一种基于光谱相机的数字孪生构建设备的制作方法

1.本实用新型涉及数字孪生构建设备技术领域，具体为一种基于光谱相机的数字孪生构建设备。


背景技术：

2.数字孪生是以数字化方式创建物理实体的虚拟模型，借助数据模拟物理实体在现实环境中的行为，通过虚实交互反馈、数据融合分析、决策迭代优化等手段，为物理实体增加或扩展新的能力，作为一种充分利用模型、数据、智能并集成多学科的技术，数字孪生面向产品全生命周期过程，发挥连接物理世界和信息世界的桥梁和纽带作用，提供更加实时、高效、智能的服务；
3.现有技术中申请公布号为cn111461338a提出的一种基于光谱相机的数字孪生构建设备，首先基于所述智能体的训练需求、数字孪校正需求以及物理量的可测量性采集所述物理系统中的待测量物理量，得到真值数据，然后根据针织数据得到仿真数据，将真值数据和仿真数据作为训练样本训练智能体，用训练后的智能体不断更新初始的智能体，融合数字孪生与基于人工智能技术的智能体设计与训练技术；
4.现有技术中的基于数字孪生的智能系统更新方法、装置，虽然很好的实现了对数字孪生的有效性的保障作用，但是作物在生长过程中是在逐渐长高的，如果无法很好的实现对作物数据的测量作用，将会影响到数字孪生的构建准确性，为此，我们提出一种基于光谱相机的数字孪生构建设备。


