用於創建並利用高視覺縱橫比虛擬環境的系統和方法

2023-05-11 06:12:26

用於創建並利用高視覺縱橫比虛擬環境的系統和方法
【專利摘要】本發明涉及一種用於製造工廠的建設、規劃、設計、遊覽、和/或管理的交互式虛擬方法，所述方法包括：向用戶提供第一交互式虛擬環境，所述第一虛擬環境包括設施信息和設備信息；提出問題；以及導航所述環境以獲得對所提出的問題的回答；其中所述方法為基於計算機的環境，所述環境包括高視覺縱橫比，並且其中所述方法不採用計算機輔助設計。另外，本發明還涉及一種用於創建高視覺縱橫比虛擬遊覽的方法，包括：收集低細節區域的多個第一圖像和高細節區域的多個第二圖像；將所述第一圖像縫接在一起以創建多個第一球面格式圖像，並且將所述第二圖像縫接在一起以創建多個第二球面格式圖像；將所述第一球面格式圖像與所述第二球面格式圖像組合起來以創建高視覺縱橫比虛擬遊覽。
【專利說明】用於創建並利用高視覺縱橫比虛擬環境的系統和方法

【技術領域】
[0001]本專利申請整體涉及創建並利用高視覺縱橫比虛擬環境。具體地，本專利申請涉及創建並利用製造設施和設備的高視覺縱橫比虛擬環境以便能夠進行建設、規劃、設計、遊覽、管理等。

【背景技術】
[0002]在許多行業內，出於培訓、審計、項目作業、設備安裝、銷售宣傳等目的，常見的做法是讓工作者親身參觀不同的場所。例如，在製造行業中，相當常見的做法是讓某個具體公司的工程師們旅行到他們自己公司的製造場所以及旅行到商業合伙人的製造場所。進行這種旅行的一個主要原因是要親自看一看製造設備。許多工程師在回到他們自己的場所之前將參觀某個場所以採集信息。該信息可包括製造工廠或設備的照片、測量、機器儀表讀數等。這是一種昂貴的、低效且緩慢的採集信息的方法。例如，工程師可旅行到某個場所以拍攝一系列的二維(2D)照片從而記錄設備的細節和信息。但2D照片，甚至一系列2D照片，既非交互式的也不易於仔細地導航。雖然所述2D照片對於所述工程師(現在已回家，他曾去過所述場所並拍攝了這些照片)來講可充當良好的提示物，但難以讓未曾去過所述場所的另一個工程師理解或領會工廠的布局、設備細節等。這種利用2D照片的單層細節的工作方法遠遠比不上親臨現場的多層細節的工作方法。此外，隨著市場競爭越來越激烈並且個人和公司持續地試圖降低成本，這種信息採集方法並非總是實用的。因此，需要快速地採集遠程信息而不招致親身旅行所需的所有花費。此外，還需要快速且容易地採集這種遠程信息。也期望具有一種用戶友好型虛擬系統，所述虛擬系統使得用戶能夠採集關於某個設施的宏觀細節的多層細節的信息(例如，某個設施及其中的設備的布局)並且也能夠採集關於某個設施或某件設備的微觀細節的信息(例如，某件具體設備上的錶盤)。
[0003]三維(3D)空間模擬主要是用計算機輔助設計(CAD)軟體來構建的。這些模擬可用於許多不同的應用，例如一般的可視化、房地產、視頻遊戲、操作規劃等。由於是基於CAD的，因此物體必須以CAD格式生成，這對於非常複雜的系統和建築來講可能很費時、昂貴且難以進行。當所述環境內的事物發生改變時，需要進行大量的返工。使用基於CAD的模擬系統所需的花費可與實際親身旅行所需的花費一樣多或甚至多於實際親身旅行所需的花費。
[0004]另外，模擬通常依賴於定位特徵比如全球定位系統、標記物、遙測技術、3D跟蹤裝置、方位傳感器等。這些特徵可為初始物理環境的一部分或它們可被適當地放置在其中。然後可基於由定位特徵收集的累積信息來創建環境的3D模型。該方法的缺點是，其特別費時，需要許多設備，並且難以更新和保持符合當前情況。
[0005]另一種產生3D模擬的方法是通過使用全景相機，所述全景相機從單一點提供360°視覺信息。該方法需要諸如全景鏡頭之類的設備和複雜的軟體。這允許用戶模擬站立在一個位置並轉身360°以觀察他周圍的環境。然而，該類型的模擬不提供多方向的行走、轉身和縮放功能性。作為另外一種選擇，對竣工設備和安裝物進行雷射掃描是可能的。雖然對於複雜系統來講，雷射掃描常常比創建全3D CAD模型便宜且快速，但雷射掃描相比於數字攝影仍然相對緩慢且昂貴。此外，這些現有系統也不能足夠地提供同時對高水平細節和低水平細節的觸及。因此，有利的是提供一種用於創建並利用高視覺縱橫比虛擬環境的系統和方法。
