一种基于数字孪生的AR服务管理系统及方法与流程

本发明属于数字化，具体涉及一种基于数字孪生的ar服务管理系统及方法。

背景技术：

1、数字孪生技术是一种数字化构建的技术，它将现实世界与虚拟世界相结合。通过数字孪生，可以在虚拟环境中创建现实世界的精确复制品。

2、增强现实(augmented reality，ar)技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术，ar具有多视角、交互性强等优点，是各类xr应用的核心，通过计算机视觉技术重建的视觉高精地图，建立起了数字世界和物理世界的映射关系，从而使数字内容可以精准地融合在真实的空间中。

3、随着文旅休闲消费提质升级的需求，现有文旅应用已难以满足其实际需求，其存在以下问题：

4、信息获取方式单一，游客主要通过传统的导游、宣传网站等方式获取景点的信息，这些方式提供的信息有限且缺乏交互性，无法满足游客的个性化需求；

5、缺乏沉浸式体验，通常以静态的展示为主，游客只能被动地接受信息，缺乏沉浸式的体验和参与感，无法让游客深入感受到景点的历史和文化内涵；

6、技术应用不足：不能充分利用现代科技手段提高游客的满意度和景区的吸引力。

7、ar文旅系统使用视觉识别技术，识别出景点、建筑物等特征；同时，通过ar渲染技术将虚拟信息与现实世界融合，以提供更加沉浸式的体验。因此，ar文旅的关键技术研究与解决方案需要与文旅紧密结合，注重创意内容设计、互动体验、个性化服务等方面的提升，以提高游客的满意度和景区的吸引力。

技术实现思路

1、针对现有技术中的缺陷，本发明的目的在于提供一种基于数字孪生的ar服务管理系统及方法。

2、第一方面：本发明提供了一种基于数字孪生的ar服务管理系统，所述系统包括前端，所述ar功能使用3d引擎框架和ar引擎实现；所述前端用于：

3、将获取现实世界的图像，上传给云服务，由云端实时计算出的空间信息，并将所述空间信息返回至所述前端，叠加三维虚拟物体，为用户提供三维的ar内容，以便进行ar叠加显示；

4、通过ar渲染技术将虚拟信息与现实世界融合，以提供更加沉浸式的体验；

5、获取和处理景区的地图数据；其中，所述地图数据包括景点位置、道路网络和建筑物信息；

6、利用定位技术确定用户的位置，并根据用户输入的交互信息进行虚拟互动和提供个性化服务；其中，所述个性化服务包括景点推荐、导览路线规划与导航服务。

7、优选地，所述前端包括ar导航模块、ar导览模块、虚拟空间打卡模块、互动游戏模块和数据库；其中，所述数据库中存储有素材模型、用户、景点和商铺数据；

8、所述ar导航模块，用于提供导航服务；

9、所述ar导览模块，用于对商铺与景点进行介绍；

10、所述虚拟空间打卡模块，用于实现ar虚拟空间打卡；

11、所述互动游戏模块，用于提供交互游戏。

12、优选地，所述导航服务实现的步骤包括：

13、将用户当前的位置和目的地的经纬度坐标上传给云服务，由云服务中的导航算法通过路径规划，返回导航路径的经纬度坐标，并在ar场景中摆放三维导航箭头，最后在地图上绘制出导航路径，通过ar界面引导用户沿着正确的路线前进；

14、同时，使用unity3d实现三维渲染，使用webrtc实现视频推流和远程交互，使用coturn实现网络穿透。

15、优选地，所述路线通过图论算法和路径搜索算法实现。

16、优选地，ar渲染时，渲染帧率应大于30fps。

17、第二方面：本发明还提供了一种基于数字孪生的ar服务管理方法，应用于第一方面所述的一种基于数字孪生的ar服务管理系统，所述系统包括前端，所述ar功能使用3d引擎框架和ar引擎实现；所述方法包括：

18、将获取现实世界的图像，上传给云服务，由云端实时计算出的空间信息，并将所述空间信息返回至所述前端，叠加三维虚拟物体，为用户提供三维的ar内容，以便进行ar叠加显示；

