一种基于数字孪生的视景仿真系统及其应用技术方案

本发明专利技术公开了一种基于数字孪生的视景仿真系统，包括外景数据采集、数字孪生系统和现实仿真系统，所述外景数据采集包括采集设备和数据发送模块，所述数字孪生系统包括仿真分析和数据接收模块，所述数字孪生系统和外景数据采集通过数据发送模块和数据接收模块连接，所述仿真分析为对测量数据进行噪声处理和坐标转换、误差补偿，所述现实仿真系统为对数字孪生系统生成的模型进行模拟分配和组合；所述采集设备包括激光跟踪设备、拍摄测量装置、电磁波测距仪、水准仪；根据数字孪生的方式进行物理实体构建相应的三维模型，根据外景采集构建出可精确模拟各种实体的数字孪生体，从而能实现对各个行业的数据模拟。现对各个行业的数据模拟。现对各个行业的数据模拟。

【技术实现步骤摘要】
一种基于数字孪生的视景仿真系统及其应用


[0001]本专利技术属于视景仿真
，具体涉及一种基于数字孪生的视景仿真系统及其应用。

技术介绍

[0002]数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，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过程。数字孪生是一种超越现实的概念，可以被视为一个或多个重要的、彼此依赖的装备系统的数字映射系统。视景仿真是采用计算机图形图像技术，根据仿真的目的，构造仿真对象的三维模型或再现真实环境的计算机仿真技术。是仿真的一个重要研究方向和应用分支。视景仿真充分利用人的视觉特性，通过三维图形的实时渲染为用户创造一个反映实体变化与相互作用的三维图形环境，以达到非常逼真的仿真效果。典型的视景仿真系统要求构造出逼真的三维模型，制作逼真的纹理和特效，高速逼真地再现仿真环境，实时响应交互操作。
[0003]现有的视景仿真系统在使用时不能根据现实景象进行高仿真、高精度多的仿真建模，且在使用时不能根据需要进行实时的改进和模拟的问题，为此我们提出一种基于数字孪生的视景仿真系统及其应用。

