用于创建并利用高视觉纵横比虚拟环境的系统和方法
【专利摘要】本发明涉及一种用于制造工厂的建设、规划、设计、游览、和/或管理的交互式虚拟方法，所述方法包括：向用户提供第一交互式虚拟环境，所述第一虚拟环境包括设施信息和设备信息；提出问题；以及导航所述环境以获得对所提出的问题的回答；其中所述方法为基于计算机的环境，所述环境包括高视觉纵横比，并且其中所述方法不采用计算机辅助设计。另外，本发明还涉及一种用于创建高视觉纵横比虚拟游览的方法，包括：收集低细节区域的多个第一图像和高细节区域的多个第二图像；将所述第一图像缝接在一起以创建多个第一球面格式图像，并且将所述第二图像缝接在一起以创建多个第二球面格式图像；将所述第一球面格式图像与所述第二球面格式图像组合起来以创建高视觉纵横比虚拟游览。
【专利说明】用于创建并利用高视觉纵横比虚拟环境的系统和方法
【技术领域】
[0001]本专利申请整体涉及创建并利用高视觉纵横比虚拟环境。具体地，本专利申请涉及创建并利用制造设施和设备的高视觉纵横比虚拟环境以便能够进行建设、规划、设计、游览、管理等。
【背景技术】
[0002]在许多行业内，出于培训、审计、项目作业、设备安装、销售宣传等目的，常见的做法是让工作者亲身参观不同的场所。例如，在制造行业中，相当常见的做法是让某个具体公司的工程师们旅行到他们自己公司的制造场所以及旅行到商业合伙人的制造场所。进行这种旅行的一个主要原因是要亲自看一看制造设备。许多工程师在回到他们自己的场所之前将参观某个场所以采集信息。该信息可包括制造工厂或设备的照片、测量、机器仪表读数等。这是一种昂贵的、低效且缓慢的采集信息的方法。例如，工程师可旅行到某个场所以拍摄一系列的二维(2D)照片从而记录设备的细节和信息。但2D照片，甚至一系列2D照片，既非交互式的也不易于仔细地导航。虽然所述2D照片对于所述工程师(现在已回家，他曾去过所述场所并拍摄了这些照片)来讲可充当良好的提示物，但难以让未曾去过所述场所的另一个工程师理解或领会工厂的布局、设备细节等。这种利用2D照片的单层细节的工作方法远远比不上亲临现场的多层细节的工作方法。此外，随着市场竞争越来越激烈并且个人和公司持续地试图降低成本，这种信息采集方法并非总是实用的。因此，需要快速地采集远程信息而不招致亲身旅行所需的所有花费。此外，还需要快速且容易地采集这种远程信息。也期望具有一种用户友好型虚拟系统，所述虚拟系统使得用户能够采集关于某个设施的宏观细节的多层细节的信息(例如，某个设施及其中的设备的布局)并且也能够采集关于某个设施或某件设备的微观细节的信息(例如，某件具体设备上的表盘)。
[0003]三维(3D)空间模拟主要是用计算机辅助设计(CAD)软件来构建的。这些模拟可用于许多不同的应用，例如一般的可视化、房地产、视频游戏、操作规划等。由于是基于CAD的，因此物体必须以CAD格式生成，这对于非常复杂的系统和建筑来讲可能很费时、昂贵且难以进行。当所述环境内的事物发生改变时，需要进行大量的返工。使用基于CAD的模拟系统所需的花费可与实际亲身旅行所需的花费一样多或甚至多于实际亲身旅行所需的花费。
[0004]另外，模拟通常依赖于定位特征比如全球定位系统、标记物、遥测技术、3D跟踪装置、方位传感器等。这些特征可为初始物理环境的一部分或它们可被适当地放置在其中。然后可基于由定位特征收集的累积信息来创建环境的3D模型。该方法的缺点是，其特别费时，需要许多设备，并且难以更新和保持符合当前情况。
[0005]另一种产生3D模拟的方法是通过使用全景相机，所述全景相机从单一点提供360°视觉信息。该方法需要诸如全景镜头之类的设备和复杂的软件。这允许用户模拟站立在一个位置并转身360°以观察他周围的环境。然而，该类型的模拟不提供多方向的行走、转身和缩放功能性。作为另外一种选择，对竣工设备和安装物进行激光扫描是可能的。虽然对于复杂系统来讲，激光扫描常常比创建全3D CAD模型便宜且快速，但激光扫描相比于数字摄影仍然相对缓慢且昂贵。此外，这些现有系统也不能足够地提供同时对高水平细节和低水平细节的触及。因此，有利的是提供一种用于创建并利用高视觉纵横比虚拟环境的系统和方法。