[0006]需要一種能夠快速地、容易地且廉價地創建並更新的虛擬環境。需要一種可被容易地導航並提供多方向的行走、轉身、和縮放功能性的虛擬環境。需要一種同時提供低細節和高細節的虛擬環境。
[0007]這些均是本發明的目標；本文所述的實施例可實現這些目標的各種組合。某個具體實施例可但非必需地實施每一目標。
[0008]
【發明內容】
一種用於製造工廠的建設、規劃、設計、遊覽、和/或管理的交互式虛擬方法，所述方法包括:向用戶提供第一交互式虛擬環境，所述虛擬環境包括設施信息以及設備信息；提出關於設備、設施、或它們的組合的問題；以及導航虛擬環境以獲得對所提出的問題的回答；其中所述方法為基於計算機的虛擬環境，所述虛擬環境包括高視覺縱橫比，並且其中所述方法不利用計算機輔助設計。
[0009]另外，本發明還涉及一種用於創建高視覺縱橫比虛擬遊覽的方法，所述方法包括:收集低細節區域的多個第一圖像；收集高細節區域的多個第二圖像；將所述多個第一圖像縫接在一起以創建多個第一球面格式圖像；將所述多個第二圖像縫接在一起以創建多個第二球面格式圖像；將第一球面格式圖像與第二球面格式圖像組合起來以創建高視覺縱橫比虛擬遊覽；以及將所述遊覽發布到基於顯示器的輸入/輸出單元以使得用戶能夠訪問所述遊覽。

【專利附圖】

【附圖說明】
[0010]本專利或專利申請文件包含至少一個彩色繪製的附圖。本專利或專利申請公布的具有彩色附圖的副本在有人索取並支付必要費用的情況下將由專利局提供。
[0011]應當理解，前述一般說明和以下的詳細說明均描述了各種系統和方法，並且旨在提供概述或框架以供理解受權利要求書保護的主題的性質和特性。包括了附圖以提供對所述各種系統和方法的進一步的理解，並且它們被併入到本說明書中並構成本說明書的一部分。這些圖示出了本文所述的各種系統和方法，並且連同本說明書一起來闡釋受權利要求書保護的主題的原理和操作。
[0012]圖1示出了本文所述的用於創建高視覺縱橫比虛擬遊覽的方法；
[0013]圖2示出了成像系統的框圖；
[0014]圖3示出了呈相機形式的信息輸入裝置；
[0015]圖4示出了根據本文所公開的系統和方法的計算裝置；
[0016]圖5不出了根據本文所公開的系統和方法的平面布置圖；
[0017]圖6示出了低細節區域的虛擬環境的屏幕截圖；
[0018]圖7示出了高細節區域的虛擬環境的屏幕截圖；
[0019]圖8示出了用於設計目的的虛擬環境的屏幕截圖；並且
[0020]圖9示出了根據本文所公開的系統和方法的用於製造工廠的建設、規劃、設計、遊覽、和/或管理的交互式虛擬方法的流程圖。
[0021]【具體實施方式】本文所述的系統和方法可用來基於實際的/真實的室外或室內環境或物體創建虛擬環境。本發明提供了一種產生包括高視覺縱橫比的交互式虛擬環境的方法。
[0022]利用本文所述的系統和方法可產生許多有益效果。人們可用虛擬方式旅行到任何設施、世界的任何地方。這使得能夠作出更快的信息把握得更好的決策，例如，關於生產能力和製造建設規劃。另外，項目團隊還可通過在建設和首次展出期間更好地理解安裝的布局並避免意外而得益於改善的設計。另外，操作者、工程師、和新僱員還可更好地觸及設備設計、安裝要求、操作、安全、和培訓方面的更為交互式的技術轉移。
[0023]所述系統和方法使得能夠在虛擬環境中對真實或虛擬設備進行測試/可視化。可通過以視覺方式存檔發生著改變、改型等的設施來促進商業連續性。另外，還可用更節省成本的方式來執行新生產能力並使建設規劃沒有缺陷，包括添加新設備、生產線重新定位至新址、或將生產線複製到附加地址。
[0024]為了使得能夠具有這些有益效果，我們已在工作過程和遊覽技術上作出了關鍵推進從而理解並解決傳統虛擬模擬技術的矛盾。一個主要的發現是需要拍照大的空間諸如整個工廠地板(其可為10mX 10m或更大)，同時也拍照足夠的細節從而能夠讀出錶盤並看到設備的複雜細節(它們可為0.0lm大小)。將這些宏觀細節和微觀細節結合在一個虛擬環境中是一種關鍵的推進。令人驚訝的是，這些「高視覺縱橫比」虛擬環境的創建是簡單、廉價且快速的。這些新系統和方法包括導航整個設施以及相關聯設備的虛擬環境並與其進行交互的能力。
