一种三维交互式船闸监控系统技术方案

本发明专利技术公开一种三维交互式船闸监控系统，包括：一探测器单元，该探测器单元用于实时探测并传输船闸及水位状态变化；一数据存储单元，该数据存储单元包括一实时数据库和一模型文件数据库，该实时数据库用于存储该船闸状态变化数据，该模型文件数据库用于存储该船闸的三维模型数据；一处理单元，该处理单元根据该船闸状态变化数据加载该三维模型数据；一显示单元，该显示单元显示与该三维模型数据对应的三维图形。

【技术实现步骤摘要】
【专利摘要】本专利技术公开一种三维交互式船闸监控系统，包括：一探测器单元，该探测器单元用于实时探测并传输船闸及水位状态变化；一数据存储单元，该数据存储单元包括一实时数据库和一模型文件数据库，该实时数据库用于存储该船闸状态变化数据，该模型文件数据库用于存储该船闸的三维模型数据；一处理单元，该处理单元根据该船闸状态变化数据加载该三维模型数据；一显示单元，该显示单元显示与该三维模型数据对应的三维图形。【专利说明】一种三维交互式船闸监控系统
本专利技术涉及一种涉及建筑信息模型构建
，尤其涉及一种三维交互式船闸监控系统。
技术介绍
航运监控系统是船闸全天候安全运行的重要保障。现有技术中所使用的船闸监控系统包括实时视频监控和二维模型的信息监控。视频监控的技术原理是在船闸的航道上安装若干摄像头，实时获得当前活动桥、内外闸门的动态图形，调度指挥人员根据屏幕上的显示判断当前船闸是否运行正常。视频监控的缺点在于一个摄像头画面难以在屏幕中显示船闸及周围环境的全貌，因此多个摄像头组成的零散画面给调度指挥人员整体把控船闸动态造成了困难。 二维模型的信息监控系统可以通过动画模拟的方式在画面中实时模拟当前状态，但是船闸的主要设备如内外闸门，闸室，活动桥等以比较抽象的静态模拟图形的形式进行展示。监控人员如长时间面对这样的监控界面，很容易产生视觉疲劳，导致误操作。
技术实现思路
为了克服现有技术中存在的缺陷，本专利技术提供一种反映实时情况的三维交互式船闸监控系统。 为了实现上述专利技术目的，本专利技术公开一种三维交互式船闸监控系统，包括:一探测器单元，该探测器单元用于实时探测并传输船闸状态变化；一数据存储单元，该数据存储单元包括一实时数据库和一模型文件数据库，该实时数据库用于存储该船闸状态变化数据，该模型文件数据库用于存储该船闸的三维模型数据；一处理单元，该处理单元根据该船闸状态变化数据加载该三维模型数据；一显示单元，该显示单元显示与该三维模型数据对应的三维图形。 更进一步地，该探测器单元包括:第一探测器，用于实时探测一活动桥的开启与关闭；第二探测器，用于实时探测内外闸门的开启与关闭；第三探测器，用于探测闸室内和闸室外水位的高低。 更进一步地，该探测器单元还包括:第四探测器，用于探测船闸地面的红绿灯变换状态。 更进一步地，该探测器单元还包括:第五探测器，用于探测闸室内的光照度。 更进一步地，该三维模型数据包括以下数据中的一种和多种:活动桥的开启与关闭状态的三维模型、内外闸门的开启与关闭的三维模型、闸室内外的水位变化的三维模型、输水廊道中水流动向的三维模型。 更进一步地，该显示单元还可以显示该探测器单元的实时视频信号。 更进一步地，该处理单元通过数据动态加载技术加载该三维模型数据。 更进一步地，该数据存储单元还包括一背景模型数据库，用于存储该船闸所在地形地貌和/或天气状态的三维模型数据。 更进一步地，当该处理单元根据该船闸状态变化数据加载该三维模型数据时，先加载该背景模型数据库中的三维模型数据，再加载该模型文件数据库的三维模型数据。 更进一步地，该处理单元包括一缓冲池，该三维模型数据先进入该缓冲池，再经该显示单元显示。 与现有技术相比较，本专利技术所提供的三维交互式船闸监控系，将抽象的实时数据与现场实际情况相结合，将现场设备的运行情况、各类传感器的安装位置以及测量参数通过直观形象的三维图形呈现，使复杂问题变得简单，大大提高了操作员的技能素质，保障了船闸系统的安全运行。 【专利附图】【附图说明】 关于本专利技术的优点与精神可以通过以下的专利技术详述及所附图式得到进一步的了解。 图1是本专利技术所涉及的三维交互式船闸监控系统的结构示意图；图2是本专利技术所涉及的三维交互式船闸监控系统的三维模型建立示意图。 