[0006]需要一种能够快速地、容易地且廉价地创建并更新的虚拟环境。需要一种可被容易地导航并提供多方向的行走、转身、和缩放功能性的虚拟环境。需要一种同时提供低细节和高细节的虚拟环境。
[0007]这些均是本发明的目标；本文所述的实施例可实现这些目标的各种组合。某个具体实施例可但非必需地实施每一目标。
[0008]
【发明内容】
一种用于制造工厂的建设、规划、设计、游览、和/或管理的交互式虚拟方法，所述方法包括:向用户提供第一交互式虚拟环境，所述虚拟环境包括设施信息以及设备信息；提出关于设备、设施、或它们的组合的问题；以及导航虚拟环境以获得对所提出的问题的回答；其中所述方法为基于计算机的虚拟环境，所述虚拟环境包括高视觉纵横比，并且其中所述方法不利用计算机辅助设计。
[0009]另外，本发明还涉及一种用于创建高视觉纵横比虚拟游览的方法，所述方法包括:收集低细节区域的多个第一图像；收集高细节区域的多个第二图像；将所述多个第一图像缝接在一起以创建多个第一球面格式图像；将所述多个第二图像缝接在一起以创建多个第二球面格式图像；将第一球面格式图像与第二球面格式图像组合起来以创建高视觉纵横比虚拟游览；以及将所述游览发布到基于显示器的输入/输出单元以使得用户能够访问所述游览。
【专利附图】
【附图说明】
[0010]本专利或专利申请文件包含至少一个彩色绘制的附图。本专利或专利申请公布的具有彩色附图的副本在有人索取并支付必要费用的情况下将由专利局提供。
[0011]应当理解，前述一般说明和以下的详细说明均描述了各种系统和方法，并且旨在提供概述或框架以供理解受权利要求书保护的主题的性质和特性。包括了附图以提供对所述各种系统和方法的进一步的理解，并且它们被并入到本说明书中并构成本说明书的一部分。这些图示出了本文所述的各种系统和方法，并且连同本说明书一起来阐释受权利要求书保护的主题的原理和操作。
[0012]图1示出了本文所述的用于创建高视觉纵横比虚拟游览的方法；
[0013]图2示出了成像系统的框图；
[0014]图3示出了呈相机形式的信息输入装置；
[0015]图4示出了根据本文所公开的系统和方法的计算装置；
[0016]图5不出了根据本文所公开的系统和方法的平面布置图；
[0017]图6示出了低细节区域的虚拟环境的屏幕截图；
[0018]图7示出了高细节区域的虚拟环境的屏幕截图；
[0019]图8示出了用于设计目的的虚拟环境的屏幕截图；并且
[0020]图9示出了根据本文所公开的系统和方法的用于制造工厂的建设、规划、设计、游览、和/或管理的交互式虚拟方法的流程图。
[0021]【具体实施方式】本文所述的系统和方法可用来基于实际的/真实的室外或室内环境或物体创建虚拟环境。本发明提供了一种产生包括高视觉纵横比的交互式虚拟环境的方法。
[0022]利用本文所述的系统和方法可产生许多有益效果。人们可用虚拟方式旅行到任何设施、世界的任何地方。这使得能够作出更快的信息把握得更好的决策，例如，关于生产能力和制造建设规划。另外，项目团队还可通过在建设和首次展出期间更好地理解安装的布局并避免意外而得益于改善的设计。另外，操作者、工程师、和新雇员还可更好地触及设备设计、安装要求、操作、安全、和培训方面的更为交互式的技术转移。
[0023]所述系统和方法使得能够在虚拟环境中对真实或虚拟设备进行测试/可视化。可通过以视觉方式存档发生着改变、改型等的设施来促进商业连续性。另外，还可用更节省成本的方式来执行新生产能力并使建设规划没有缺陷，包括添加新设备、生产线重新定位至新址、或将生产线复制到附加地址。
[0024]为了使得能够具有这些有益效果，我们已在工作过程和游览技术上作出了关键推进从而理解并解决传统虚拟模拟技术的矛盾。一个主要的发现是需要拍照大的空间诸如整个工厂地板(其可为10mX 10m或更大)，同时也拍照足够的细节从而能够读出表盘并看到设备的复杂细节(它们可为0.0lm大小)。将这些宏观细节和微观细节结合在一个虚拟环境中是一种关键的推进。令人惊讶的是，这些“高视觉纵横比”虚拟环境的创建是简单、廉价且快速的。这些新系统和方法包括导航整个设施以及相关联设备的虚拟环境并与其进行交互的能力。
[0025]所利用的虚拟环境是基于非CAD的；即，这些虚拟环境不是用CAD软件创建的。相反，虚拟环境是通过捕获实际环境的图像(例如，照片)并将它们缝接在一起来创建的。
