一种实现数字孪生的方法及系统技术方案

本发明专利技术属于数字孪生技术领域，具体公开了一种实现数字孪生的方法及系统，包括：对目标场景中多个物体分别构建三维模型，将所有三维模型存储在客户端中；采集每个物体在目标场景中的变化数据，发送变化数据至平台端；平台端根据变化数据生成第一驱动数据，发送第一驱动数据至客户端；客户端根据第一驱动数据和三维模型对物体仿真运动；具有如下优点：既能够实现游戏引擎的逼真效果，又能够通过前端快速开发进行展示和交互，同时还具备较高的数据安全性。性。性。

【技术实现步骤摘要】
一种实现数字孪生的方法及系统


[0001]本专利技术涉及数字孪生
，具体而言，涉及一种实现数字孪生的方法。

技术介绍

[0002]数字孪生是指将物理实体通过数字方式呈现成一个虚拟的、与实体在各方面都完全相同的实体，并通过数字技术对其进行模拟、预测和优化等操作。数字孪生方案采用的架构，具有对网络通信和服务器性能要求较高，用户无法在本地存储、管理自己的模型数据、开发者需要构建大量的界面，且用户需要安装和管理大量的软件，需要考虑软件、硬件环境等因素，同时也需要关注设备与数据安全的问题。
[0003]为此提出一种实现数字孪生的方法，以解决上述提出的问题。

