空间计算 X 认知孪生,凡拓数创生成式人工智能AI算法助力搭建新时代内容生态
时间:2024-1-30 22:32       作者:封印石       阅读:3444       频道:前沿资讯
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苹果Vision Pro于2024年初入市,其顶级的设备配置搭建了数字世界感知现实的坚实桥梁,伴随内容生态、交互方式、行业赋能等创新性体验升级,即将开辟空间计算新时代。

空间计算是构建元宇宙Metaverse空间并实现与现实世界自由切换、相互融合的关键技术,其核心由人工智能AI技术、三维重建、空间感知、用户感知、空间数据管理等技术进行构筑。通过空间计算可以实现人、物、机器和虚拟空间的无缝衔接,构建数字孪生体,创造虚实融合的新经济形态,最终驱动新一轮的产业变革。



凡拓数创,作为3D场景生成、三维引擎渲染的内容生态端,在划时代变革之际,基于空间计算与认知孪生能力,研发三维重建与空间感知算法。

将地理空间数据与业务感知数据结合研判,实现生成式空间模型构建、空间事件感知与定位,可对园区、城市等区域的二维成果数据进行自动报告、图层转化、及智能化三维场景生成,并将空间事件进行三维场景重建,实时生成信息反馈。

一、凡拓三维重建人工智能AI算法

三维重建概念:三维物体建立适合计算机表达和处理的数学模型,是在计算机环境下对三维物体进行处理、操作和报告的基础,也是在计算机中通过虚拟现实表达客观世界的关键技术。

凡拓数创依托20年的三维设计与开发经验,积累海量的场景模型资源,并自研人工智能AI场景轻量化、零代码场景编辑、GIS数据自动生成等工具,可实现对大型三维场景的快速构建。

2023年是人工智能大模型年,人工智能AI技术在全球范围内飞速发展。基于日臻成熟的生成式人工智能AI、视觉计算、机器学习等人工智能AI技术,凡拓构建三维场景人工智能AI重建平台,可以实现基于CAD、效果图、规划图自动进行图片元素解算,GIS图层转化,小到单个设备,中到园区景区,大到城区级的虚拟空间复刻,均可实现自动化大规模的高精度三维建模,并在一定尺度范围内保持良好的模型精细度。



凡拓三维重建人工智能AI算法的源数据资产分别为:
楼宇CAD、园区规划图,以及三维效果图。

楼宇CAD主要用于主要楼梯的内外部及管网进行建模,通过立剖面图、平面定位图、门窗详图等二维资源,进行三维转化,构建楼宇的外立面三维模型;通过各层的结构平面布置及板配筋CAD图纸,自动生成每一层的清水间三维轴侧模型;通过电气、给排水、暖通等CAD,对整体楼宇/单层的管网进行空间模型生成,最终实现整体楼栋的数字孪生三维重建。



图1:CAD转模型

三维效果图的识别将转化为风格标识标签,根据不同的风格标签,在三维模型库内选择相应的模型与贴图,构建楼宇的外立面以及周边配套建筑,实现整体三维场景的智能生成。



图2:图层生成、场景生成

园区规划图通过图形视觉识别计算,定义道路、绿化、水系、建筑等区域,将区域进行分类提取,单独生成SHP数据图层,基于图层属性进行模型与贴图的添加,生成整体园区场景。

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图3:场景整合动画

二、凡拓空间感知算法

空间感知概念:空间感知是指获取人、物在空间中状态的能力,包括位置、方向、速度等,且可以建立周围环境的几何和语义模型,是增强现实AR导航、增强现实AR多人协作及多种空间应用的基础。

凡拓空间感知算法,通过定位、建图和识别对三维场景进行全局定位,结合SLAM算法通过视觉、IMU、激光雷达等设备,实时估算观测物在空间中的相对位置和姿态, 并通过图像-地理空间映射,将当前设备的观测与GIS地图数据进行匹配,得到观测物在数字孪生体中的绝对位置和姿态,实现智能化的空间同步感知。

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图4:空间感知算法生成

三、凡拓空间计算应用场景

P增强现实ART/1

  混合现实MR管廊智慧巡检    

结合凡拓数创FT-E数字孪生平台的三维Gen 人工智能AI与实时渲染能力,将传感器数据进行汇集同步,根据空间计算结果实时生成三维模型,对管网、设备上的电流电压、水压流程、零部件运行等情况进行数据具象化仿真,并通过空间计算实时定位人员、设备所在位置,大大改善响应率和响应时间。

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图5:空间计算远程协作

P增强现实ART/2

  城市场景人工智能AI构建   
基于凡拓全自研FT-E三维可视化平台,以数据服务形式对接城市级GIS房屋面数据,可视化生成城市模型,全要素还原城市场景。运用凡拓三维重建人工智能AI算法,基于园区规划图纸与楼宇CAD图纸,平台自动生成楼宇三维模型,识别园区内建筑区域划分,并自动匹配模型,实现园区精细化场景自动构建。
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图6:城市场景自动生成

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图7:园区图纸智能识别与三维模型自动构建

P增强现实ART/3

 全息路口智慧交通                  

基于高精地图与车载终端,对车辆进行实时定位,结合交叉口雷视一体设备,对范围类车辆动态进行标签化识别,获取车辆、车牌、颜色、厂商等信息,实现车辆模型的自动生成。通过视频区域三维地图转化,获取监控范围类所有车辆在三维场景中的动态位置,通过二维转三维实现车辆的准确化定位。

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图8:高精地图与信控和车流数据

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图9:雷视一体与视频标签化识别

P增强现实ART/4

 城市内涝人工智能AI视觉检测                 

基于摄像头监控画面,采用凡拓图形视觉识别计算算法,获取道路积水范围数据,通过二维转三位技术,获得积水点位信息,运用FT-E三维可视化平台视觉特效能力,融合积水点位数据与范围数据,精准实时展示道路积水路况。

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图10:城市内涝自动识别与定位

四、凡拓与您共创前沿

随着5G、Gen 人工智能AI、Vision Pro等软设备技术的不断发展,空间计算的应用场景也在不断扩展,前沿将带来内容生态、交互方式和行业赋能的创新性体验升级,从而带来巨大的行业变革。

凡拓数创作为国内3D场景生成、三维引擎渲染的上市企业,前沿将立足20+年的数字创意技术优势,致力于生成式人工智能AI3D场景构建、扩展现实XR内容生成领域,持续深耕空间计算算法与数智孪生引擎,通过不断地探索和应用,赋能千行百业从数字化实现智能化升级。


















来源:“frontop数字孪生”
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