[0026]现在参见附图，图1示出了用于创建高视觉纵横比虚拟游览的方法100。所述方法包括收集低细节区域的多个第一图像110 ;收集高细节区域的多个第二图像120 ;将所述多个第一图像缝接在一起以创建多个第一球面格式图像130 ;将所述多个第二图像缝接在一起以创建多个第二球面格式图像140 ;将第一球面格式图像与第二球面格式图像组合起来以创建高视觉纵横比虚拟游览150 ;以及将所述游览发布到基于显示器的输入/输出单元以使得用户能够触及游览160。
[0027]图2示出了被总体标示为200的本发明的成像系统。成像系统200能够用来创建并利用高视觉纵横比虚拟环境。成像系统200包括成像装置220、信息输入装置224、计算装置230 (用于创建并利用虚拟环境)、网络服务器250、至少一个附加计算装置260 (用于利用虚拟环境)、和至少一个显示器270。
[0028]优选地，成像装置220为相机222。相机222可为单眼的、全景的、泛倾斜变焦的等。相机222可安装在三角架、泛倾斜单元、制造设备、车辆等上。适宜地，相机不是手持式的，因为这可能降低所拍摄图像的精密度。适宜地，相机222安装在三角架上。一种合适的相机222，比如图3所示的相机，包括Nikon D7000相机主体223、Sigma鱼眼透镜225。NodalNinja Ultimate RlO透镜架226、和三角架227，所述三角架用以将相机的焦点定位在视高度，大约高出地面六英尺。在使用鱼眼透镜的情况下，透镜架提供围绕图像焦点的90度旋转。
[0029]所需的成像装置220的数目为一个或多个。当仅使用一个相机222时，所述方法涉及获取多个图像(例如，拍摄多张照片)。相机222可在实际环境内四处移动至不同的位置。当使用两个或更多个相机222时，可按彼此特定的空间关系放置它们并相应地校准它们。
[0030]取代或除了相机222以外，成像系统200还可包括至少一个信息输入装置224。信息输入装置224可安装在相机222上或可与相机222分开。信息输入装置224包括摄像机、传感器、扫描仪(例如，用以对先前拍摄的照片进行数字化)、或其它成像或定位/测量装置。或传感器可包括回转仪传感器、地磁传感器、辐射检测器、光传感器、烟雾传感器、粉尘/颗粒传感器、温度传感器等。成像系统200可包括相机222以及传感器228。
[0031]图4示出了根据本文所公开的系统和方法的用于创建并利用虚拟环境的计算装置230。在所示的环境中，计算装置230包括处理器232、输入/输出硬件234、网络接口硬件236、数据存储部件238 (其存储图像数据238a和其它数据238b)、和存储器部件240。计算装置230，260可包括台式计算机、膝上型计算机、平板电脑、手机等。
[0032]计算装置230的存储器部件240可被配置为易失性和/或非易失性存储器，并且同样可包括随机存取存储器(包括SRAM、DRAM、和/或其它类型的RAM)、闪存存储器、寄存器、光盘(CD)、数字通用盘(DVD)、和/或其它类型的非瞬时性计算机可读介质。取决于具体构型，这些非瞬时性计算机可读介质可驻留在计算装置230的内部和/或驻留在计算装置230的外部。
[0033]另外，存储器部件240还可被配置成存储操作逻辑242、匹配逻辑244a、和缝接逻辑244b，它们中的每一个均可被体现为例如计算机程序、固件、和/或硬件。图4中还包括本地通信接口 246，并且可被实施为总线或其它接口以有利于在计算装置230的部件之间进行通信。
[0034]处理器232可包括任何处理部件，所述处理部件为可操作的以接收并执行指令(诸如源自数据存储部件238和/或存储器部件240的指令)。输入/输出硬件234可包括监视器、键盘、鼠标、打印机、相机、麦克风、扬声器、和/或其它装置和/或被构造成与监视器、键盘、鼠标、打印机、相机、麦克风、扬声器、和/或其它装置进行交互，以用于接收、发送、和/或呈现数据。网络接口硬件236可包括和/或被配置成用于与任何有线或无线联网硬件通信，包括卫星、天线、调制解调器、LAN端口、无线保真(W1-Fi)卡、WiMax卡、移动通信硬件、和/或其它硬件，以用于与其它网络、和/或装置通信。通过该连接，可在计算装置230与其它计算装置之间进行通信。
