[發(fā)明專利]基于虛幻引擎的數(shù)字孿生城市空間定位方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)

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• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202011630208.3
• 申請(qǐng)日: 2020-12-30
• 公開（公告）號(hào): CN112632683A
• 公開（公告）日: 2021-04-09
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 肖涵;溫建敏;牛春光;曹賀;石云行;夏其美
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 蘇州美房云客軟件科技股份有限公司
• 主分類號(hào): G06F30/13
• 分類號(hào): G06F30/13
• 代理公司: 蘇州翔遠(yuǎn)專利代理事務(wù)所(普通合伙) 32251
• 代理人: 劉計(jì)成

本發(fā)明公開了一種虛幻引擎的數(shù)字孿生城市實(shí)現(xiàn)了城市空間定位方法，該方法通過構(gòu)造當(dāng)前城市的三維立體圖層，確定建筑物在虛幻引擎的平面空間坐標(biāo)體系落位的坐標(biāo)，計(jì)算出需要定位位置圖層的x軸、y軸、z軸坐標(biāo)，并依據(jù)x軸、y軸和z軸坐標(biāo)來構(gòu)建立方體，并通過顏色變化對(duì)該立方體進(jìn)行顯示。該基于虛幻引擎的數(shù)字孿生城市空間定位方法與傳統(tǒng)的GIS的數(shù)字孿生技術(shù)相比較，實(shí)現(xiàn)了真正的三維空間；對(duì)比BIM體系的算法不需要再對(duì)建筑模型內(nèi)部進(jìn)行模型的構(gòu)建，孿生城市資源占用率節(jié)省了70%以上，孿生城市構(gòu)建工作量降低了60%，該定位方法實(shí)現(xiàn)快速，精度可變，可根據(jù)技術(shù)應(yīng)用的城市場(chǎng)景不同，隨意變更精度。

技術(shù)領(lǐng)域

本發(fā)明涉及基于虛幻引擎的數(shù)字孿生城市空間技術(shù)，特別涉及一種基于虛幻引擎的數(shù)字孿生城市空間定位方法、裝置及存儲(chǔ)介質(zhì)。

背景技術(shù)

隨著科學(xué)技術(shù)的發(fā)展，數(shù)字孿生技術(shù)已經(jīng)從理論概念逐步到技術(shù)應(yīng)用的階段。然而目前，從物理世界向虛擬世界的映射，有諸多技術(shù)問題需要解決，目前還沒有一項(xiàng)技術(shù)能完美解決“數(shù)字孿生”中存在的所有問題，在當(dāng)前技術(shù)環(huán)境下，游戲行業(yè)和GIS行業(yè)是最有可能成為數(shù)字孿生的主導(dǎo)行業(yè)，然而，誰能夠率先跨出自身領(lǐng)域的框架，從更宏觀的層面整合自身技術(shù)優(yōu)勢(shì)，投放到更多樣的應(yīng)用場(chǎng)景，則必將在今后“數(shù)字孿生”領(lǐng)域占據(jù)主動(dòng)。