技术实现要素：

5.本实用新型要解决的技术问题是克服现有的缺陷，提供一种基于光谱相机的数字孪生构建设备，通过电动伸缩杆带动滑杆在圆槽的内部沿上下方向滑动，通过滑杆的滑动实现对光谱相机的上下位置的调整，通过调整光谱相机使数据采集单元能够更准确的实现对作物生长过程的监测的作用，可以有效解决背景技术中的问题。
6.为实现上述目的，本实用新型提供如下技术方案：一种基于光谱相机的数字孪生构建设备，包括构建设备框架、调节单元和数据采集单元；
7.构建设备框架：内部均匀的设置有虚拟系统构建模块、真值数据获得模块、虚拟仿真数据获得模块和训练模块；
8.调节单元：包含有支撑杆、圆槽、电动伸缩杆、滑杆和光谱相机，所述构建设备框架的前侧设置有支撑杆，所述支撑杆的下端与地面之间接触，所述支撑杆的上端开设有圆槽，所述圆槽的内部下端设置有电动伸缩杆，所述电动伸缩杆通过外部控制器控制，所述滑杆的下端通过电动伸缩杆的上端与圆槽的内部之间滑动连接，所述滑杆的上端设置有光谱相机，所述光谱相机的外侧设置有数据采集单元。
9.通过虚拟系统构建模块构建与其形成一对数字孪生的虚拟系统，在支撑杆的支撑作用下，通过电动伸缩杆带动滑杆在圆槽的内部沿上下方向滑动，通过滑杆的滑动实现对
光谱相机的上下位置的调整，通过调整光谱相机使数据采集单元能够更准确的实现对作物生长过程的监测的作用，在采集单元的作用下，将信息通过外部控制器传送到真值数据获得模块，真值数据获得模块根据智能体的训练需求、数字孪校正需求以及物理量的可测量性采集所述物理系统中的待测量物理量，得到真值数据，虚拟仿真数据获得模块基于数字孪生构建多个实例，并通过所述虚拟系统进行并行仿真，得到虚拟仿真数据，通过训练模块随机抽取所述真值数据和所述虚拟仿真数据中的至少部分数据组成训练数据，训练所述智能体。
10.进一步的，所述调节单元还包含有键块和长键槽，所述圆槽的内部左右两侧分别沿上下方向开设有一个长键槽，所述滑杆的左右两侧下端分别设置有一个键块，所述键块与长键槽之间滑动连接。
11.在键块与长键槽之间的滑动连接作用下，能够有效的防止滑杆在圆槽的内部发生转动的现象。
12.进一步的，所述数据采集单元包含有卡槽一、温度传感器和雨滴传感器，所述光谱相机的前侧开设有两个卡槽一，两个卡槽一的内部分别卡接有温度传感器和雨滴传感器，所述温度传感器和雨滴传感器的信息输出端与外部控制器的信息输入端之间无线连接。
13.在卡槽一的作用下实现对温度传感器和雨滴传感器的卡紧的作用，通过温度传感器实现对空气温度的检测作用，通过雨滴传感器实现对雨滴的检测作用。
14.进一步的，所述数据采集单元还包含有卡槽二、光照传感器和位置传感器，所述光谱相机的上侧前端开设有两个卡槽二，两个卡槽二的内部卡接有光照传感器和位置传感器，所述光照传感器和位置传感器的信息输出端与外部控制器的信息输入端之间无线连接。
15.在卡槽二的作用下实现对光照传感器和位置传感器的卡紧的作用，通过光照传感器实现对光照强度的检测作用，通过位置传感器实现对作物生长情况的检测作用。
16.进一步的，还包括方槽、活动轴和手动伸缩杆，所述支撑杆的圆周外侧均匀的沿上下方向开设有三个方槽，所述手动伸缩杆设置有三个，三个手动伸缩杆的上端各自通过一个活动轴与一个对应的方槽的内部上端之间活动连接，所述手动伸缩杆的下端与地面之间接触。
17.在活动轴的作用下使手动伸缩杆实现活动的作用，通过手动伸缩杆实现对支撑杆的支撑的作用。
18.进一步的，还包括方环卡槽和透明防护壳，所述光谱相机的上端开设有方环卡槽，所述方环卡槽的内部卡接有透明防护壳，所述透明防护壳位于光照传感器和位置传感器的外侧。
19.在方环卡槽的作用下实现对透明防护壳的卡紧的作用，通过透明防护壳实现对光照传感器和位置传感器的防护的作用。
20.与现有技术相比，本实用新型的有益效果是：本基于光谱相机的数字孪生构建设备，具有以下好处：
21.1、本基于光谱相机的数字孪生构建设备设置有数据采集单元，在卡槽二的作用下实现对光照传感器和位置传感器的卡紧的作用，通过光照传感器实现对光照强度的检测作用，通过位置传感器实现对作物生长情况的检测作用；
22.2、本基于光谱相机的数字孪生构建设备设置有数据采集单元，在卡槽一的作用下实现对温度传感器和雨滴传感器的卡紧的作用，通过温度传感器实现对空气温度的检测作用，通过雨滴传感器实现对雨滴的检测作用；
23.3、通过电动伸缩杆带动滑杆在圆槽的内部沿上下方向滑动，通过滑杆的滑动实现对光谱相机的上下位置的调整，通过调整光谱相机使数据采集单元能够更准确的实现对作物生长过程的监测的作用。
附图说明
24.图1为本实用新型结构示意图。
25.图中：1构建设备框架、2虚拟系统构建模块、3真值数据获得模块、4虚拟仿真数据获得模块、5训练模块、6调节单元、61支撑杆、62圆槽、63电动伸缩杆、64滑杆、65光谱相机、66键块、67 长键槽、7数据采集单元、71卡槽一、72温度传感器、73雨滴传感器、74卡槽二、75光照传感器、76位置传感器、8方槽、9活动轴、 10手动伸缩杆、11方环卡槽、12透明防护壳。
具体实施方式
26.下面将结合本实用新型实施例中的附图，对本实用新型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实用新型一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本实用新型中的实施例，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，都属于本实用新型保护的范围。