[0025]所利用的虛擬環境是基於非CAD的；即，這些虛擬環境不是用CAD軟體創建的。相反，虛擬環境是通過捕獲實際環境的圖像(例如，照片)並將它們縫接在一起來創建的。
[0026]現在參見附圖，圖1示出了用於創建高視覺縱橫比虛擬遊覽的方法100。所述方法包括收集低細節區域的多個第一圖像110 ;收集高細節區域的多個第二圖像120 ;將所述多個第一圖像縫接在一起以創建多個第一球面格式圖像130 ;將所述多個第二圖像縫接在一起以創建多個第二球面格式圖像140 ;將第一球面格式圖像與第二球面格式圖像組合起來以創建高視覺縱橫比虛擬遊覽150 ;以及將所述遊覽發布到基於顯示器的輸入/輸出單元以使得用戶能夠觸及遊覽160。
[0027]圖2示出了被總體標示為200的本發明的成像系統。成像系統200能夠用來創建並利用高視覺縱橫比虛擬環境。成像系統200包括成像裝置220、信息輸入裝置224、計算裝置230 (用於創建並利用虛擬環境)、網絡伺服器250、至少一個附加計算裝置260 (用於利用虛擬環境)、和至少一個顯示器270。
[0028]優選地，成像裝置220為相機222。相機222可為單眼的、全景的、泛傾斜變焦的等。相機222可安裝在三角架、泛傾斜單元、製造設備、車輛等上。適宜地，相機不是手持式的，因為這可能降低所拍攝圖像的精密度。適宜地，相機222安裝在三角架上。一種合適的相機222，比如圖3所示的相機，包括Nikon D7000相機主體223、Sigma魚眼透鏡225。NodalNinja Ultimate RlO透鏡架226、和三角架227，所述三角架用以將相機的焦點定位在視高度，大約高出地面六英尺。在使用魚眼透鏡的情況下，透鏡架提供圍繞圖像焦點的90度旋轉。
[0029]所需的成像裝置220的數目為一個或多個。當僅使用一個相機222時，所述方法涉及獲取多個圖像(例如，拍攝多張照片)。相機222可在實際環境內四處移動至不同的位置。當使用兩個或更多個相機222時，可按彼此特定的空間關係放置它們並相應地校準它們。
[0030]取代或除了相機222以外，成像系統200還可包括至少一個信息輸入裝置224。信息輸入裝置224可安裝在相機222上或可與相機222分開。信息輸入裝置224包括攝像機、傳感器、掃描儀(例如，用以對先前拍攝的照片進行數位化)、或其它成像或定位/測量裝置。或傳感器可包括迴轉儀傳感器、地磁傳感器、輻射檢測器、光傳感器、煙霧傳感器、粉塵/顆粒傳感器、溫度傳感器等。成像系統200可包括相機222以及傳感器228。
[0031]圖4示出了根據本文所公開的系統和方法的用於創建並利用虛擬環境的計算裝置230。在所示的環境中，計算裝置230包括處理器232、輸入/輸出硬體234、網絡接口硬體236、數據存儲部件238 (其存儲圖像數據238a和其它數據238b)、和存儲器部件240。計算裝置230，260可包括臺式計算機、膝上型計算機、平板電腦、手機等。
[0032]計算裝置230的存儲器部件240可被配置為易失性和/或非易失性存儲器，並且同樣可包括隨機存取存儲器(包括SRAM、DRAM、和/或其它類型的RAM)、快閃記憶體存儲器、寄存器、光碟(CD)、數字通用盤(DVD)、和/或其它類型的非瞬時性計算機可讀介質。取決於具體構型，這些非瞬時性計算機可讀介質可駐留在計算裝置230的內部和/或駐留在計算裝置230的外部。
[0033]另外，存儲器部件240還可被配置成存儲操作邏輯242、匹配邏輯244a、和縫接邏輯244b，它們中的每一個均可被體現為例如電腦程式、固件、和/或硬體。圖4中還包括本地通信接口 246，並且可被實施為總線或其它接口以有利於在計算裝置230的部件之間進行通信。
[0034]處理器232可包括任何處理部件，所述處理部件為可操作的以接收並執行指令(諸如源自數據存儲部件238和/或存儲器部件240的指令)。輸入/輸出硬體234可包括監視器、鍵盤、滑鼠、印表機、相機、麥克風、揚聲器、和/或其它裝置和/或被構造成與監視器、鍵盤、滑鼠、印表機、相機、麥克風、揚聲器、和/或其它裝置進行交互，以用於接收、發送、和/或呈現數據。網絡接口硬體236可包括和/或被配置成用於與任何有線或無線聯網硬體通信，包括衛星、天線、數據機、LAN埠、無線保真(W1-Fi)卡、WiMax卡、移動通信硬體、和/或其它硬體，以用於與其它網絡、和/或裝置通信。通過該連接，可在計算裝置230與其它計算裝置之間進行通信。