在游戲引擎中實(shí)現(xiàn)空間物理坐標(biāo)技術(shù)是數(shù)字孿生發(fā)展的必然趨勢(shì)。游戲引擎的核心優(yōu)勢(shì)主要在于強(qiáng)大的“場(chǎng)景表現(xiàn)力”，一方面通過實(shí)時(shí)動(dòng)態(tài)的渲染，可以構(gòu)建豐富精細(xì)的場(chǎng)景表現(xiàn)，以便更好的還原我們“看到”的這個(gè)世界；另一方面強(qiáng)大的物理引擎可以真實(shí)模擬現(xiàn)實(shí)世界的運(yùn)行規(guī)則，這些技術(shù)也正是“數(shù)字孿生”迫切需要的。但是對(duì)于數(shù)字孿生來說，僅考慮人工建模是遠(yuǎn)遠(yuǎn)不夠的，還需對(duì)其他方式獲取的城市底板進(jìn)行處理，處理的目的也不僅僅是“構(gòu)建場(chǎng)景”，而是需要對(duì)數(shù)據(jù)的存儲(chǔ)、交換、業(yè)務(wù)性分析層面提供全面的支持，而這些技術(shù)能力是游戲公司目前所不具備的，而這恰恰是GIS行業(yè)所擅長(zhǎng)的。數(shù)字孿生技術(shù)的進(jìn)一步發(fā)展，在場(chǎng)景表現(xiàn)、數(shù)據(jù)集成分析的基礎(chǔ)上，增強(qiáng)了數(shù)據(jù)與場(chǎng)景的技術(shù)互動(dòng)，那在數(shù)字孿生中通過數(shù)據(jù)的分析，找到某個(gè)空間位置則成了數(shù)據(jù)與場(chǎng)景技術(shù)互動(dòng)的基礎(chǔ)。在傳統(tǒng)的二維數(shù)字孿生城市實(shí)現(xiàn)上，是通過地理空間坐標(biāo)與平面二維坐標(biāo)進(jìn)行轉(zhuǎn)化，在二維平面定位進(jìn)行尋點(diǎn)并實(shí)現(xiàn)互動(dòng)。

由于定位算法是基于二維平面進(jìn)行，把物理空間地址在平面地圖進(jìn)行轉(zhuǎn)換后再進(jìn)行數(shù)字孿生城市空間定位；由于是二維平面定位，在大數(shù)據(jù)量多點(diǎn)定位時(shí)，三維的物理空間地址在二維平面會(huì)被投射到一個(gè)點(diǎn)，數(shù)字孿生城市空間定位會(huì)有大量的重疊。基于BIM建筑模型模型的定位是三維的空間定位，但是問題在于，BIM建筑模型的內(nèi)部構(gòu)造復(fù)雜，資源占用過多，無法應(yīng)用于三維空間的數(shù)字孿生搭建，會(huì)造成整個(gè)數(shù)字孿生效率低到用最頂尖的硬件也無法承受。為此有必要對(duì)數(shù)字孿生城市空間定位方法做進(jìn)一步的改進(jìn)。

發(fā)明內(nèi)容

為克服上述現(xiàn)有技術(shù)中的不足，本發(fā)明的目的在于設(shè)計(jì)一種虛幻引擎的數(shù)字孿生城市實(shí)現(xiàn)了城市空間定位方法，其包括如下步驟：

1）依據(jù)當(dāng)前的數(shù)字孿生城市來建立虛幻引擎的平面空間坐標(biāo)體系；

2）依據(jù)數(shù)字孿生城市的覆蓋面積構(gòu)造當(dāng)前城市的三維立體圖層；

3）依據(jù)需要定位位置的物理地址，在數(shù)字孿生城市尋找到對(duì)應(yīng)的建筑物，確定建筑物在虛幻引擎的平面空間坐標(biāo)體系落位的坐標(biāo)；

4）依據(jù)建筑物落位的坐標(biāo)及建筑物數(shù)據(jù)信息，計(jì)算出需要定位位置圖層的x軸和y軸坐標(biāo)；

5）依據(jù)建筑物的層數(shù)和層高，計(jì)算出需要定位位置圖層的z軸坐標(biāo)；

6）依據(jù)x軸、y軸和z軸坐標(biāo)來構(gòu)建立方體，并通過顏色變化對(duì)該立方體進(jìn)行顯示。

優(yōu)選的，步驟2）中在依據(jù)數(shù)字孿生城市的覆蓋面積構(gòu)造當(dāng)前城市的三維立體圖層時(shí)，以該數(shù)字孿生城市的地形最低點(diǎn)向下延伸一定距離m作為該三維立體圖層的最低點(diǎn)，以該數(shù)字孿生城市的地形最高點(diǎn)向上延伸一定距離n作為該三維立體圖層的最高點(diǎn)。

優(yōu)選的，步驟6）中，立方體可進(jìn)行數(shù)據(jù)接入和鼠標(biāo)點(diǎn)擊，實(shí)現(xiàn)定位后的可交互操作。