(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111271781.4 (22)申请日 2021.10.2 9 (71)申请人 温州大学 地址 325000 浙江省温州市瓯海区东方南 路38号温州市国家大 学科技园孵化器 (72)发明人 李毅　钮倩倩　叶修梓　 (74)专利代理 机构 温州名创知识产权代理有限 公司 33258 代理人 陈加利 (51)Int.Cl. G06T 7/00(2017.01) G06T 7/11(2017.01) G06T 15/00(2011.01) G06F 30/20(2020.01) G06F 113/12(2020.01)G06F 119/14(2020.01) (54)发明名称 一种基于深度图像的布料碰撞仿真增强呈 现方法及装置 (57)摘要 本发明提供一种基于深度图像的布料碰撞 仿真增强呈现方法， 包括获取布料的深度图， 并 通过预先构建的感兴趣模型区域的包围盒， 在布 料的深度图中定位出目标区域空间； 确定目标区 域空间中的布料二维图像特征， 并根据布料二维 图像特征， 随机构建出面向特征点或纹理的模板 识别自然特征图； 将模板识别自然特征图导入预 先定义的柔性布料碰撞检测模型中进行碰撞仿 真， 以得到布料增强呈现的视觉图像。 实施本发 明， 使得增强现实环境中更为直观， 通过布料增 强呈现来得到更好的仿真效果。 权利要求书2页 说明书9页 附图2页 CN 113962979 A 2022.01.21 CN 113962979 A 1.一种基于深度图像的布料碰撞仿真增强呈现方法， 其特征在于， 所述方法包括以下 步骤： 获取布料的深度图， 并通过预先构建的感兴趣模型区域的包围盒， 在所述布料的深度 图中定位出目标区域空间； 确定所述目标区域空间中的布料二维图像特征， 并根据所述布料二维图像特征， 随机 构建出面向特 征点或纹 理的模板识别自然特 征图； 将所述模板识别自然特征图导入预先定义的柔性布料碰撞检测模型中进行碰撞仿真， 以得到布料增强呈现的视 觉图像。 2.如权利要求1所述的基于深度图像的布料碰撞仿真增强呈现方法， 其特征在于， 所述 布料的深度图是通过摄像设备或固定位置的多摄像头对含有布料的目标场景进行深度图 像采集， 并结合深度图像采集时摄 像设备或多摄 像头的标定信息和视 差信息计算出来的。 3.如权利要求2所述的基于深度图像的布料碰撞仿真增强呈现方法， 其特征在于， 所述 感兴趣模型区域的包围盒为A ABB包围盒。 4.如权利要求1所述的基于深度图像的布料碰撞仿真增强呈现方法， 其特征在于， 所述 面向特征点或纹理的模板识别自然特征图为根据所述目标区域空间中的布料二维图像颜 色或纹理特征， 随机构建的简单几何形体图像。 5.如权利要求1所述的基于深度图像的布料碰撞仿真增强呈现方法， 其特征在于， 所述 柔性布料碰撞检测模型为采用弹性力学方程创建的柔性布料三维模型， 且 所述柔性布料三 维模型设计有并行处 理的着色器、 碰撞处 理架构和碰撞响应算法。 6.如权利要求5所述的基于深度图像的布料碰撞仿真增强呈现方法， 其特征在于， 所述 柔性布料三维模型通过以下公式(1)～(5)来表达； 权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 113962979 A 2式(1)中,fout(X， t)表示质点在时刻t所受的外力的总和， fint(X， t)表示质点在时刻t所 受的布料内部质点之间作用力的总和； 质点之间的内力为弹簧产生的弹性形变力和阻尼 力； 外力为重力G和设定的恒定 外力fexternal； 式(2)中， Ce表示质点P0与Pi两点间弹簧的弹性变形系数， 表示时刻t质点P0与Pi之 间的距离， 表示零时刻粒子P0与Pi的最初设定的距离， 表示Pi指向P0的单位向 量； 式(3)中， fdamp表示弹簧阻尼力； Cd表示阻尼系数； 式(4)中， fevey表示质点所受的重力； 式(5)中， Δt表示时间步长； 表示质点[i,j]在时刻t所受到的合力； 表示质 点[i,j]在时刻t的加速度； 表示质点[i,j]在时刻t的速度； 表示质点[i,j]在时 刻t的位置 。 7.如权利要求6所述的基于深度图像的布料碰撞仿真增强呈现方法， 其特征在于， 所述 柔性布料三维模型所设计的碰撞处理架构为采用AABB和Sphere包围盒相结合构造碰撞区 域层次化碰撞检测的结构树； 其中， 该结构树的叶子节点利用Sphere包围盒， 根节点利用 AABB包围盒。 8.如权利要求7所述的基于深度图像的布料碰撞仿真增强呈现方法， 其特征在于， 所述 柔性布料三维模型 所设计的碰撞响应算法具体为： 若质点和球体碰撞之间检测到了碰撞， 即质点与球体的球心距离小于球体的半径时需 要进行碰撞响应， 则需将质点的位置调整为质点沿速度方向与球体发生碰撞的第一个点， 并且将质点的速度修 正为只保留与球 体的切向速度。 9.一种基于深度图像的布料碰撞仿真增强呈现装置， 其特 征在于， 包括： 目标区域图像分割单元， 用于获取布料的深度图， 并通过预先构建的感兴趣模型区域 的包围盒， 在所述布料的深度图中定位出目标区域空间； 自然特征图像生成单元， 用于确定所述目标区域空间中的布料二维图像特征， 并根据 所述布料二维图像特 征， 随机构建出面向特 征点或纹 理的模板识别自然特 征图； 碰撞仿真增强图像呈现单元， 用于将所述模板识别自然特征图导入预先定义的柔性布 料碰撞检测模型中进行碰撞仿真， 以得到布料增强呈现的视 觉图像。 10.如权利要求9所述的基于深度图像的布料碰撞仿真增强呈现装置， 其特征在于， 所 述柔性布料碰撞检测模型为采用弹性力学方程创建的柔性布料三 维模型， 且所述柔性布料 三维模型设计有并行处 理的着色器、 碰撞处 理架构和碰撞响应算法。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 113962979 A 3