【具体实施方式】 下面结合附图详细说明本专利技术的具体实施例。 本专利技术的目的在于提供一种船闸监控系统，将抽象的实时数据与现场实际情况相结合，将现场设备的运行情况、各类传感器的安装位置以及测量参数通过直观形象的三维图形呈现，使复杂问题变得简单，大大提高了操作员的技能素质，保障了船闸系统的安全运行。 为了实现上述专利技术目的本专利技术公开一种三维交互式船闸监控系统，包括:探测器单元，该探测器单元用于实时探测并传输船闸状态变化；数据存储单元，该数据存储单元包括一实时数据库和一模型文件数据库，该实时数据库用于存储该船闸状态变化数据，该模型文件数据库用于存储该船闸的三维模型数据；处理单元，该处理单元根据该船闸状态变化数据加载该三维模型数据；显示单元，该显示单元显示与该三维模型数据对应的三维图形。 图1是本专利技术所涉及的三维交互式船闸监控系统的结构示意图。以下将结合图1具体说明本专利技术如何实现。本专利技术的三维交互式船闸监控系统就是利用三维引擎Unity3D结合实时数据采集终端建立一个实时的虚拟仿真系统，监控内外闸门的开启与关闭、活动桥的开启与关闭、闸室内外的水位变化以及输水廊道中水的流向等活动，最终达到帮助操作员智能监控船闸的目的。 本专利技术运用Unity3D以及3dsMax等建模、渲染软件制作三维仿真系统,在客户端中将整个船闸系统精密的展示，并通过通信端口与PLC相连接，根据实时采集的数据动态地展示船闸系统的运行状态，通过对实时数据的分析也提供及时的警报和远程控制功能。 数据采集端I主要负责数据的采集和传输工作，其包含各种传感器设备及必要的数据传输设备。数据采集端I采集到的数据可以是视频图像，活动桥的开启与关闭状态、内外闸门的开启与关闭、闸室内外的水位变化、输水廊道中水的流向等等。可以将数据采集端分别与活动桥控制单元、内外闸门控制单元、水位仪、流量计等相连接，实时获得当前整个船闸系统的实时数据。 数据层2主要负责数据的存储，包含实时数据、模型数据及其他类型的数据(如背景数据)的存储。在本船闸系统中，实时数据有活动桥的开启、关闭状态，内外闸门的开启、关闭状态，闸室内外的水位等。而模型数据在存储前在三维引擎中进行了处理，生成了Unity3D可以识别的文件格式，并以文件的格式存储在服务器上。 服务层3主要为应用层提供服务，其中数据服务是核心，因为上层的实时虚拟仿真系统中数据的实时性就依靠这一层来保证。 应用层4主要是一个进行实时虚拟仿真的平台，其包含三方面的关键技术，分别为:Unity3D引擎、动态加载技术及实时交互技术。三维引擎技术在近几年得到了有力的发展，现有的三维引擎都具备场景搭建、实时交互、服务器通信等功能。 在获得整个船闸系统的实时数据，根据该实时数据构建整个船闸系统的模型，然后通过该三维软件将模型导出，运用FBX的标准行业文件格式将模型导入到Unity3D中，再利用Unity3D开发可程序驱动的运动仿真。 在一个大型的虚拟场景中，不能让用户长时间的等待所有资源的加载，而应该先加载用户附近的场景资源，其他的资源在程序运行过程中在不影响操作的情况下，让其在后台加载，直到所有资源都加载完毕。这就不可避免的需要使用到数据的动态加载技术。 因为模型文件的加载需要缓冲，所以就必须为其在客户端设计一个缓冲池。在加载过程中必须对加载的每一帧进行监听，判断该帧是否为文件的结尾。将加载文件首先置于缓冲池中，在本文档来自技高网...

【技术保护点】
一种三维交互式船闸监控系统，其特征在于，包括：   一探测器单元，所述探测器单元用于实时探测并传输船闸状态变化；   一数据存储单元，所述数据存储单元包括一实时数据库和一模型文件数据库，所述实时数据库用于存储所述船闸状态变化数据，所述模型文件数据库用于存储所述船闸的三维模型数据；   一处理单元，所述处理单元根据所述船闸状态变化数据加载所述三维模型数据；   一显示单元，所述显示单元显示与所述三维模型数据对应的三维图形。

【技术特征摘要】

【专利技术属性】
技术研发人员：赵渊，胡晓东，吴鹏程，王勇，居懿峰，傅瑜，徐良钧，刘静君，王林国，胡鹤民，
申请(专利权)人：上海国际航运服务中心开发有限公司，上海海达通信公司，
类型：发明
国别省市：上海;31