基于分布式传感的实体积木模型实时三维重建系统

摘要

积木是一种具有高度易用性的设计工具,通过简单而牢固的插接结构可以创造大量各式各样的实体模型,如建筑、机器和人物等.传统上,搭建出的实体模型可以通过计算机视觉的方法进行三维重建,但是识别率低、操作复杂、遮挡等问题始终无法得到妥善的解决.为此,提出了一种基于分布式传感的实时三维重建系统,系统包括硬件层、网络层、交互层和应用层4个层次;通过传感数据处理、结构重建模块及三维显示模块,实现实体积木的实时数字化重建与显示.这一系统基于连接单元间的拓扑关系检测,因此能够从原理上解决遮挡、识别等问题.基于该系统,通过原型开发及用户实验,探索了模块化实物用户界面在计算机辅助设计、教育及互动娱乐等领域的应用前景.