基于数字化3D建模技术的场馆虚拟现实路径管控平台的制作方法

基于数字化3d建模技术的场馆虚拟现实路径管控平台
技术领域
1.本发明专利涉及3d建模技术图像处理的技术领域，具体而言，涉及基于数字化3d建模技术的场馆虚拟现实路径管控平台。


背景技术：

2.随着新基建的推动，数字化转型是我国经济设备未来发展的必由之路。未来，所有的企业都将成为数字化公司，这不只是要求企业开发出具备数字化特征的产品，更指的是通过数字化手段改变整个产品的设计、开发、制造和服务过程，并通过数字化的手段链接企业的内部和外部环境。通过仿真建模、虚拟现实、数据驱动、可视化交互实现现实物理系统向数字化模型的转变，基于仿真模型进行现状监控、预测分析、可视化展示，是实现安全生产和智能制造的关键；主要价值在于仿真建模、可视化、数据交互、分析推理、预测优化。
3.目前，数字化3d建模技术解决了物理实体对象的仿真建模，应用仿真硬件与软件，借助某些数值计算和问题求解，反映系统的行为或过程。但是，仿真技术仅仅能以离线的方式模拟场馆虚拟现实路径，无法实现数据实时传输，随时间轴变化对场馆虚拟现实路径进行表征，同时也无法建立数字模型，不具备分析优化功能，通过场馆虚拟现实规律和机理来计算和预测对象的未来状态。


技术实现要素：

4.本发明的目的在于提供基于数字化3d建模技术的场馆虚拟现实路径管控平台，通过设置的主控制器实现场馆虚拟现实路径的实施输送与3d模型的优化分析，图像、动画和计算机程序控制技术与实际模型融合，在可视化平台内构建完全一致的对应模型，并且静态影像模块、动态影像模块、远距离抓拍模块实现多维度、多尺度数据源的实时投放，为设备运行现状、管理分析提供数据基础，可辅助查看、分析对象关键状态、动作，对设备运行、工作流程进行研究改进，旨在解决现有技术中仿真技术仅仅能以离线的方式模拟场馆虚拟现实路径，无法实现数据实时传输，随时间轴变化对场馆虚拟现实路径进行表征，同时也无法建立数字模型的问题。
5.本发明是这样实现的，基于数字化3d建模技术的场馆虚拟现实路径管控平台，包括主控制器，所述主控制器分别连接动态影像模块、静态影像模块、远距离抓拍模块、声音模块、音乐模块、触感模块；所述静态影像模块、动态影像模块、远距离抓拍模块分别是通过影像投放机进行画面投放，以虚拟现实路径完成场馆的依次构建，所述静态影像模块设置在实体布景上进行投放，投放至场馆场景内进行构建，所述动态影像模块对场馆内的人员进行投放，以完成场馆内的路径管控，所述远距离抓拍模块用于投放场馆远处的观众，以完成场馆内部的运转效果；所述声音模块用于播放场馆内部的特效，以达到现实的场馆运转效果，所述音乐模块释放场馆内部的音乐，并且在音乐内添加导视语录，实现3d场馆的导视参观，所述触感模块用于增强场馆内部的真实度，增强了体验者的触感体验；所述主控制器包括实时传输模块、优化分析模块、3d模型推演模块、平台数据模块，所述3d模型推演模块
进行不断推演场馆模型的建立，并且通过优化分析模块对场馆模型进行优化，优化后的场馆模型利用实时传输模块不断输送至显示终端供操作人员观察，所述实时传输模块对3d模型推演模块、优化分析模块所不断推演出的路径进行记录并保存，供操作人员进行实时调取。
6.进一步地，所述实体布景上设置有多个影像投放机，所述影像投放机均向场馆场景内进行投放，以完成静态影像模块以虚拟现实路径完成场馆的依次构建。
7.进一步地，在所述球馆场景的中部设置有转动机构，所述转动机构上设置有多个影像投放机，所述转动机构上的影像投放机分别连接动态影像模块、远距离抓拍模块，所述转动机构转动带动影像投放机转动，从而显现出虚拟人员的活动迹象，位于上部的影像投放机投放位于场馆远处的人员，以实现远处人员的抓拍图像获取。
8.进一步地，所述转动机构包括设置在球馆场景上部的顶端，所述顶面上设置有减速机，所述减速机的输入端连接有电机，所述电机连接主控制器，所述减速机下部的输出端同轴设置有输出轴，所述输出轴的外壁上均匀设置有多个套柄。
9.进一步地，所述套柄的一侧设置有连接板，所述连接板呈倾斜向下设置，且在连接板的上部设置有影像投放机安装机构，所述影像投放机安装机构实现影像投放机的快速安装与拆卸。
10.进一步地，所述影像投放机安装机构包括嵌套在影像投放机两侧的固定套，所述固定套的底端均设置有定位扣，所述定位扣扣接在连接板上的扣槽内，所述扣槽的一端延伸至连接板的侧壁，便于定位扣进入至连接板内实现扣接固定。