[0035]相似地，应当理解，数据存储部件238可邻近和/或远离计算装置230驻留，并且可被配置成存储一个或多个数据片以由计算装置230和/或其它部件进行存取。在一些系统和方法中，数据存储部件238可定位成远离计算装置230并因此可经由网络访问。或数据存储部件238可仅为周边装置，位于计算装置230的外部。
[0036]存储器部件240中包括操作逻辑242、匹配逻辑244a和缝接逻辑244b。操作逻辑242可包括操作系统、网络托管逻辑、和/或用于管理计算装置230的部件的其它软件。相似地，匹配逻辑244a可被配置成致使计算装置230收集并对准、或匹配相邻图像。另外，缝接逻辑244b还可驻留在存储器部件240中，并且可被配置成致使处理器232基于所建议的匹配将图像缝接在一起以创建如下文所更详述的球面图像。
[0037]应当理解，图4所示的计算装置230部件仅是示例性的，并且不旨在限制本公开的范围。尽管图4中的部件被示出为驻留在计算装置230的内部，但这只是一个例子而已。在一些系统和方法中，这些部件中的一者或多者可驻留在计算装置230的外部。还应当理解，尽管图4中的计算装置230被示出为单一系统，但这也只是一个例子而已。在一些系统和方法中，独立于预测功能来实现建模功能，所述预测功能可用独立硬件、软件、和/或固件来实现。
[0038]重新参见图1，一个或多个显示器270用于创建和/或利用根据本文所公开的系统和方法的虚拟环境。显示器270可包括台式计算机监视器、膝上型计算机屏幕、白板、电视机、投影仪、浸没环境(例如，洞穴)、平板电脑屏幕、手机屏幕等。
[0039]回转到如何创建虚拟环境，如何呈现设备、建筑物、或设施的至少一部分的平面布置图或图像。平面布置图涉及旨在被制成虚拟环境的所关注区域。平面布置图可来自2D绘图、3D绘图、略图、图画、或多种其它来源。平面布置图理想地按比例绘制，但也可为例证性的或艺术性的，并且旨在传达所关注区域内物品的一般邻近性。图5示出了示例性平面布置图500。
[0040]平面布置图500上的位置被标记为对应于物理环境的位置，将拍摄并使用所述物理环境的图像以创建虚拟环境。为了捕获总环境和所述环境中物品相对于彼此的高水平位置，标记了第一组位置510。在各位置之间常常存在大的间距。例如，可为60m长乘30m宽的制造设施，这些第一组的标志可围绕外周边间隔开3-5m，并且沿所关注的任何走道穿过所述制造设施的中部。
[0041]接着，在平面布置图500上作出第二组标志520。总体所关注区域内的所关注的特定区域，诸如设备和车间，常常需要远远更多的图画位置以捕获细节。通常，识别出关注区域。在该区域中，在某个物体中的和/或围绕某个物体的网格中作出标志，它们间隔开远远更高的0.5- 1.5m的间距。这些区域常常具有更多的设备、材料、数据，因而使得可在交互式环境中受到关注。平面布置图500上的每个标志同样对应于物理环境(将对所述物理环境拍摄图像)中的位置。
[0042]尽管有可能仅从第一组标志创建虚拟交互式环境，但受到极大关注的区域中的间距常常缺乏用以回答将来用户可能关注的许多问题的细节。
[0043]也有可能以极高密度仅标记整个区域以确保所有细节均被捕获而无论位置如何。在这种情况下，需要显著地更长的时间以这种更高密度来拍摄整个区域，并且需要更长的时间来执行用以创建虚拟交互式环境所需的方法的其余部分。导航该所得的虚拟环境对于用户来讲也是一种负担，因为在相对不太受关注的区域中，所述更高点密度需要更多的时间和交互作用来导航通过，并且在所述时间点到达特别受关注的区域。
[0044]已发现这种两步骤的规划过程最佳地平衡了生成并导航某个游览所需的努力，同时仍然提供高视觉纵横比环境所需的细节，诸如当用户可能需要导航60m长乘30m宽的区域，并且需要采集针对与某个量规的最佳位置相关的问题的数据时，所述量规定位成与某件所关注的设备相距0.5m且尺寸为0.lm。
[0045]在标记了平面布置图500之后，现在了解了物理环境(旨在对其拍摄图像)中对应的位置，并且每个位置处的图像能够被捕获、传送、缝接(如果需要的话)、上传、链接(力口裁在所述系统中的平面布置图上的圆点)，创建浏览并将其呈现给用户。