技术实现思路

[0004]本专利技术的目的在于提供一种基于数字孪生的视景仿真系统及其应用，以解决上述
技术介绍
中提出的问题。
[0005]为实现上述目的，本专利技术提供如下技术方案：一种基于数字孪生的视景仿真系统，包括外景数据采集、数字孪生系统和现实仿真系统，所述外景数据采集包括采集设备和数据发送模块，所述数字孪生系统包括仿真分析和数据接收模块，所述数字孪生系统和外景数据采集通过数据发送模块和数据接收模块连接，所述仿真分析为对测量数据进行噪声处理和坐标转换、误差补偿，所述现实仿真系统为对数字孪生系统生成的模型进行模拟分配和组合。
[0006]优选的，所述采集设备包括激光跟踪设备、拍摄测量装置、电磁波测距仪、水准仪、平板仪、陀螺经纬仪、激光测量仪器、液体静力水准仪和其他采集测量设备。
[0007]优选的，所述数字孪生系统通过仿真分析对装配设备建设模型、装配工具工装和环境检测模型。
[0008]优选的，所述数字孪生系统生产的模型基于现实设备按照1:1的等比例构建而成，模型与现实设备具有相同的集合结构、尺寸形状和材质表现。
[0009]优选的，所述数字孪生系统的仿真分析误差补偿用于基于现实仿真系统采集数据现实设备之间的参数误差，并进行误差自动校正。
[0010]优选的，所述现实仿真系统包括对设备控制系统的仿真，控制系统仿真用于对建
设的设备模型进行自动控制，并生成数字孪生系统的设备运行过程中的仿真数据。
[0011]优选的，所述现实仿真系统中对设备模拟自动控制设置有用于设备仿真模型与现实控制服务器的通讯接口、用于通过控制器建立通讯校准设备模型的输入输出端口和用于初步调试现实控制系统的过程控制的逻辑并生产仿真模型。
[0012]优选的，所述数字孪生系统的模型生成步骤为：
[0013]依据现实中的设备建立关键要素的并生成三维CAD模型；
[0014]采取简化、替换或删除的方式处理顶点数和面片数较大的通用三维CAD模型，得到轻量化的本地部件仿真模型；
[0015]构建现实部件仿真模型之间清晰的模型层级结构；
[0016]根据设备资源配置和工艺的设备路径规划，集成所有仿真模型和模型层级结构构成完整模型。
[0017]优选的，所述现实仿真系统通过仿真设备和仿真控制系统相互配合，对仿真成型的模型进行模拟运行。
[0018]基于数字孪生的视景仿真系统可应用与各种工厂设备的布置模拟和运行模拟，并根据模拟进行优化。
[0019]与现有技术相比，本专利技术的有益效果是：
[0020]1.根据数字孪生的方式进行物理实体构建相应的三维模型，根据外景采集构建出可精确模拟各种实体的数字孪生体，从而能实现对各个行业的数据模拟。
[0021]2.通过数字孪生实现对采集的数据进行管理分析，并配合外景采集和仿生系统对进行仿真模拟的取样进行全区域立体感知，有利于为各种设备等进行优化建设。
附图说明
[0022]图1为本专利技术的系统示意图。
具体实施方式
[0023]下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本专利技术保护的范围。
[0024]请参阅图1，本专利技术提供一种技术方案：一种基于数字孪生的视景仿真系统，其特征在于：包括外景数据采集、数字孪生系统和现实仿真系统，所述外景数据采集包括采集设备和数据发送模块，采集设备包括激光跟踪设备、拍摄测量装置、电磁波测距仪、水准仪、平板仪、陀螺经纬仪、激光测量仪器、液体静力水准仪和其他采集测量设备，所述数字孪生系统包括仿真分析和数据接收模块，所述数字孪生系统和外景数据采集通过数据发送模块和数据接收模块连接，所述仿真分析为对测量数据进行噪声处理和坐标转换、误差补偿，所述现实仿真系统为对数字孪生系统生成的模型进行模拟分配和组合，所述数字孪生系统的仿真分析误差补偿用于基于现实仿真系统采集数据现实设备之间的参数误差，并进行误差自动校正。
[0025]从上述描述可知，本专利技术具有以下有益效果：根据数字孪生的方式进行物理实体
构建相应的三维模型，根据外景采集构建出可精确模拟各种实体的数字孪生体，从而能实现对各个行业的数据模拟。
[0026]进一步地，所述数字孪生系统通过仿真分析对装配设备建设模型、装配工具工装和环境检测模型；所述数字孪生系统生产的模型基于现实设备按照1:1的等比例构建而成，模型与现实设备具有相同的集合结构、尺寸形状和材质表现；所述数字孪生系统的模型生成步骤为：
[0027]依据现实中的设备建立关键要素的并生成三维CAD模型；
[0028]采取简化、替换或删除的方式处理顶点数和面片数较大的通用三维CAD模型，得到轻量化的本地部件仿真模型；
[0029]构建现实部件仿真模型之间清晰的模型层级结构；
[0030]根据设备资源配置和工艺的设备路径规划，集成所有仿真模型和模型层级结构构成完整模型。
[0031]进一步地，所述现实仿真系统包括对设备控制系统的仿真，控制系统仿真用于对建设的设备模型进行自动控制，并生成数字孪生系统的设备运行过程中的仿真数据；所述现实仿真系统中对设备模拟自动控制设置有用于设备仿真模型与现实控制服务器的通讯接口、用于通过控制器建立通讯校准设备模型的输入输出端口和用于初步调试现实控制系统的过程控制的逻辑并生产仿真模型；所述现实仿真系统通过仿真设备和仿真控制系统相互配合，对仿真成型的模型进行模拟运行。
[0032]本专利技术基于数字孪生的视景仿真系统可应用与各种工厂设备的布置模拟和运行模拟，并根据模拟进行优化。
[0033]本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种基于数字孪生的视景仿真系统，其特征在于：包括外景数据采集、数字孪生系统和现实仿真系统，所述外景数据采集包括采集设备和数据发送模块，所述数字孪生系统包括仿真分析和数据接收模块，所述数字孪生系统和外景数据采集通过数据发送模块和数据接收模块连接，所述仿真分析为对测量数据进行噪声处理和坐标转换、误差补偿，所述现实仿真系统为对数字孪生系统生成的模型进行模拟分配和组合。2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的视景仿真系统，其特征在于：所述采集设备包括激光跟踪设备、拍摄测量装置、电磁波测距仪、水准仪、平板仪、陀螺经纬仪、激光测量仪器、液体静力水准仪和其他采集测量设备。3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的视景仿真系统，其特征在于：所述数字孪生系统通过仿真分析对装配设备建设模型、装配工具工装和环境检测模型。4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生的视景仿真系统，其特征在于：所述数字孪生系统生产的模型基于现实设备按照1:1的等比例构建而成，模型与现实设备具有相同的集合结构、尺寸形状和材质表现。5.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的视景仿真系统，其特征在于：所述数字孪生系统的仿真分析误差补偿用于基于现实仿真系统采集数据现实设备之间的参数误差，并进行误差自动校正。6.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的视景仿真...

【专利技术属性】
技术研发人员：全一明，张雪莹，
申请(专利权)人：深圳星寻科技有限公司，
类型：发明
国别省市：