19、通过ar渲染技术将虚拟信息与现实世界融合，以提供更加沉浸式的体验；

20、获取和处理景区的地图数据；其中，所述地图数据包括景点位置、道路网络和建筑物信息；

21、利用定位技术确定用户的位置，并根据用户输入的交互信息进行虚拟互动和提供个性化服务；其中，所述个性化服务包括景点推荐、导览路线规划与导航服务。

22、优选地，所述导航服务实现的步骤包括：

23、将用户当前的位置和目的地的经纬度坐标上传给云服务，由云服务中的导航算法通过路径规划，返回导航路径的经纬度坐标，并在ar场景中摆放三维导航箭头，最后在地图上绘制出导航路径，通过ar界面引导用户沿着正确的路线前进；

24、同时，使用unity3d实现三维渲染，使用webrtc实现视频推流和远程交互，使用coturn实现网络穿透。

25、优选地，ar渲染时，渲染帧率应大于30fps。

26、优选地，所述交互信息的输入方式包括手势操控、语音识别和体感操控。

27、由上述技术方案可知，本发明提供的一种基于数字孪生的ar服务管理系统及方法，通过捕捉现实世界的图像，获取和处理景区的地图数据，识别出景点、建筑物等特征，以便进行ar叠加显示；同时，通过ar渲染技术将虚拟信息与现实世界融合，以提供更加沉浸式的体验；

28、并且通过手势操控、语音识别、体感操控以及空间定位等技术，来提供自然、直观的交互方式，便于用户能够与虚拟信息进行互动，从而满足不同游客的喜好需求，实现个性化需求服务；整个方案充分利用了现代科技手段提高了游客的满意度和景区的吸引力。

技术特征：

1.一种基于数字孪生的ar服务管理系统，其特征在于，所述系统包括前端，所述ar功能使用3d引擎框架ar引擎实现；所述前端用于：

2.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的ar服务管理系统，其特征在于，所述前端包括ar导航模块、ar导览模块、虚拟空间打卡模块、互动游戏模块和数据库；其中，所述数据库中存储有素材模型、用户、景点和商铺数据；

3.根据权利要求1所述的一种基于数字孪生的ar服务管理系统，其特征在于，所述导航服务实现的步骤包括：

4.根据权利要求3所述的一种基于数字孪生的ar服务管理系统，其特征在于，所述路线通过图论算法和路径搜索算法实现。

5.根据权利要求4所述的一种基于数字孪生的ar服务管理系统，其特征在于，ar渲染时，渲染帧率应大于30fps。

6.一种基于数字孪生的ar服务管理方法，其特征在于，应用于权利要求1所述的一种基于数字孪生的ar服务管理系统，所述系统包括前端，所述ar功能使用3d引擎框架和ar引擎实现；所述方法包括：

7.根据权利要求6所述的一种基于数字孪生的ar服务管理方法，其特征在于，所述导航服务实现的步骤包括：

8.根据权利要求6或7所述的一种基于数字孪生的ar服务管理方法，其特征在于，ar渲染时，渲染帧率应大于30fps。

9.根据权利要求8所述的一种基于数字孪生的ar服务管理方法，其特征在于，所述交互信息的输入方式包括手势操控、语音识别和体感操控。

技术总结
本发明实施例提供的一种基于数字孪生的AR服务管理系统及方法，所述系统包括前端；所述前端用于：将获取现实世界的图像，上传给云服务，由云端实时计算出的空间信息，并将所述空间信息返回至所述前端，叠加三维虚拟物体，为用户提供三维的AR内容，以便进行AR叠加显示；通过AR渲染技术将虚拟信息与现实世界融合；获取和处理景区的地图数据；利用定位技术确定用户的位置，并根据用户输入的交互信息进行虚拟互动和提供个性化服务；其效果是：通过AR渲染技术将虚拟信息与现实世界融合，以提供更加沉浸式的体验；并且用户能够与虚拟信息进行互动，从而满足不同游客的喜好需求，实现个性化需求服务。

技术研发人员：曹辉,徐鑫,屈韬
受保护的技术使用者：中科城市大脑数字科技（无锡）有限公司
技术研发日：
技术公布日：2024/2/1