11.进一步地，所述3d模型推演模块采用3d引擎，使用uml建模语言进行二次开发，用支持gis、倾斜摄影解析加载、sve工程装配、unity导出的数据包转配和其它图形数据装配以及内存管理，通过编译成webassembly以及接口应用于web平台运行。
12.进一步地，所述优化分析模块对3d模型推演模块所推演出的场馆模型的优化包括：渲染设计，所述渲染设计是对3d模型、支撑组件、场景进行尺寸、位置、形状、填充色、透明、动画渲染，增加可视化程度；仿真分析，自动运行离散时间仿真算法进行故障分布、故障时间、人员故障解决单位时间的分布预测；排版布局、样式编辑与设计，使用平台编辑器对模型、组件、页面进行布局设置、色彩渲染、大小样式的设计。
13.进一步地，所述实时传输模块以实时在线方式将模拟场馆虚拟现实路径进行汇集，并及时输送至显示终端供操作人员观察，操作人员可以对模拟场馆虚拟现实路径经进项筛选，并控制执行定向的模拟场馆虚拟现实路径。
14.进一步地，所述声音模块、音乐模块、触感模块实现对场馆分为进行渲染工作方式为：所述主控制器对静态影像模块、动态影像模块、远距离抓拍模块所投放画面进行管控，并控制声音模块、音乐模块、触感模块进行插入，以还原虚拟现实的真实度。
15.与现有技术相比，本发明提供的基于数字化3d建模技术的场馆虚拟现实路径管控平台，具备以下有益效果：
16.1、通过设置的主控制器实现场馆虚拟现实路径的实施输送与3d模型的优化分析，图像、动画和计算机程序控制技术与实际模型融合，在可视化平台内构建完全一致的对应模型，并且静态影像模块、动态影像模块、远距离抓拍模块实现多维度、多尺度数据源的实时投放，为设备运行现状、管理分析提供数据基础，可辅助查看、分析对象关键状态、动作，
对设备运行、工作流程进行研究改进，对实际运行中产生的大量数据进行整合，从而为行业运行判断提供数据参考支撑；
17.2、通过设置的声音模块、音乐模块、触感模块以还原虚拟现实的真实度，建立数字化模型，描述物理实体的可视化模型和内在机理，使用算法实现对物理实体的状态数据进行监视、分析推理、优化工艺参数和运行参数，三维可视化系统和三维仿真系统可以让用户看到系统整体的同时，还能观测局部细节数据，兼顾整体与细节；
18.3、3d建模技术保留三维模型基本信息，将原视的文件进行压缩，实现百兆级以上数据的流畅浏览与操作，并且优化分析模块对3d模型推演模块所推演出的场馆模型的渲染设计是对3d模型、支撑组件、场景进行尺寸、位置、形状、填充色、透明、动画渲染，增加可视化程度；仿真分析，自动运行离散时间仿真算法进行故障分布、故障时间、人员故障解决单位时间的分布预测；排版布局、样式编辑与设计，使用平台编辑器对模型、组件、页面进行布局设置、色彩渲染、大小样式等设计；
19.4、设置的转动机构实现对场馆虚拟现实路径的动态端进行投影，实时传输模块以实时在线方式将模拟场馆虚拟现实路径进行汇集，并及时输送至显示终端供操作人员观察，操作人员可以对模拟场馆虚拟现实路径经进项筛选，并控制执行定向的模拟场馆虚拟现实路径，图形化界面操作、多主体样式设计，提供了一个可视化、智能化、数字化的工业设备监控、工艺设计场景，图形化界面对3d模型、组件等进行样式设计、参数配置，无需业务人员基本编程能力。
附图说明
20.图1为本发明提出的基于数字化3d建模技术的场馆虚拟现实路径管控平台的连接框图；
21.图2为本发明提出的基于数字化3d建模技术的场馆虚拟现实路径管控平台中主控制器的模块连接图；
22.图3为本发明提出的基于数字化3d建模技术的场馆虚拟现实路径管控平台的安装俯视图；
23.图4为本发明提出的基于数字化3d建模技术的场馆虚拟现实路径管控平台中转动机构的结构示意图；
24.图5为本发明提出的基于数字化3d建模技术的场馆虚拟现实路径管控平台中影像投放机的安装示意图。
25.图中：1
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实体布景、2
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场馆场景、3
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影像投放机、4
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转动机构、41
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顶面、42
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电机、43