[0035]相似地，應當理解，數據存儲部件238可鄰近和/或遠離計算裝置230駐留，並且可被配置成存儲一個或多個數據片以由計算裝置230和/或其它部件進行存取。在一些系統和方法中，數據存儲部件238可定位成遠離計算裝置230並因此可經由網絡訪問。或數據存儲部件238可僅為周邊裝置，位於計算裝置230的外部。
[0036]存儲器部件240中包括操作邏輯242、匹配邏輯244a和縫接邏輯244b。操作邏輯242可包括作業系統、網絡託管邏輯、和/或用於管理計算裝置230的部件的其它軟體。相似地，匹配邏輯244a可被配置成致使計算裝置230收集並對準、或匹配相鄰圖像。另外，縫接邏輯244b還可駐留在存儲器部件240中，並且可被配置成致使處理器232基於所建議的匹配將圖像縫接在一起以創建如下文所更詳述的球面圖像。
[0037]應當理解，圖4所示的計算裝置230部件僅是示例性的，並且不旨在限制本公開的範圍。儘管圖4中的部件被示出為駐留在計算裝置230的內部，但這只是一個例子而已。在一些系統和方法中，這些部件中的一者或多者可駐留在計算裝置230的外部。還應當理解，儘管圖4中的計算裝置230被示出為單一系統，但這也只是一個例子而已。在一些系統和方法中，獨立於預測功能來實現建模功能，所述預測功能可用獨立硬體、軟體、和/或固件來實現。
[0038]重新參見圖1，一個或多個顯示器270用於創建和/或利用根據本文所公開的系統和方法的虛擬環境。顯示器270可包括臺式計算機監視器、膝上型計算機屏幕、白板、電視機、投影儀、浸沒環境(例如，洞穴)、平板電腦屏幕、手機屏幕等。
[0039]迴轉到如何創建虛擬環境，如何呈現設備、建築物、或設施的至少一部分的平面布置圖或圖像。平面布置圖涉及旨在被製成虛擬環境的所關注區域。平面布置圖可來自2D繪圖、3D繪圖、略圖、圖畫、或多種其它來源。平面布置圖理想地按比例繪製，但也可為例證性的或藝術性的，並且旨在傳達所關注區域內物品的一般鄰近性。圖5示出了示例性平面布置圖500。
[0040]平面布置圖500上的位置被標記為對應於物理環境的位置，將拍攝並使用所述物理環境的圖像以創建虛擬環境。為了捕獲總環境和所述環境中物品相對於彼此的高水平位置，標記了第一組位置510。在各位置之間常常存在大的間距。例如，可為60m長乘30m寬的製造設施，這些第一組的標誌可圍繞外周邊間隔開3-5m，並且沿所關注的任何走道穿過所述製造設施的中部。
[0041]接著，在平面布置圖500上作出第二組標誌520。總體所關注區域內的所關注的特定區域，諸如設備和車間，常常需要遠遠更多的圖畫位置以捕獲細節。通常，識別出關注區域。在該區域中，在某個物體中的和/或圍繞某個物體的網格中作出標誌，它們間隔開遠遠更高的0.5- 1.5m的間距。這些區域常常具有更多的設備、材料、數據，因而使得可在交互式環境中受到關注。平面布置圖500上的每個標誌同樣對應於物理環境(將對所述物理環境拍攝圖像)中的位置。
[0042]儘管有可能僅從第一組標誌創建虛擬交互式環境，但受到極大關注的區域中的間距常常缺乏用以回答將來用戶可能關注的許多問題的細節。
[0043]也有可能以極高密度僅標記整個區域以確保所有細節均被捕獲而無論位置如何。在這種情況下，需要顯著地更長的時間以這種更高密度來拍攝整個區域，並且需要更長的時間來執行用以創建虛擬交互式環境所需的方法的其餘部分。導航該所得的虛擬環境對於用戶來講也是一種負擔，因為在相對不太受關注的區域中，所述更高點密度需要更多的時間和交互作用來導航通過，並且在所述時間點到達特別受關注的區域。
[0044]已發現這種兩步驟的規划過程最佳地平衡了生成並導航某個遊覽所需的努力，同時仍然提供高視覺縱橫比環境所需的細節，諸如當用戶可能需要導航60m長乘30m寬的區域，並且需要採集針對與某個量規的最佳位置相關的問題的數據時，所述量規定位成與某件所關注的設備相距0.5m且尺寸為0.lm。