27.请参阅图1，本实施例提供一种技术方案：一种基于光谱相机的数字孪生构建设备，包括构建设备框架1、调节单元6和数据采集单元7；
28.数据采集单元7包含有卡槽一71、温度传感器72和雨滴传感器 73，光谱相机65的前侧开设有两个卡槽一71，两个卡槽一71的内部分别卡接有温度传感器72和雨滴传感器73，温度传感器72和雨滴传感器73的信息输出端与外部控制器的信息输入端之间无线连接。
29.在卡槽一71的作用下实现对温度传感器72和雨滴传感器73的卡紧的作用，通过温度传感器72实现对空气温度的检测作用，通过雨滴传感器73实现对雨滴的检测作用。
30.数据采集单元7还包含有卡槽二74、光照传感器75和位置传感器76，光谱相机65的上侧前端开设有两个卡槽二74，两个卡槽二 74的内部卡接有光照传感器75和位置传感器76，光照传感器75和位置传感器76的信息输出端与外部控制器的信息输入端之间无线连接。
31.在卡槽二74的作用下实现对光照传感器75和位置传感器76的卡紧的作用，通过光照传感器75实现对光照强度的检测作用，通过位置传感器76实现对作物生长情况的检测作用。
32.构建设备框架1：内部均匀的设置有虚拟系统构建模块2、真值数据获得模块3、虚拟仿真数据获得模块4和训练模块5；
33.调节单元6：包含有支撑杆61、圆槽62、电动伸缩杆63、滑杆 64和光谱相机65，构建设备框架1的前侧设置有支撑杆61，支撑杆 61的下端与地面之间接触，支撑杆61的上端开设有圆槽62，圆槽 62的内部下端设置有电动伸缩杆63，电动伸缩杆63通过外部控制器控
制，滑杆64的下端通过电动伸缩杆63的上端与圆槽62的内部之间滑动连接，滑杆64的上端设置有光谱相机65，光谱相机65的外侧设置有数据采集单元7。
34.通过虚拟系统构建模块2构建与其形成一对数字孪生的虚拟系统，在支撑杆61的支撑作用下，通过电动伸缩杆63带动滑杆64在圆槽62的内部沿上下方向滑动，通过滑杆64的滑动实现对光谱相机 65的上下位置的调整，通过调整光谱相机65使数据采集单元7能够更准确的实现对作物生长过程的监测的作用，在采集单元7的作用下，将信息通过外部控制器传送到真值数据获得模块3，真值数据获得模块3根据智能体的训练需求、数字孪校正需求以及物理量的可测量性采集物理系统中的待测量物理量，得到真值数据，虚拟仿真数据获得模块4基于数字孪生构建多个实例，并通过虚拟系统进行并行仿真，得到虚拟仿真数据，通过训练模块5随机抽取真值数据和虚拟仿真数据中的至少部分数据组成训练数据，训练智能体。
35.调节单元6还包含有键块66和长键槽67，圆槽62的内部左右两侧分别沿上下方向开设有一个长键槽67，滑杆64的左右两侧下端分别设置有一个键块66，键块66与长键槽67之间滑动连接。
36.在键块66与长键槽67之间的滑动连接作用下，能够有效的防止滑杆64在圆槽62的内部发生转动的现象。
37.还包括方槽8、活动轴9和手动伸缩杆10，支撑杆61的圆周外侧均匀的沿上下方向开设有三个方槽8，手动伸缩杆10设置有三个，三个手动伸缩杆10的上端各自通过一个活动轴9与一个对应的方槽8的内部上端之间活动连接，手动伸缩杆10的下端与地面之间接触。
38.在活动轴9的作用下使手动伸缩杆10实现活动的作用，通过手动伸缩杆10实现对支撑杆61的支撑的作用。
39.还包括方环卡槽11和透明防护壳12，光谱相机65的上端开设有方环卡槽11，方环卡槽11的内部卡接有透明防护壳12，透明防护壳12位于光照传感器75和位置传感器76的外侧。
40.在方环卡槽11的作用下实现对透明防护壳12的卡紧的作用，通过透明防护壳12实现对光照传感器75和位置传感器76的防护的作用。
41.本实用新型提供的一种基于光谱相机的数字孪生构建设备的工作原理如下：
42.通过虚拟系统构建模块2构建与其形成一对数字孪生的虚拟系统，在支撑杆61的支撑作用下，通过电动伸缩杆63带动滑杆64在圆槽62的内部沿上下方向滑动，通过滑杆64的滑动实现对光谱相机 65的上下位置的调整，通过调整光谱相机65使数据采集单元7能够更准确的实现对作物生长过程的监测的作用，在卡槽一71的作用下实现对温度传感器72和雨滴传感器73的卡紧的作用，通过温度传感器72实现对空气温度的检测作用，通过雨滴传感器73实现对雨滴的检测作用，在卡槽二74的作用下实现对光照传感器75和位置传感器 76的卡紧的作用，通过光照传感器75实现对光照强度的检测作用，通过位置传感器76实现对作物生长情况的检测作用，采集后的信息通过外部控制器传送到真值数据获得模块3，真值数据获得模块3根据智能体的训练需求、数字孪校正需求以及物理量的可测量性采集物理系统中的待测量物理量，得到真值数据，虚拟仿真数据获得模块4 基于数字孪生构建多个实例，并通过虚拟系统进行并行仿真，得到虚拟仿真数据，通过训练模块5随机抽取真值数据和虚拟仿真数据中的至少部分数据组成训练数据，训练智能体，在键块66与长键槽67
之间的滑动连接作用下，能够有效的防止滑杆64在圆槽62的内部发生转动的现象，在活动轴9的作用下使手动伸缩杆10实现活动的作用，通过手动伸缩杆10实现对支撑杆61的支撑的作用，在方环卡槽11 的作用下实现对透明防护壳12的卡紧的作用，通过透明防护壳12实现对光照传感器75和位置传感器76的防护的作用。
43.以上所述仅为本实用新型的实施例，并非因此限制本实用新型的专利范围，凡是利用本实用新型说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换，或直接或间接运用在其它相关的技术领域，均同理包括在本实用新型的专利保护范围内。