行；

[0060] S53、第二物理计算机选择其上一虚拟机执行由第一物理计算机传输的任务块数据；

[0061] S54、当第二物理计算机上任一虚拟机执行任务块完成时，对任务块数据进行校验，当校验通过时将任务块数据传输至第三物理计算机，否则任务块重新执行；

[0062] S55、第三物理计算机选择其上一虚拟机执行由第二物理计算机传输的任务块数据；

[0063] S56、当第三物理计算机上任一虚拟机执行任务块完成时，对任务块数据进行校验，当校验通过时将任务块数据传输至第四物理计算机，否则任务块重新执行；

[0064] S57、第四物理计算机选择其上一虚拟机执行由第三物理计算机传输的任务块数据，任务块执行完成时对任务块数据进行校验，校验不通过则重新执行该任务块，直至各个
虚拟机完成任务块执行并校验通过。

[0065] 其中，通过将整个建模任务划分成多个任务块，首先将多个任务块分别分配给第一物理计算机上各个虚拟机去执行，当任一虚拟机完成任务块的执行时，首先需要对执行
完的任务块数据进行校验，验证数据处理的正确性，如果数据校验通过则将执行完的任务
块数据传输至第二物理计算机，第二物理计算机通过计算选择其上一个虚拟机对由第一物
理计算机传输来的任务块数据继续进行后续步骤的计算处理；如果数据校验不通过则重新
执行该任务块，直至执行完的任务块数据通过数据校验，各个任务块在其他物理计算机上
各个虚拟机上的执行步骤可以以此类推。综上，整个建模任务被划分成多个任务块，每个任
务块执行完成一个步骤后即可继续执行下一步骤，且多个任务块并行执行，由此大大提高
了建模的效率，缩短建模时间，另外，每个任务块执行完成后都要先进行数据校验，保证了
每个任务块执行完后所获得数据的准确性，进而保证了最终建立的整个三维立体模型的准
确性，避免在整个模型建立完成后检查发现模型存在较大误差需要重建整个模型的问题。

[0066] 具体的，在步骤S6中，在通过前端页面对建模完成的三维立体模型进行展示之前，由于第四物理计算机上各虚拟机分别执行完成各任务块并校验通过之后得到的是整个三
维立体模型的一部分，因此需要把各部分模型拼接成一个完整的三维立体模型。

[0067] 本发明还提供一种针对海洋工程设备的三维建模系统，包括以下模块：

[0068] 第一模块，用于提取海洋工程设备实景信息数据并对数据进行保存；

[0069] 第二模块，用于设置建模参数，提交建模任务；

[0070] 第三模块，用于在各台物理计算机上使用虚拟化技术虚拟出若干台虚拟机；

[0071] 第四模块，用于将建模任务根据建模步骤分别分配给各台所述物理计算机；

[0072] 第五模块，用于各台物理计算机将其所负责建模任务划分成各个任务块，并将各个任务块分配至其上各个虚拟机中进行执行；

[0073] 第六模块，用于通过前端页面对建模完成的三维立体模型进行展示。

[0074] 本发明还提供一种储存介质，其中储存有一种针对海洋工程设备的三维建模系统所述的系统可执行的指令，所述指令在由一种针对海洋工程设备的三维建模系统包括的处
理器执行是用于实现如上任一项所述的一种针对海洋工程设备的三维建模方法。

[0075] 需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存
在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖
非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要
素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备
所固有的要素。

[0076] 尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换
和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。