[0045]在標記了平面布置圖500之後，現在了解了物理環境(旨在對其拍攝圖像)中對應的位置，並且每個位置處的圖像能夠被捕獲、傳送、縫接(如果需要的話)、上傳、連結(力口裁在所述系統中的平面布置圖上的圓點)，創建瀏覽並將其呈現給用戶。
[0046]在某個位置處，以圍繞單一點旋轉90度角度的方式拍攝四個圖像。在將這些圖像加裁到計算裝置230中之後，能夠使用軟體諸如AutoDesk Stitcher (Autodesk, SanRafael, CA)或 PTGUI(New House Internet Services B.V, Rotterdam,The Netherlands)將這些圖像縫接在一起以創建單一圖像，並且由縫接軟體繪製出來以在所述點創建單一的所謂球面jpeg圖像，其理想地具有6000乘3000像素的分辯率。縫接可由用戶以交互方式手動地進行，或可由本領域的技術人員來加工以更有效地執行。在一個可供選擇的實施例中，可使用全景相機或透鏡在涵蓋全360度的點捕獲單一圖像。EyeSee360 Inc.(Pittsburgh, PA)為一個此類公司，其提供一系列用於不同相機的透鏡，所述相機能夠從單一位置創建360度圖像，諸如GoPano Micro,其可用於iPhone 4s (Apple, Cupertino,CA)以在某個位置直接創建360度圖像，使用照相整合器諸如PhotoWarp (EyeSee360 Inc,Pittsburgh, PA)來直接創建所述360度圖像而無需縫接。在拍攝所述多個圖像以及將它們縫接在一起的過程中，所述附加控制和精密度產生更高品質的最終圖像，同時僅需要極小量的附加努力。所述新方法&(比CAD方法)遠遠更快速地生成視覺環境，同時仍然提供進行交互和導航整個視覺環境的能力。創建如本文所公開的視覺環境所需要的時間比使用CAD軟體創建這種環境所需要的時間少10%至99%。例如，對於3m寬的混合槽，其可需要I小時，而CAD可需要10-40小時，這取決於葉輪的複雜度、安裝、輔助設備、和部件的數目。除了不太費力以外，本文所述的虛擬環境也比基於CAD的方法更便宜。
[0047]儘管球面圖像可從用數字相機在物理位置拍攝的一系列圖像來生成，但也可能從可能不是物理地存在的虛擬環境內生成圖像。此類環境可從CAD創建、在動畫軟體中創建、從掃描軟體創建，並且可能從它們的組合創建並導致創建能夠在計算機中表現的3維點集和/或表面集。在一個此類實施例中，從CAD文件生成立體光照型技術文件格式的表面文件，所述CAD文件是針對正在設計的整個建築物創建的，包括要定位在建築物中的設備。將該立體光照型技術文件讀取到動畫軟體諸如出自Autodesk(SanRafael,CA)的3ds Max中。可添加光照和著色以提供視覺上更現實的外觀，並且通過在所述3D文件中的指定位置使用相機，能夠將球面jpeg圖像直接表現成優選的6000 X 3000像素縱橫比。相機在導入的立體光照型技術文件內的位置可被限定為相對於所關注的區域與用於物理環境的位置相同的位置。同樣，能夠生成所導入的立體光照型技術文件的平面布置圖圖像，並且從所述系列的至少一個或多個球面jpeg圖像和平面布置圖圖像創建交互式虛擬環境的方法可與已指定的用以從物理位置創建虛擬環境的方法相同。雖然所述3維點集和/或表面集自身能夠被用戶直接導航，但快速地進入並與所述環境進行交互所需的文件格式、軟體要求、和存儲器要求常常可能為用戶帶來限制條件。在創建如該方法所述的交互式虛擬環境的過程中，更多用戶常常可能快速地進入並與所得的虛擬環境進行交互。
[0048]本發明的虛擬環境與先前的建設規劃方法相比需要較少的照片和較少的縫接。但同時，虛擬環境同時提供低細節(例如，宏觀物體的低細節)和高細節(例如，微觀物體的高細節)。低細節區域選自製造設施、建築物、倉庫、配送中心、辦公樓、實驗室、測試設施、力口工成形設施、房間、過道、通道、綜合體、聯合體、庭院、場地、校園等、以及它們的組合。高細節區域選自設備、材料、工具、人員、防護、計算機、說明、控制、產品、封裝、測量設備等、以及它們的組合。所述系統和方法允許用戶在整個所述環境中移動、全景拍攝、和變焦拍攝，而不是嚴格地具有暫時的自由度。
