一种隧道数字孪生三维智控平台制造技术

本发明专利技术设计隧道智慧管理技术领域，具体涉及了一种隧道数字孪生三维智控平台

【技术实现步骤摘要】
一种隧道数字孪生三维智控平台


[0001]本专利技术设计隧道智慧管理
，具体涉及了一种隧道数字孪生三维智控平台
。

技术介绍

[0002]随着经济的发展和人民生活水平的日益提高，车辆的数量也不断增多，同时公路建设也越来越完善
。
其中，隧道是山区
、
跨海
/
河公路建设的重要方式，建成河运营里程逐渐增多，是告诉公路河城市道路交通的重要沿河，隧道不仅车流量大，而且隧道为半封闭环境，较普通路段交通事故多，且极易导致二次事故，造成严重事故损失和交通延误，成为高速公路安全畅通运行的瓶颈
。
[0003]对于隧道内的监控，通常是通过视频监控采集影像，各类传感器采集车辆数据，上传服务器进行监控
。
然而由于隧道内环境昏暗，仅通过影像和传感器数据，难以还原隧道内的真实场景
。
目前现有技术中有将数字孪生技术与隧道监控结合，数字孪生是充分利用物理模型
、
传感器更新
、
运行历史数据，集成多学科
、
多物理量
、
多尺度
、
多概率的仿真过程，在虚拟空间中完成映射，从而反映相对应的实体装备的全生命周期的过程
。
通过建立隧道数字孪生体，检测车辆数据在数字孪生体中还原，以反应隧道内的真实情况
。
但是由于隧道数字孪生不同于工厂数字孪生
、
精密设备数字孪生完成数字建模后反应其本身的运作即可，隧道数字孪生需要反应隧道内车辆运行，然而隧道内车辆并非一成不变，若是对每一辆驶入的车辆进行建模并还原其对应的数字对象，对设备算力要求过高，负荷过大，难以大量运用
。