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减速机、44
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输出轴、45
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套柄、46
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连接板、47
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扣槽、48
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定位扣、49
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固定套。
具体实施方式
26.为了使本发明的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本发明进行进一步详细说明。应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
27.以下结合具体实施例对本发明的实现进行详细的描述。
28.本实施例的附图中相同或相似的标号对应相同或相似的部件；在本发明的描述
中，需要理解的是，若有术语“上”、“下”、“左”、“右”等指示的方位或位置关系为基于附图所示的方位或位置关系，仅是为了便于描述本发明和简化描述，而不是指示或暗示所指的装置或元件必须具有特定的方位、以特定的方位构造和操作，因此附图中描述位置关系的用语仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制，对于本领域的普通技术人员而言，可以根据具体情况理解上述术语的具体含义。
29.参照图1
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5所示，为本发明提供的较佳实施例。
30.基于数字化3d建模技术的场馆虚拟现实路径管控平台，包括主控制器，主控制器分别连接动态影像模块、静态影像模块、远距离抓拍模块、声音模块、音乐模块、触感模块，以实现场馆虚拟现实路径管控，主控制器包括实时传输模块、优化分析模块、3d模型推演模块、平台数据模块，3d模型推演模块进行不断推演场馆模型的建立，并且通过优化分析模块对场馆模型进行优化，优化后的场馆模型利用实时传输模块不断输送至显示终端供操作人员观察，实时传输模块对3d模型推演模块、优化分析模块所不断推演出的路径进行记录并保存，供操作人员进行实时调取；
31.具体的，静态影像模块、动态影像模块、远距离抓拍模块分别是通过影像投放机进行画面投放，以虚拟现实路径完成场馆的依次构建，静态影像模块设置在实体布景1上进行投放，投放至场馆场景内进行构建，动态影像模块对场馆内的人员进行投放，以完成场馆内的路径管控，远距离抓拍模块用于投放场馆远处的观众，以完成场馆内部的运转效果；
32.具体的，声音模块用于播放场馆内部的特效，以达到现实的场馆运转效果，音乐模块释放场馆内部的音乐，并且在音乐内添加导视语录，实现3d场馆的导视参观，触感模块用于增强场馆内部的真实度，增强了体验者的触感体验。
33.在本实施例中，实体布景1上设置有多个影像投放机3，影像投放机3均向场馆场景2内进行投放，以完成静态影像模块以虚拟现实路径完成场馆的依次构建，在球馆场景2的中部设置有转动机构4，转动机构4上设置有多个影像投放机3，转动机构4上的影像投放机3分别连接动态影像模块、远距离抓拍模块，转动机构3转动带动影像投放机3转动，从而显现出虚拟人员的活动迹象，位于上部的影像投放机投放位于场馆远处的人员，以实现远处人员的抓拍图像获取，图像、动画和计算机程序控制技术与实际模型融合，在可视化平台内构建完全一致的对应模型，并且静态影像模块、动态影像模块、远距离抓拍模块实现多维度、多尺度数据源的实时投放。