[0046]在某个位置处，以围绕单一点旋转90度角度的方式拍摄四个图像。在将这些图像加裁到计算装置230中之后，能够使用软件诸如AutoDesk Stitcher (Autodesk, SanRafael, CA)或 PTGUI(New House Internet Services B.V, Rotterdam,The Netherlands)将这些图像缝接在一起以创建单一图像，并且由缝接软件绘制出来以在所述点创建单一的所谓球面jpeg图像，其理想地具有6000乘3000像素的分辩率。缝接可由用户以交互方式手动地进行，或可由本领域的技术人员来加工以更有效地执行。在一个可供选择的实施例中，可使用全景相机或透镜在涵盖全360度的点捕获单一图像。EyeSee360 Inc.(Pittsburgh, PA)为一个此类公司，其提供一系列用于不同相机的透镜，所述相机能够从单一位置创建360度图像，诸如GoPano Micro,其可用于iPhone 4s (Apple, Cupertino,CA)以在某个位置直接创建360度图像，使用照相整合器诸如PhotoWarp (EyeSee360 Inc,Pittsburgh, PA)来直接创建所述360度图像而无需缝接。在拍摄所述多个图像以及将它们缝接在一起的过程中，所述附加控制和精密度产生更高品质的最终图像，同时仅需要极小量的附加努力。所述新方法&(比CAD方法)远远更快速地生成视觉环境，同时仍然提供进行交互和导航整个视觉环境的能力。创建如本文所公开的视觉环境所需要的时间比使用CAD软件创建这种环境所需要的时间少10%至99%。例如，对于3m宽的混合槽，其可需要I小时，而CAD可需要10-40小时，这取决于叶轮的复杂度、安装、辅助设备、和部件的数目。除了不太费力以外，本文所述的虚拟环境也比基于CAD的方法更便宜。
[0047]尽管球面图像可从用数字相机在物理位置拍摄的一系列图像来生成，但也可能从可能不是物理地存在的虚拟环境内生成图像。此类环境可从CAD创建、在动画软件中创建、从扫描软件创建，并且可能从它们的组合创建并导致创建能够在计算机中表现的3维点集和/或表面集。在一个此类实施例中，从CAD文件生成立体光照型技术文件格式的表面文件，所述CAD文件是针对正在设计的整个建筑物创建的，包括要定位在建筑物中的设备。将该立体光照型技术文件读取到动画软件诸如出自Autodesk(SanRafael,CA)的3ds Max中。可添加光照和着色以提供视觉上更现实的外观，并且通过在所述3D文件中的指定位置使用相机，能够将球面jpeg图像直接表现成优选的6000 X 3000像素纵横比。相机在导入的立体光照型技术文件内的位置可被限定为相对于所关注的区域与用于物理环境的位置相同的位置。同样，能够生成所导入的立体光照型技术文件的平面布置图图像，并且从所述系列的至少一个或多个球面jpeg图像和平面布置图图像创建交互式虚拟环境的方法可与已指定的用以从物理位置创建虚拟环境的方法相同。虽然所述3维点集和/或表面集自身能够被用户直接导航，但快速地进入并与所述环境进行交互所需的文件格式、软件要求、和存储器要求常常可能为用户带来限制条件。在创建如该方法所述的交互式虚拟环境的过程中，更多用户常常可能快速地进入并与所得的虚拟环境进行交互。
[0048]本发明的虚拟环境与先前的建设规划方法相比需要较少的照片和较少的缝接。但同时，虚拟环境同时提供低细节(例如，宏观物体的低细节)和高细节(例如，微观物体的高细节)。低细节区域选自制造设施、建筑物、仓库、配送中心、办公楼、实验室、测试设施、力口工成形设施、房间、过道、通道、综合体、联合体、庭院、场地、校园等、以及它们的组合。高细节区域选自设备、材料、工具、人员、防护、计算机、说明、控制、产品、封装、测量设备等、以及它们的组合。所述系统和方法允许用户在整个所述环境中移动、全景拍摄、和变焦拍摄，而不是严格地具有暂时的自由度。