[0049]計算裝置230連接至網絡接口硬體236以允許遠程連接至少一個或多個連接至相同網絡的其它計算裝置260。在計算裝置230，260上安裝了 VPIX Voyager 360 (購自Virtual Pictures Corporat1n (Monument, CO))。該軟體在計算裝置 230, 260 上的安裝和設置可由本領域的技術人員藉助於由Virtual Pictures Corporat1n提供的文檔和用戶支持容易地進行。在安裝了 VPIX Voyager 360之後,使用web瀏覽器諸如Mozilla Firefox或Google Chrome,可連接至計算裝置260以與VPIX Voyager 360軟體進行交互以便為遠程場所的許多用戶創建交互式虛擬環境。
[0050]—旦針對每個所關注的點創建了球面jpeg圖像,就在VPIX Voyager360軟體中將這些圖像中的每個通過所述網絡加裁到計算裝置230上。圖6示出了低細節區域的虛擬環境600的屏幕截圖。圖7示出了高細節區域的虛擬環境700的屏幕截圖。圖8示出了用於設計目的的虛擬環境800的屏幕截圖。
[0051]平面布置圖500 (其常常為2D自頂向下的數字繪圖或jpeg或png文件格式的略圖)被加裁到計算裝置230中以創建關聯於旨在被創建的環境的虛擬平面布置圖610。平面布置圖610直接相關於位置510，520和如下設施的至少部分，在所述設施中拍攝了照片並隨後縫接成球面jpeg圖像。
[0052]對於球面jpeg圖像的至少一部分，在VPIX Voyager 360軟體中，在平面布置圖610上使用圓點620標記了位置以使用在平面布置圖610上標記位點的功能來表示所述位置。在平面布置圖610上，圓點620相對於平面布置圖610被放置在與相對於所述設施的那部分所拍攝的圖像相同的位點。在針對圖像的至少一部分這樣做的過程中，隨後可將針對每個圖像的相對物理位點提供給所述系統的用戶以理解在所述設施的那部分內所拍攝的每個圖像的相對位置。理想的是，被加裁在計算裝置230上的每個球面jpeg圖像均將由平面布置圖610上的圓點620表示。對於可能具有60幅或更多球面jpeg圖像(它們常常具有包括高密度圖像的位置)的非常大的遊覽，用戶可用平面布置圖610上的圓點620選擇包括球面jpeg圖像的僅一部分以提供更簡化的視覺外觀。
[0053]對於球面jpeg圖像的至少一部分,在VPIX Voyager 360軟體中，能夠創建熱連結630以在平面布置圖610中的圓點620之間移動，或其它相關信息連結640能夠與平面布置圖610相關聯。在某個圖像內，用戶將識別所述具體圖像中的某個位置，從供選擇的現有的或用戶上傳的圖標圖像中選擇圖標，並且在被創建的所述遊覽內選擇不同的球面jpeg，或提供通向其它相關信息的web地址，所述其它相關信息可通過這些計算機所連接的網絡來訪問。理想的是，在所述圖像內，通向其它圖像的所謂的熱連結630或通向相關信息640的連結被放置在圖像中的與它們將所處的位點相同的相對位點(其時某個人親身站立在所述圖像或多個圖像被拍攝的位置)。在所述軟體內，這為最終用戶創建了附加上下文以在與所述環境進行交互時更為無縫地從位置移動至另一個位置，如同一個人與真實環境進行交互一樣，好像他們在那裡那樣。
[0054]虛擬環境通常為歷史模擬，這意味著其不是基於現場饋送或更新的實時情況。然而，在整個虛擬環境中的各種部位，可存在如下連結，當點擊它們時，所述連結將把用戶帶到所述具體部位的現場饋送。能夠連結的相關信息包括但不限於繪圖、傳統數字圖片、CAD文件、影片文件、計劃表、文獻(例如，操作文獻、材料安全性數據表、說明、手冊等)、電子表格、基於計算機的模型、資料庫、和網絡相機(例如，用於現場饋送)。
[0055]本文所述的系統和方法包括至少一個虛擬環境。優選地，多個虛擬環境可由所述系統的用戶觸及。本文的系統和方法可包括地理作圖能力。例如，谷歌地圖等可用作插件以觀察用於虛擬環境的基於坐標的位置，因此，每個虛擬環境可為相關聯的和/或可按特定經度和緯度來識別。可從該網站上的用戶友好型地圖來示出和訪問示出了全球各種地方中的位置的多個虛擬環境。具體地，地圖可呈現在如下網站上，所述網站在地圖上的適當位點包括位置的名稱或符號諸如推針、旗子、圖標等。用戶可點擊這些旨在導向對應的虛擬環境的名稱或信號。所述虛擬方法可包括出自一個位置的一個虛擬交互式環境或出自全世界多個位置的多個虛擬交互式環境，諸如至少2個位置，至少10個位置，至少30個位置，至少60個位置，或至少100或更多個位置。這對於具有許多製造工廠的公司來講可為有益的。或其可適用於諸如Starbucks、Subway、或Wal-Mart之類的公司，使得它們能夠規劃、構建、存檔、並容易地觀察商店設施。