技术实现思路

[0004]本专利技术旨在提供实现数字孪生的方法，以解决或改善上述技术问题中的至少之一。
[0005]有鉴于此，本专利技术的第一方面在于提供实现数字孪生的方法。
[0006]本专利技术的第二方面在于提供实现数字孪生的系统。
[0007]本专利技术的第一方面提供了实现数字孪生的方法，用于在客户端对目标场景实时仿真和控制，所述方法包括如下步骤：对所述目标场景中多个物体分别构建三维模型，将所有所述三维模型存储在客户端中；采集每个所述物体在所述目标场景中的变化数据，发送所述变化数据至平台端；所述平台端根据所述变化数据生成第一驱动数据，发送所述第一驱动数据至客户端；所述客户端根据所述第一驱动数据和所述三维模型对所述物体仿真运动。
[0008]进一步地，所述的对所述目标场景中多个物体分别构建三维模型的步骤，包括：获取所述物体的结构信息，根据所述结构信息构建所述物体的三维模型；根据所述物体的运动状态，将所述三维模型分为场景模型和由所述第一驱动数据控制的运动模型。
[0009]进一步地，所述平台端能够与多个所述客户端相连；以及所述客户端能够发送所述运动模型至所述平台端。
[0010]进一步地，所述的所述客户端能够发送所述运动模型至所述平台端，包括：判断所述备份数据中的运动模型对应所述物体在所述目标场景中是否为独占；在所述备份数据中，将为独占的物体对应运动模型划定为第二模型，以及将为非独占的物体对应运动模型划定为第一模型；将所述第一模型和所述第二模型共同发送至所述平台端。
[0011]进一步地，所述第一模型能够被与所述平台端相连的所有客户端获取；所述第二模型能够被发送该第二模型的客户端访问。
[0012]进一步地，所述的所述第二模型能够被发送该第二模型的客户端访问，包括：所述客户端能够对该第二模型在所述平台端锁定或解锁；所述客户端能够对该第二模型在所述平台端编辑或展示。
[0013]进一步地，所述目标场景设置有与所述物体相连的场景端，所述场景端用于获取所述物体的变化数据，且将所述变化数据发送至所述平台端。
[0014]进一步地，所述方法还包括：所述客户端根据仿真运动的结果生成所述控制数据和第二驱动数据，且发送所述控制数据至所述平台端；所述客户端根据所述第二驱动数据驱动所述场景模型；所述平台端将所述控制数据发送至与所述场景模型对应物体相连的场景端；所述场景端根据所述控制数据控制与所述场景模型对应的物体。
[0015]进一步地，所述客户端采用客户机/服务器架构，以及所述平台端采用浏览器/服务器架构；其中，所述客户端内设置有用于根据所述第一驱动数据和第二驱动数据驱动所述三维模型的物理引擎。
[0016]本专利技术的第二方面提供了实现数字孪生的系统，用于所述平台端，所述系统包括：
[0017]数据获取模块，用于接收所述物体在所述目标场景中的变化数据；
[0018]数字孪生计算模块，用于根据所述变化数据计算所述三维模型的第一驱动数据；
[0019]数据发送模块，用于发送所述控制数据至所述场景端，以及发送所述第一驱动数据至所述客户端。
[0020]本专利技术与现有技术相比所具有的有益效果：
[0021]普通的全桌面开发构建界面比较复杂，开发效率低，业务开发使用web来构建界面效率更高，不仅可以快速嵌入第三方物理引擎实现业务开发和场景开发分离；
[0022]在数字孪生场景中进行设备控制能精准定位及快速控制；通过仿真技术可以推动例如灯组根据现场环境进行控制开和关，从而达到精准节能，可以快速实现数字孪生平台各类操作的智能化和自动化；不仅具备客户机/服务器架构的本地化、离线化、数据安全化的特点，还具备浏览器/服务器架构的数字孪生数据共享和云计算服务的优势。
[0023]既能够实现游戏引擎的逼真效果，又能够通过前端快速开发进行展示和交互，同时还具备较高的数据安全性。
[0024]根据本专利技术的实施例的附加方面和优点将在下面的描述部分中变得明显，或通过根据本专利技术的实施例的实践了解到。
附图说明
[0025]本专利技术的上述和/或附加的方面和优点从结合下面附图对实施例的描述中将变得明显和容易理解，其中：
[0026]图1为本专利技术的数字孪生的架构图；
[0027]图2为本专利技术的双向通信示意图；
[0028]图3为本专利技术的系统逻辑框图。
具体实施方式
[0029]为了可以更清楚地理解本专利技术的上述目的、特征和优点，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术进行进一步的详细描述。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
[0030]在下面的描述中阐述了很多具体细节以便于充分理解本专利技术，但是，本专利技术还可以采用其他不同于在此描述的其他方式来实施，因此，本专利技术的保护范围并不受下面公开
的具体实施例的限制。
[0031]请参阅图1
‑
3，下面描述本专利技术一些实施例的实现数字孪生的方法。
[0032]本专利技术第一方面的实施例提出了实现数字孪生的方法。在本专利技术的一些实施例中，如图1
‑
2所示，用于在客户端对目标场景实时仿真和控制，方法包括如下步骤：
[0033]S1，对目标场景中多个物体分别构建三维模型，将所有三维模型存储在客户端中。
[0034]具体而言，生成三维模型以构建数字孪生场景，共有两种方式，一是通过在物理引擎中实现数字孪生场景的编辑，可实现大场景的构建，可通过全球地理信息等GIS数据精准定位放置对应模型到指定位置，提前摆放好各个物体的位置和朝向，并且可以修改地形、配置气象等。二是通过Python主程序脚本化根据设备经纬度等地理坐标信息，批量放置到场景指定位置，并且可批量修改模型贴图实现快速场景构建。
[0035]进一步地，目标场景设置有与物体相连的场景端，场景端用于获取物体的变化数据，且将变化数据发送至平台端。场景端可以为实际的控制开关及调节设备，以控制设备的开闭和工况调节，例如红绿灯的亮灯颜色，路灯的开闭、路闸的开闭等。
[0036]进一步地，获取物体的结构信息，根据结构信息构建物体的三维模型。
[0037]根据物体的运动状态，将三维模型分为场景模型和由第一驱动数据控制的运动模型。例如运动模型具体为车辆本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种实现数字孪生的方法，其特征在于，用于在客户端对目标场景实时仿真和控制，所述方法包括如下步骤：对所述目标场景中多个物体分别构建三维模型，将所有所述三维模型存储在客户端中；采集每个所述物体在所述目标场景中的变化数据，发送所述变化数据至平台端；所述平台端根据所述变化数据生成第一驱动数据，发送所述第一驱动数据至客户端；所述客户端根据所述第一驱动数据和所述三维模型对所述物体仿真运动。2.根据权利要求1所述的实现数字孪生的方法，其特征在于，所述的对所述目标场景中多个物体分别构建三维模型的步骤，包括：获取所述物体的结构信息，根据所述结构信息构建所述物体的三维模型；根据所述物体的运动状态，将所述三维模型分为场景模型和由所述第一驱动数据控制的运动模型。3.根据权利要求2所述的实现数字孪生的方法，其特征在于，所述平台端能够与多个所述客户端相连；以及所述客户端能够发送所述运动模型至所述平台端。4.根据权利要求3所述的实现数字孪生的方法，其特征在于，所述的所述客户端能够发送所述运动模型至所述平台端，包括：判断备份数据中的运动模型对应所述物体在所述目标场景中是否为独占；在所述备份数据中，将为独占的物体对应运动模型划定为第二模型，以及将为非独占的物体对应运动模型划定为第一模型；将所述第一模型和所述第二模型共同发送至所述平台端。5.根据权利要求4所述的实现数字孪生的方法，其特征在于，所述第一模型能够被与所述平台端相连的所有客户端获取；所述第二模型能够被发送该第二模型的客...

【专利技术属性】
技术研发人员：程磊，胡启鑫，吴海伟，
申请(专利权)人：中电通途北京科技有限公司，
类型：发明
国别省市：