[发明专利]基于三层本体的三维场景协同构建系统及其实现方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种计算机三维场景领域的构建技术，具体涉及一种针对三维场景建模领域的本体构建方法，包括用于三维场景协同建模的通用本体、领域本体和场景本体。将此三层本体应用到三维场景协同构建中，有效提升构建效率，提高模型匹配和检索准确率，便于三维模型协同管理。

背景技术

随着三维建模技术不断发展和成熟，三维建模在各个领域中变得越发复杂且涉及高层次领域知识的运用。由于越来越多领域涉及到三维场景构建，传统单台的计算机涉及模式正受到严峻的挑战，如何冲破传统的单机设计模式，将分散的领域知识集中起来有效指导多人协同工作是高效构建三维场景的关键。

本体是维护一致性和数据复用的有效工具，具有结构化的形式，能够在计算机系统中表达分类结构层次，本体库已经成为语义web基础架构的重要组成部分，是保证三维场景构建过程中模型语义的一致性并提高三维模型可复用性的有效途径。

经过对现有技术的检索发现，PirróG,MastroianniC,TaliaD所著的“Aframeworkfordistributedknowledgemanagement:Designandimplementation”(2010)提出了基于分布式本体的知识管理系统框架DOKMS，DOKMS提供了一个多层本体结构，使用语义驱动知识处理，该框架允许组织人员在不同层次构建领域知识。但该本体结构层次太多，过于复杂，无法提供对知识的高效利用，将其应用于三维场景构建能保证一定程度上的语义一致性，但降低了三维场景构建的效率。

发明内容

本发明针对现有技术存在的上述不足，提出一种基于三层本体的三维场景协同构建系统及其实现方法，本发明针对现有技术存在的上述不足，针对三维场景构建领域提供一种基于三层本体的三维场景协同构建，通过分层管理三维场景知识，保证了在三维场景的多人协同构建过程中的语义一致性且有效提高了三维模型的检索率和可复用率。

本发明是通过以下技术方案实现的：

本发明包括：用于建立本体语言表达的形式化的几何模型的通用本体层、用于关联将模型实体和其所具有的语义信息的领域本体层和用于描述场景构建过程中所需领域知识的场景本体层，其中：通用本体层向领域本体层输出实体特征信息，领域本体层向场景本体层输出场景单元信息，场景本体层包含有应用场景所要具有的语义约束，该语义约束是否成立的检验参数来自通用本体层和领域本体层。

所述的通用本体层中含有所有几何模型物体的定性属性和定量属性。

所述的定性属性包括但不限于：形状，颜色，材质，纹理，导电性，可燃性，腐蚀性等。

所述的定量属性包括但不限于：体积，面积，湿度，光强等。

所述的通用本体层针对于三维模型的外观几何特征层面，不涉及应用层面的概念，所表达的几何特征概念是从大量的模型中提取出来的，这些特征不仅是模型处理过程中的基本特征，也是领域本体中实体的基本特征，该基本特征不会随着领域本体中实体的数量和类型的变化而变化，他们也没有任何领域本体的语义信息，因此具有良好的扩展性。通用本体为领域本体和场景本体提供服务。

所述的领域本体层包括：模型分类单元、模型复用单元和类型映射单元，其中：模型分类单元与模型类型映射单元相连并传输映射信息，模型复用单元利用该映射信息来复用现有模型。

所述的场景本体层包括：实体空间约束单元和应用场景约束单元，建模人员遵循实体空间约束和应用场景约束来构建场景。

所述的语义约束的参数来自通用本体层和领域本体层。

技术效果

与现有技术相比，本发明使得三维场景的知识得到很好的分层，对每类知识分别进行本体建模，基础特征的通用本体提高了基础本体概念的复用性，统一了语义的二义性，领域知识的领域本体区分了不同领域的三维模型的不同特征信息，而场景本体解决了不同场景中模型间的多样的约束关系的统一表述问题。该模型具有良好的扩展性，从知识的共享和复用上都有一定的提高，有利于分布式的三维场景协同构建。

附图说明

图1为本发明结构示意图。

图2为本发明实施图。

具体实施方式

如图2所示，本实施例通过利用三层本体构建三维场景，三维场景协同构建实施结构基于三层本体模型，将模型知识和构建知识相联系，并利用面向多领域的语义约束检测机制在分布式的场景构建中标注，三维场景语义约束的检测和验证。

本实施例包括以下步骤：