[0049]计算装置230连接至网络接口硬件236以允许远程连接至少一个或多个连接至相同网络的其它计算装置260。在计算装置230，260上安装了 VPIX Voyager 360 (购自Virtual Pictures Corporat1n (Monument, CO))。该软件在计算装置 230, 260 上的安装和设置可由本领域的技术人员借助于由Virtual Pictures Corporat1n提供的文档和用户支持容易地进行。在安装了 VPIX Voyager 360之后,使用web浏览器诸如Mozilla Firefox或Google Chrome,可连接至计算装置260以与VPIX Voyager 360软件进行交互以便为远程场所的许多用户创建交互式虚拟环境。
[0050]—旦针对每个所关注的点创建了球面jpeg图像,就在VPIX Voyager360软件中将这些图像中的每个通过所述网络加裁到计算装置230上。图6示出了低细节区域的虚拟环境600的屏幕截图。图7示出了高细节区域的虚拟环境700的屏幕截图。图8示出了用于设计目的的虚拟环境800的屏幕截图。
[0051]平面布置图500 (其常常为2D自顶向下的数字绘图或jpeg或png文件格式的略图)被加裁到计算装置230中以创建关联于旨在被创建的环境的虚拟平面布置图610。平面布置图610直接相关于位置510，520和如下设施的至少部分，在所述设施中拍摄了照片并随后缝接成球面jpeg图像。
[0052]对于球面jpeg图像的至少一部分，在VPIX Voyager 360软件中，在平面布置图610上使用圆点620标记了位置以使用在平面布置图610上标记位点的功能来表示所述位置。在平面布置图610上，圆点620相对于平面布置图610被放置在与相对于所述设施的那部分所拍摄的图像相同的位点。在针对图像的至少一部分这样做的过程中，随后可将针对每个图像的相对物理位点提供给所述系统的用户以理解在所述设施的那部分内所拍摄的每个图像的相对位置。理想的是，被加裁在计算装置230上的每个球面jpeg图像均将由平面布置图610上的圆点620表示。对于可能具有60幅或更多球面jpeg图像(它们常常具有包括高密度图像的位置)的非常大的游览，用户可用平面布置图610上的圆点620选择包括球面jpeg图像的仅一部分以提供更简化的视觉外观。
[0053]对于球面jpeg图像的至少一部分,在VPIX Voyager 360软件中，能够创建热链接630以在平面布置图610中的圆点620之间移动，或其它相关信息链接640能够与平面布置图610相关联。在某个图像内，用户将识别所述具体图像中的某个位置，从供选择的现有的或用户上传的图标图像中选择图标，并且在被创建的所述游览内选择不同的球面jpeg，或提供通向其它相关信息的web地址，所述其它相关信息可通过这些计算机所连接的网络来访问。理想的是，在所述图像内，通向其它图像的所谓的热链接630或通向相关信息640的链接被放置在图像中的与它们将所处的位点相同的相对位点(其时某个人亲身站立在所述图像或多个图像被拍摄的位置)。在所述软件内，这为最终用户创建了附加上下文以在与所述环境进行交互时更为无缝地从位置移动至另一个位置，如同一个人与真实环境进行交互一样，好像他们在那里那样。
[0054]虚拟环境通常为历史模拟，这意味着其不是基于现场馈送或更新的实时情况。然而，在整个虚拟环境中的各种部位，可存在如下链接，当点击它们时，所述链接将把用户带到所述具体部位的现场馈送。能够链接的相关信息包括但不限于绘图、传统数字图片、CAD文件、影片文件、计划表、文献(例如，操作文献、材料安全性数据表、说明、手册等)、电子表格、基于计算机的模型、数据库、和网络相机(例如，用于现场馈送)。
[0055]本文所述的系统和方法包括至少一个虚拟环境。优选地，多个虚拟环境可由所述系统的用户触及。本文的系统和方法可包括地理作图能力。例如，谷歌地图等可用作插件以观察用于虚拟环境的基于坐标的位置，因此，每个虚拟环境可为相关联的和/或可按特定经度和纬度来识别。可从该网站上的用户友好型地图来示出和访问示出了全球各种地方中的位置的多个虚拟环境。具体地，地图可呈现在如下网站上，所述网站在地图上的适当位点包括位置的名称或符号诸如推针、旗子、图标等。用户可点击这些旨在导向对应的虚拟环境的名称或信号。所述虚拟方法可包括出自一个位置的一个虚拟交互式环境或出自全世界多个位置的多个虚拟交互式环境，诸如至少2个位置，至少10个位置，至少30个位置，至少60个位置，或至少100或更多个位置。这对于具有许多制造工厂的公司来讲可为有益的。或其可适用于诸如Starbucks、Subway、或Wal-Mart之类的公司，使得它们能够规划、构建、存档、并容易地观察商店设施。
