[發明專利]一種數字孿生三維場景視角操作方法及裝置

在審

• 申請號: 202110598722.1
• 申請日: 2021-05-31
• 公開（公告）號: CN113204826A
• 公開（公告）日: 2021-08-03
• 發明（設計）人: 康興華
• 申請（專利權）人: 深圳市智慧空間平臺技術開發有限公司
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06T17/10;G06T19/00
• 代理公司: 暫無信息
• 代理人: 暫無信息

本發明公開了一種數字孿生三維場景視角操作方法及裝置，包括服務系統、孿生數據、物理場景、虛擬場模型，涉及數據孿生技術領域，該數字孿生三維場景視角操作方法及裝置，基于UE制作的數字孿生應用中，負責美術及程序的人員不再需要處理應用中的視角和切換路徑，只需負責WEB前端的人員通過TCP/IP協議向UE4傳輸場景視角的坐標和旋轉角度參數，隨時修改隨時改變，不影響UE4美術及程序的工作，設定后也不需要重新打包，更為便捷，效率更高，并且該方法在UE4程序切換角度的同時可以多個模式的切換，有步行模式、飛行模式、自由模式，相對于以前只能定點角度切換進行觀察更有空間的帶入感，能讓人置身于虛擬空間中感受到空間的切換變化。

技術領域

本發明涉及數據孿生技術領域，具體為一種數字孿生三維場景視角操作方法及裝置。

背景技術

數字孿生的概念最初由Grieves教授于2003在美國密歇根大學的產品全生命周期管理課程上提出，并被定義為三維模型，包括實體產品、虛擬產品以及二者間的連接[16]，但由于當時技術和認知上的局限，數字孿生的概念并沒有得到重視。直到2011年，美國空軍研究實驗室和NA SA合作提出了構建未來飛行器的數字孿生體，并定義數字孿生為一種面向飛行器或系統的高度集成的多物理場、多尺度、多概率的仿真模型，能夠利用物理模型、傳感器數據和歷史數據等反映與該模型對應的實體的功能、實時狀態及演變趨勢等，隨后數字孿生才真正引起關注，一些學者在NASA提出概念的基礎上進行了補充和完善，例如Gabor等提出數字孿生還應包含專家知識以實現精準模擬[17]，Rios等認為數字孿生不僅面向飛行器等復雜產品，還應面向更加廣泛通用的產品。

三維場景數據孿生的使用前期需要采用UE4進行模式開發，以前UE4的開發模式必須在UE4的場景內設定好視角和切換路徑，如果后期想要調整觀看視角或切換路徑，需要重新設定后需要重新打包，這樣操作耗時較長，影響效，這對這個問題，本發明提出一種可以隨時修改隨時改變，不影響UE4美術及程序的工作，設定后也不需要重新打包的操作方法，并且原先步行、飛行、自由模式在一開始就確定了后期無法隨意修改。

發明內容

本發明的目的在于提供一種數字孿生三維場景視角操作方法及裝置，以解決上述背景技術中提出的問題。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種數字孿生三維場景視角操作裝置，包括服務系統、孿生數據、物理場景、虛擬場模型。

優選的，所述服務數據包括數據采集單元、數據分析單元、數據存儲單元、射頻通信單元、單片機、GIS追蹤單元、交互驅動單元。

優選的，所述數據采集單元的輸出端與數據分析單元的輸入端點連接，所述數據分析單元的輸出端與數據存儲單元的輸入端電連接，所述單片機的輸出端分別與GIS追蹤單元和交互驅動單元的輸入端電連接。

優選的，所述孿生數據的核心為模型和數據，即服務系統、物理場景和虛擬場景的共享驅動，并隨著實時數據的產生被不斷更新與優化，孿生數據是數字孿生運行的核心驅動。

為實現上述目的，本發明提供如下技術方案：一種數字孿生三維場景視角操作方法，包括以下步驟：

步驟一：數字化構建，需要實地勘探，對實地場景精測測量考察，獲取精準的數據坐標，搭建三維城市地理信息基礎服務框架，為數字孿生建設提供高精度可視化的三維空間信息和位置服務；

步驟二：建立三維實景建模、城市智能模型CIM，有效的空間幾何模型、拓撲圖和語義等特征，來實現精細化的三維幾何表達；

步驟三：模型渲染，構建耦合大數據的BIM模型，進行城市開發建設智能輔助決策系統；

步驟四：通過基礎時空數據、公共專題數據、物聯網實時感知數據、互聯網在線抓取數據和根據本地特色擴展數據，構成數字孿生。

步驟五：通過TCP/IP協議向UE4傳輸場景視角的坐標和旋轉角度參數，調取相應視角。