技术实现思路

[0004]本专利技术所解决的技术问题在于提供一种隧道数字孪生三维智控平台，能够降低隧道数字孪生对隧道内车辆还原的设备要求
。
[0005]本专利技术提供的基础方案：一种隧道数字孪生三维智控平台，包括隧道采集模块
、
设备关联模块
、
车辆检测模块以及大屏展示模块；
[0006]隧道采集模块，用于获取图像采集装置上传的隧道图像数据，以及激光装置采集的隧道点云数据，根据隧道图像数据以及隧道点云数据构建隧道物理实体所对应的隧道三维模型；
[0007]设备关联模块，将隧道内的感知设备与所述隧道三维模型关联融合，得到隧道数字孪生体；
[0008]车辆检测模块，用于获取隧道内感知设备采集到的车辆行驶数据以及车辆所在位置，根据车辆行驶数据以及车辆所在位置，在隧道数字孪生体对应位置中实时生成车辆物理实体所对应的实时数字对象；所述车辆检测模块包括类型检测模块和对象生成模块；
[0009]类型检测模块，预设有若干车辆模型，用于根据影像采集设备检测到的影像数据，识别车辆类型以及车票号码；
[0010]对象生成模块，并根据车辆类型调取对应的车辆模型在隧道数字孪生体中生成实时数字对象，并将车牌号码与实时数字对象绑定；
[0011]大屏展示模块，用于通过可视化大屏，对包含车辆的实时数字对象及其车辆行驶数据的隧道的数字孪生体进行显示
。
[0012]本专利技术的原理及优点在于：首先，通过图像采集装置测得隧道图像，激光装置测得点云数据，将隧道图像数据以及点云数据融合后建立隧道对应的隧道三维模型
。
将隧道内的感知设备与隧道三维模型融合得到隧道数字孪生体
。
对于隧道内的车辆，根据感知设备检测到的车辆行驶数据以及车辆所在位置，在数字孪生体中，还原其所对应的数字对象
。
同时对于数字对象的建模，通过影像获取到车辆的车辆类型以及车牌号码，从预设的模型库中调取测得的车辆类型对应的车辆模型，即相同类型车辆共用同一个车辆模型，将车牌号码与车辆模型绑定以作区分
。
之后，通过可视化大屏，对包含车辆实时数字对象
、
车辆行驶数据的隧道数字孪生体进行显示
。
[0013]相比于现有技术，本方案中，并非通过测得车辆真实的模型，在隧道数字孪生体中还原车辆真实模型，而是预先设置好各个类型车辆的通用模型，并根据测得的车辆类型，选择对应的通用模型在隧道数字孪生体中进行还原，通过这种方式，无需对隧道内车辆根据其本身模型真实还原，从预设的模型库中直接调取即可，从而降低在隧道数字孪生体中还原车辆数字对象建模算力要求
。
[0014]进一步，还包括路段分段，所述车辆检测模块还包括路段检测模块；
[0015]路段分段模块，用于根据隧道长度将隧道分为若干识别路段；
[0016]路段检测模块，预设有车辆数量阈值，还用于获取各个识别路段上的车辆数量，并判断识别路段上的车辆数量与车辆数量阈值的关系；
[0017]对象生成模块，还用于当车辆数量小于预设车辆数量阈值时，在识别路段所对应的隧道数字孪生体路段上生成该识别路段上所有车辆所对应的数字对象，当识别路段上的车辆数量大于预设的车辆数量阈值时，从该识别路段上选择若干标识车辆，并将其他车辆标记为非标识车辆，所述标识车辆的数量小于车辆数量阈值，并在该识别路段所对应的隧道数字孪生体路段上生成标识车辆的数字对象；
[0018]大屏展示模块，还用于对对应的识别路段进行标注，以及获取标识车辆与非标识车辆的车辆行驶数据的相对参数进行标注，并显示该识别路段上的实际车辆数量
。
[0019]将隧道分为若干个识别路段，并设定识别路段上的车辆数量阈值
。
若识别路段上的车辆数量小于车辆数量阈值时，即识别路段上的车辆数量较少时，将识别路段上的车辆所有在该路段上生成数字对象
。
若识别路段上的车辆数量大于车辆数量阈值时，即识别路段上的车辆数量较多时，在处于该识别路段中的车辆中选取标识车辆，仅在隧道数字孪生体中生成标识车辆的数字对象，并获取到非标识车辆与标识车辆的相对参数进行标注
。
[0020]当识别路段中车辆较多时，并非对所有车辆均生成其对应的数字对象，仅选取部分代表车辆生成数字对象，并以标识车辆与其他车辆之间相对参数反映其他车辆信息，例如非标识车辆与标识车辆的相对速度，与标识车辆之间的距离，与标识车辆之间相差多少车位
。
相比于对车辆全部生成数字对象的方式，在车辆较多时仅选取部分显示，不容易造成显示卡顿，降低服务器等设备压力
。
[0021]进一步，对象生成模块，还用于获取车辆数量大于车辆数量阈值的识别路段中各
车辆的车辆类型，统计各车辆类型包含车辆数量，计算各车辆类型的车辆的占比，根据占比，选择对应比例的车辆类型的车辆作为标识车辆
。
[0022]选取标识车辆时，根据识别路段中，各车辆类型的占比，选择对应比例车辆类型的车辆作为标识车辆，从而使在通过可视化大屏查看时，根据标识车辆的显示，反应出识别路段中各类型车辆的占比
。
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【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.
一种隧道数字孪生三维智控平台，其特征在于：包括隧道采集模块
、
设备关联模块
、
车辆检测模块以及大屏展示模块；隧道采集模块，用于获取图像采集装置上传的隧道图像数据，以及激光装置采集的隧道点云数据，根据隧道图像数据以及隧道点云数据构建隧道物理实体所对应的隧道三维模型；设备关联模块，将隧道内的感知设备与所述隧道三维模型关联融合，得到隧道数字孪生体；车辆检测模块，用于获取隧道内感知设备采集到的车辆行驶数据以及车辆所在位置，根据车辆行驶数据以及车辆所在位置，在隧道数字孪生体对应位置中实时生成车辆物理实体所对应的实时数字对象；所述车辆检测模块包括类型检测模块和对象生成模块；类型检测模块，预设有若干车辆模型，用于根据影像采集设备检测到的影像数据，识别车辆类型以及车票号码；对象生成模块，并根据车辆类型调取对应的车辆模型在隧道数字孪生体中生成实时数字对象，并将车牌号码与实时数字对象绑定；大屏展示模块，用于通过可视化大屏，对包含车辆的实时数字对象及其车辆行驶数据的隧道的数字孪生体进行显示
。2.
根据权利要求1所述的一种隧道数字孪生三维智控平台，其特征在于：还包括路段分段，所述车辆检测模块还包括路段检测模块；路段分段模块，用于根据隧道长度将隧道分为若干识别路段；路段检测模块，预设有车辆数量阈值，还用于获取各个识别路段上的车辆数量，并判断识别路段上的车辆数量与车辆数量阈值的关系；对象生成模块，还用于当车辆数量小于预设车辆数量阈值时，在识别路段所对应的隧道数字孪生体路段上生成该识别路段上所有车辆所对应的数字对象，当识别路段上的车辆数量大于预设的车辆数量阈值时，从该识别路段上选择若干标识车辆，并将其他车辆标记为非标识车辆，所述标识车辆的数量小于车辆数量阈值，并在该识别路段所对应的隧道数字孪生体路段上生成标识车辆的数字对象；大屏展示模块，还用于对对应的识别路段进行标注，以及并获取标识车辆与非标识车辆的车辆行驶数据的相对参数进行标注，并显示该识别路段上的实际车辆数量
。3.
根据权利要求2所述的一种隧道数字孪生三维智控平台，其特征在于：对象生成模块，还用于获取车辆数量大于车辆数量阈值的识别路段中各车辆的车辆类型，统计各车辆类型包含车辆数量，计算各车辆类型...

【专利技术属性】
技术研发人员：杜益文，周阳，陈进，
申请(专利权)人：贵州中南交通科技有限公司，
类型：发明
国别省市：