[0056]在完成这些步骤时，可选择选项诸如显现徽标、导航控制、外观、和能够在最终环境中显示的其它此类视觉选项。最后，创建所述游览，并且在这样做的过程中，生成web地址，所述web地址能够提供给有能力通过网络服务器250连接将他们的计算装置260连接至该计算装置230的其它个人,并且该web地址可用于浏览器诸如Google Chrome>MoziliaFirefoxJPMicrosoft Internet Explorer以直接访问该所得的虚拟环境。任选地,可在所述系统上进行选择以要求使用特定用户账户来访问该虚拟环境，其中在向所述浏览器提供了 web地址之后，向用户呈现如下屏幕，所述屏幕要求在被允许访问视觉环境之前给出认证的用户名和对应的密码。优选地使用用以构建所述游览所需的相同的通路和界面直接在VPIX Voyager 360软件中创建该用户账户和密码，其中用户名、密码、和游览通路可由能够访问计算装置230的管理部分的人员来创建。作为另外一种选择,可在Apache web计算装置230软件中使用.htaccess以作为另外一种选择要求对整个计算装置230或对特定web地址进行认证,诸如在计算装置230上生成的虚拟环境。通过安装并设置VPIX Voyager360软件，用户也安装了 Apache web计算装置230软件，所述软件能够以更基本的计算机系统水平来提供该功能性。
[0057]一旦创建了所述游览,能够对VPIX Voyager 360软件进行管理的人员就有能力返回到所关注的游览，并且更新或修改所述游览内的任何上述说明和信息。在完成这些改变时，能够再次创建所述游览，并且在这样做的过程中，保持与先前相同的web地址，并且将现在改变了的游览提供给用户。因此，有可能校正、修改、或向所述游览添加信息，包括添加附加球面图像和位置(如果期望如此的话)。
[0058]本领域的技术人员将会认识到，虽然我们的优选实施例是使用VPIX Voyager 360软件执行的，但其它软件也可用于此类目的，诸如由Real Tour Vis1n (Traverse City,Michigan)提供的软件或出自 Easypano Holdings Incorporated (Shanghai, China)的Tourweaver。
[0059]图9示出了根据本文所公开的系统和方法的用于制造工厂的建设、规划、设计、游览、和/或管理的交互式虚拟方法的流程图。所述方法包括以下步骤:向用户提供第一交互式虚拟环境，所述第一交互式虚拟环境包括设施信息以及设备信息910 ;任选地，向用户提供第二交互式虚拟环境，所述第二交互式虚拟环境包括设施信息以及设备信息920 ;提出关于设备和/或设施信息930的至少一个建设、设计、安全性、品质、和/或操作问题；导航第一虚拟环境以获得对所提出的问题940的回答；任选地，导航第二虚拟环境以获得对所提出的问题950的回答；以及任选地，将这些回答输入到设施和/或设备960的建设规划、设计、安全性、品质、和/或操作中。
[0060]在构建和创建虚拟环境时，虚拟环境能够由用户访问，所述用户出于更好地理解或规划的目的对访问所述游览感兴趣，并且能够使用web浏览器诸如Microsoft InternetExplorer通过网络连接至计算装置230。在一个优选的实施例中,在访问虚拟环境之前，用户具有至少一个他们期望被回答的问题。用户能够与所述环境进行交互，这包括从一个部位跳转另一个部位的能力(通过使用平面布置图610上的圆点620，或通过使用在图像的至少一部分内创建的通向不同位置的热链接630)，在图像内的某个位置处旋转，在图像内进行缩放，并且访问可链接至图像的其它相关信息640。在与虚拟环境进行交互的过程中，用户能够获得回答所述问题所需的附加信息。此类可能有用的问题的例子包括但不限于:“控制件相对于某件设备安装在何处？ ” “在某个建筑物的具体部分中存在多少空档？ ” “所述空档足以适配一件10X10X3m的设备吗？ ” “该设备具有什么样的安全防护？ ”