[0056]在完成這些步驟時，可選擇選項諸如顯現徽標、導航控制、外觀、和能夠在最終環境中顯示的其它此類視覺選項。最後，創建所述遊覽，並且在這樣做的過程中，生成web地址，所述web地址能夠提供給有能力通過網絡伺服器250連接將他們的計算裝置260連接至該計算裝置230的其它個人,並且該web地址可用於瀏覽器諸如Google Chrome>MoziliaFirefoxJPMicrosoft Internet Explorer以直接訪問該所得的虛擬環境。任選地,可在所述系統上進行選擇以要求使用特定用戶帳戶來訪問該虛擬環境，其中在向所述瀏覽器提供了 web地址之後，向用戶呈現如下屏幕，所述屏幕要求在被允許訪問視覺環境之前給出認證的用戶名和對應的密碼。優選地使用用以構建所述遊覽所需的相同的通路和界面直接在VPIX Voyager 360軟體中創建該用戶帳戶和密碼，其中用戶名、密碼、和遊覽通路可由能夠訪問計算裝置230的管理部分的人員來創建。作為另外一種選擇,可在Apache web計算裝置230軟體中使用.htaccess以作為另外一種選擇要求對整個計算裝置230或對特定web地址進行認證,諸如在計算裝置230上生成的虛擬環境。通過安裝並設置VPIX Voyager360軟體，用戶也安裝了 Apache web計算裝置230軟體，所述軟體能夠以更基本的計算機系統水平來提供該功能性。
[0057]一旦創建了所述遊覽,能夠對VPIX Voyager 360軟體進行管理的人員就有能力返回到所關注的遊覽，並且更新或修改所述遊覽內的任何上述說明和信息。在完成這些改變時，能夠再次創建所述遊覽，並且在這樣做的過程中，保持與先前相同的web地址，並且將現在改變了的遊覽提供給用戶。因此，有可能校正、修改、或向所述遊覽添加信息，包括添加附加球面圖像和位置(如果期望如此的話)。
[0058]本領域的技術人員將會認識到，雖然我們的優選實施例是使用VPIX Voyager 360軟體執行的，但其它軟體也可用於此類目的，諸如由Real Tour Vis1n (Traverse City,Michigan)提供的軟體或出自 Easypano Holdings Incorporated (Shanghai, China)的Tourweaver。
[0059]圖9示出了根據本文所公開的系統和方法的用於製造工廠的建設、規劃、設計、遊覽、和/或管理的交互式虛擬方法的流程圖。所述方法包括以下步驟:向用戶提供第一交互式虛擬環境，所述第一交互式虛擬環境包括設施信息以及設備信息910 ;任選地，向用戶提供第二交互式虛擬環境，所述第二交互式虛擬環境包括設施信息以及設備信息920 ;提出關於設備和/或設施信息930的至少一個建設、設計、安全性、品質、和/或操作問題；導航第一虛擬環境以獲得對所提出的問題940的回答；任選地，導航第二虛擬環境以獲得對所提出的問題950的回答；以及任選地，將這些回答輸入到設施和/或設備960的建設規劃、設計、安全性、品質、和/或操作中。
[0060]在構建和創建虛擬環境時，虛擬環境能夠由用戶訪問，所述用戶出於更好地理解或規劃的目的對訪問所述遊覽感興趣，並且能夠使用web瀏覽器諸如Microsoft InternetExplorer通過網絡連接至計算裝置230。在一個優選的實施例中,在訪問虛擬環境之前，用戶具有至少一個他們期望被回答的問題。用戶能夠與所述環境進行交互，這包括從一個部位跳轉另一個部位的能力(通過使用平面布置圖610上的圓點620，或通過使用在圖像的至少一部分內創建的通向不同位置的熱連結630)，在圖像內的某個位置處旋轉，在圖像內進行縮放，並且訪問可連結至圖像的其它相關信息640。在與虛擬環境進行交互的過程中，用戶能夠獲得回答所述問題所需的附加信息。此類可能有用的問題的例子包括但不限於:「控制件相對於某件設備安裝在何處？ 」 「在某個建築物的具體部分中存在多少空檔？ 」 「所述空檔足以適配一件10X10X3m的設備嗎？ 」 「該設備具有什麼樣的安全防護？ 」