34.在本实施例中，转动机构4包括设置在球馆场景2上部的顶端41，顶面41上设置有减速机43，减速机43的输入端连接有电机42，电机42连接主控制器，减速机43下部的输出端同轴设置有输出轴44，输出轴44的外壁上均匀设置有多个套柄45，套柄45的一侧设置有连接板46，连接板46呈倾斜向下设置，且在连接板46的上部设置有影像投放机安装机构，影像投放机安装机构实现影像投放机3的快速安装与拆卸，影像投放机安装机构包括嵌套在影像投放机3两侧的固定套49，固定套49的底端均设置有定位扣48，定位扣48扣接在连接板46上的扣槽47内，扣槽47的一端延伸至连接板46的侧壁，便于定位扣48进入至连接板46内实现扣接固定，并且静态影像模块位于场馆场景2实现3d场景初步建立，动态影像模块、远距离抓拍模块实现多维度、多尺度数据源的实时投放，从而深度还原了场馆虚拟现实的真实度。
35.在本实施例中，3d模型推演模块采用3d引擎，使用uml建模语言进行二次开发，用
支持gis、倾斜摄影解析加载、sve工程装配、unity导出的数据包转配和其它图形数据装配以及内存管理，通过编译成webassembly以及接口应用于web平台运行，从而实现了场馆模型的建立，通过设置的主控制器实现场馆虚拟现实路径的实施输送与3d模型的优化分析，图像、动画和计算机程序控制技术与实际模型融合，在可视化平台内构建完全一致的对应模型，并且静态影像模块、动态影像模块、远距离抓拍模块实现多维度、多尺度数据源的实时投放，为设备运行现状、管理分析提供数据基础，可辅助查看、分析对象关键状态、动作，对设备运行、工作流程进行研究改进。
36.在本实施例中，优化分析模块对3d模型推演模块所推演出的场馆模型的优化包括：渲染设计，渲染设计是对3d模型、支撑组件、场景进行尺寸、位置、形状、填充色、透明、动画渲染，增加可视化程度；仿真分析，自动运行离散时间仿真算法进行故障分布、故障时间、人员故障解决单位时间的分布预测；排版布局、样式编辑与设计，使用平台编辑器对模型、组件、页面进行布局设置、色彩渲染、大小样式的设计。
37.在本实施例中，实时传输模块以实时在线方式将模拟场馆虚拟现实路径进行汇集，并及时输送至显示终端供操作人员观察，操作人员可以对模拟场馆虚拟现实路径经进项筛选，并控制执行定向的模拟场馆虚拟现实路径，声音模块、音乐模块、触感模块实现对场馆分为进行渲染工作方式为：主控制器对静态影像模块、动态影像模块、远距离抓拍模块所投放画面进行管控，并控制声音模块、音乐模块、触感模块进行插入，以还原虚拟现实的真实度，通过设置的主控制器实现场馆虚拟现实路径的实施输送与3d模型的优化分析，图像、动画和计算机程序控制技术与实际模型融合，在可视化平台内构建完全一致的对应模型。
38.本技术方案在使用时，通过设置的主控制器实现场馆虚拟现实路径的实施输送与3d模型的优化分析，图像、动画和计算机程序控制技术与实际模型融合，在可视化平台内构建完全一致的对应模型，通过设置的声音模块、音乐模块、触感模块以还原虚拟现实的真实度，建立数字化模型，描述物理实体的可视化模型和内在机理，使用算法实现对物理实体的状态数据进行监视、分析推理、优化工艺参数和运行参数，三维可视化系统和三维仿真系统可以让用户看到系统整体的同时，还能观测局部细节数据，兼顾整体与细节，设置的转动机构实现对场馆虚拟现实路径的动态端进行投影，实时传输模块以实时在线方式将模拟场馆虚拟现实路径进行汇集，并及时输送至显示终端供操作人员观察，操作人员可以对模拟场馆虚拟现实路径经进项筛选，并控制执行定向的模拟场馆虚拟现实路径，图形化界面操作、多主体样式设计，提供了一个可视化、智能化、数字化的工业设备监控、工艺设计场景。
39.本技术方案的3d建模技术保留三维模型基本信息，将原视的文件进行压缩，实现百兆级以上数据的流畅浏览与操作，并且优化分析模块对3d模型推演模块所推演出的场馆模型的渲染设计是对3d模型、支撑组件、场景进行尺寸、位置、形状、填充色、透明、动画渲染，增加可视化程度；仿真分析，自动运行离散时间仿真算法进行故障分布、故障时间、人员故障解决单位时间的分布预测；排版布局、样式编辑与设计，使用平台编辑器对模型、组件、页面进行布局设置、色彩渲染、大小样式等设计，并且静态影像模块、动态影像模块、远距离抓拍模块实现多维度、多尺度数据源的实时投放，为设备运行现状、管理分析提供数据基础，可辅助查看、分析对象关键状态、动作，对设备运行、工作流程进行研究改进，对实际运行中产生的大量数据进行整合，从而为行业运行判断提供数据参考支撑，图形化界面对3d
模型、组件等进行样式设计、参数配置，无需业务人员基本编程能力。
40.以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不用以限制本发明，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。