[0061]常常，用户所与之进行交互的虚拟环境是在与用户亲身驻留或所在的位置不同的位置从物理环境创建的。这提供了如下有益效果:以虚拟方式旅行到所述其它位置，从而避免了旅行所需的显著的时间和成本。在一些情况下，期望比较位于一个位置的某件设备与位于不同位置的某件设备或设施。当进行安装某件制造设备所需的建设规划时，这常常是真实的。如下情况也常常是真实:某件设备的工程设计、加工成形、初始测试、和最终安装是在不同的位置进行的。在此类情况下，当用户也能够成为进行工作以设计某件设备的工程师，有能力访问并与相关于被构造和/或测试的设备的第一虚拟环境和相关于用于最终安装的设施中的位置的第二环境进行交互时，具有显著的有益效果。在这种情况下，用户能够与第一环境和第二环境两者进行交互，并且回答相关于设施中设备的运输和安装的问题，诸如“需要什么样的设施连接？ ” “如何最佳地将设施内的设备运输至最终位置？ ” “在运输之前需要对设备进行多少拆卸？ ”
[0062]除非明确地不包括在内或换句话讲限制，本文所引用的每篇文献，包括任何交叉引用的或相关的专利或专利申请，均特此以引用方式全文并入本文。任何文献的引用不是对其作为本文所公开的或受权利要求书保护的任何发明的现有技术，或者其单独地或者与任何其它参考文献的任何组合，或者参考、提出、建议或公开任何此类发明的认可。此外，当本发明中术语的任何含义或定义与以引用方式并入的文件中术语的任何含义或定义矛盾时，应当服从在本发明中赋予该术语的含义或定义。
[0063]尽管举例说明和描述了本发明的具体系统和方法，但本领域的技术人员将会理解，在不脱离本发明的实质和范围的情况下可作出各种其它的改变和修改。因此，随附权利要求书旨在涵盖本发明范围内的所有这些改变和修改。
【权利要求】
1.一种用于制造工厂的建设、规划、设计、游览、和/或管理的交互式虚拟方法，所述方法包括: 向用户提供第一交互式虚拟环境，所述虚拟环境包括设施信息以及设备信息； 提出关于所述设备、所述设施、或它们的组合的问题；以及 导航所述虚拟环境以获得对所提出的问题的回答； 其中所述方法为基于计算机的虚拟环境，所述虚拟环境包括高视觉纵横比，并且其中所述方法不采用计算机辅助设计。
2.根据权利要求1所述的方法，其中所述方法还包括将所得的回答输入到所述设施和/或设备的建设规划、设计等中。
3.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中将所述虚拟环境发布到内联网或互联网网站上。
4.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法还包括向所述用户提供第二交互式虚拟环境。
5.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述方法还包括向所述用户提供地图，所述地图包括与多个交互式虚拟环境的链接。
6.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述虚拟环境包括与其它相关信息的链接。
7.根据权利要求6所述的方法，其中所述其它相关信息选自绘图、传统数字图片、CAD文件、影片文件、计划表、文献、电子表格、基于计算机的模型、数据库、网络相机、以及它们的组合。
8.根据前述权利要求中任一项所述的方法，其中所述虚拟环境包括至少一个平面布置图。
9.根据权利要求8所述的方法，其中所述虚拟环境包括每个平面布置图中的至少一个圆点。
10.根据权利要求9所述的方法，其中所述虚拟环境包括至少一个热链接以移动至所述平面布置图中的另一个圆点。
【文档编号】G06T17/00GK104246797SQ201380021719
【公开日】2014年12月24日 申请日期:2013年4月24日 优先权日:2012年4月26日
【发明者】M·J·玛库拉, G·L·科尼亚, J·科德, S·J·瓦斯, M·W·小泰勒 申请人:宝洁公司