[0061]常常，用戶所與之進行交互的虛擬環境是在與用戶親身駐留或所在的位置不同的位置從物理環境創建的。這提供了如下有益效果:以虛擬方式旅行到所述其它位置，從而避免了旅行所需的顯著的時間和成本。在一些情況下，期望比較位於一個位置的某件設備與位於不同位置的某件設備或設施。當進行安裝某件製造設備所需的建設規劃時，這常常是真實的。如下情況也常常是真實:某件設備的工程設計、加工成形、初始測試、和最終安裝是在不同的位置進行的。在此類情況下，當用戶也能夠成為進行工作以設計某件設備的工程師，有能力訪問並與相關於被構造和/或測試的設備的第一虛擬環境和相關於用於最終安裝的設施中的位置的第二環境進行交互時，具有顯著的有益效果。在這種情況下，用戶能夠與第一環境和第二環境兩者進行交互，並且回答相關於設施中設備的運輸和安裝的問題，諸如「需要什麼樣的設施連接？ 」 「如何最佳地將設施內的設備運輸至最終位置？ 」 「在運輸之前需要對設備進行多少拆卸？ 」
[0062]除非明確地不包括在內或換句話講限制，本文所引用的每篇文獻，包括任何交叉引用的或相關的專利或專利申請，均特此以引用方式全文併入本文。任何文獻的引用不是對其作為本文所公開的或受權利要求書保護的任何發明的現有技術，或者其單獨地或者與任何其它參考文獻的任何組合，或者參考、提出、建議或公開任何此類發明的認可。此外，當本發明中術語的任何含義或定義與以引用方式併入的文件中術語的任何含義或定義矛盾時，應當服從在本發明中賦予該術語的含義或定義。
[0063]儘管舉例說明和描述了本發明的具體系統和方法，但本領域的技術人員將會理解，在不脫離本發明的實質和範圍的情況下可作出各種其它的改變和修改。因此，隨附權利要求書旨在涵蓋本發明範圍內的所有這些改變和修改。
【權利要求】
1.一種用於製造工廠的建設、規劃、設計、遊覽、和/或管理的交互式虛擬方法，所述方法包括: 向用戶提供第一交互式虛擬環境，所述虛擬環境包括設施信息以及設備信息； 提出關於所述設備、所述設施、或它們的組合的問題；以及 導航所述虛擬環境以獲得對所提出的問題的回答； 其中所述方法為基於計算機的虛擬環境，所述虛擬環境包括高視覺縱橫比，並且其中所述方法不採用計算機輔助設計。
2.根據權利要求1所述的方法，其中所述方法還包括將所得的回答輸入到所述設施和/或設備的建設規劃、設計等中。
3.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中將所述虛擬環境發布到內聯網或網際網路網站上。
4.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述方法還包括向所述用戶提供第二交互式虛擬環境。
5.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述方法還包括向所述用戶提供地圖，所述地圖包括與多個交互式虛擬環境的連結。
6.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述虛擬環境包括與其它相關信息的連結。
7.根據權利要求6所述的方法，其中所述其它相關信息選自繪圖、傳統數字圖片、CAD文件、影片文件、計劃表、文獻、電子表格、基於計算機的模型、資料庫、網絡相機、以及它們的組合。
8.根據前述權利要求中任一項所述的方法，其中所述虛擬環境包括至少一個平面布置圖。
9.根據權利要求8所述的方法，其中所述虛擬環境包括每個平面布置圖中的至少一個圓點。
10.根據權利要求9所述的方法，其中所述虛擬環境包括至少一個熱連結以移動至所述平面布置圖中的另一個圓點。
【文檔編號】G06T17/00GK104246797SQ201380021719
【公開日】2014年12月24日 申請日期:2013年4月24日 優先權日:2012年4月26日
【發明者】M·J·瑪庫拉, G·L·科尼亞, J·科德, S·J·瓦斯, M·W·小泰勒 申請人:寶潔公司