三维可视化数据分析和展示系统的制作方法

本发明涉及数据分析展示系统领域，更具体地说，涉及三维可视化数据分析和展示系统。

背景技术：

1、三维可视化数据展示系统作为现代信息技术与图形处理技术高度融合的产物，近年来在诸多领域展现出无可比拟的优势和应用潜力，通过将接收到的多种数据导入系统内部，并在系统内部设置多种计算展现方法、搭配实时更新的展示模型，从而使得数据管理更加方便、直观。

2、当前应用在工厂设备集成化管理上的三维可视化展示系统，虽然经过不断地迭代更新具备多种使用优点，但是在实际使用过程中发明人发现还存在以下不足之处：

3、1、虽然现有的应用在工厂里的三维可视化展示系统集成度较高，能够将工厂内部设备上的各种传感器和智能控制开关进行集成化连接，但是其控制大多还是依赖后台数字液晶展示装置（后台电脑）人工监测并人工点击鼠标干预控制，自动化程度较低、影响系统整体的智能化；

4、2、现有的三维可视化展示系统虽然具备编辑功能，但是其在编辑更新时需要不断在编辑页面与沟通交流页面来回切换，缺乏在同一平台系统架构下的协同编辑功能，交流存在一定的延迟性和不便性，使用比较不方便；

5、3、现有的三维可视化展示系统仍沿用数字液晶大屏的展现形式，这样的展现形式虽然具备良好的数据展现效果，但是对于参与者而言缺乏身临其境的体验效果；

6、所以我们提出了三维可视化数据分析和展示系统来解决上述存在的问题。

技术实现思路

1、针对现有技术中存在的问题，本发明的目的在于提供三维可视化数据分析和展示系统，它首先针对现有工厂里的三维可视化展示系统其控制大多还是依赖后台数字液晶展示装置（后台电脑）人工监测并人工点击鼠标干预控制，自动化程度较低、影响系统整体的智能化存在的技术问题，通过在系统内部设置的智能人机交互模块和智能开关控制模块，使得对工厂内部的设备控制管理不仅仅局限于人工后台监测并利用鼠标点击控制的单一控制形式，工作人员呼出控制指令被智能人机交互模块接收后，智能人机交互模块内部的意图识别单元可主动进行下发指令至智能开关控制模块上，达到对工厂内部的设备控制的效果，且由于智能人机交互模块内部设置有与数据采集与处理模块连接的意图识别单元，意图识别单元能够识别数据处理与转化单元输出的不正常传感器数据信号，主动下发指令至智能开关控制模块，达到对设备的数据智能化处理和控制效果；

2、然后针对现有的三维可视化展示系统虽然具备编辑功能，但是其在编辑更新时需要不断在编辑页面与沟通交流页面来回切换，缺乏在同一平台系统架构下的协同编辑功能，交流存在一定的延迟性和不便性、使用比较不方便存在的技术问题，通过在系统内部搭载多用户协同模块，使得系统技术人员和工厂工作人员可以同时进入到系统内部进行沟通更新，提升系统后期更新时的便利性，且沟通的同时利用内部的交互式沟通单元可以及时沟通，平台编辑沟通一体化，避免切换沟通平台带来的沟通延迟性，提高后期系统更新时的便利性；

3、然后再针对现有的三维可视化展示系统仍沿用数字液晶大屏的展现形式，这样的展现形式虽然具备良好的数据展现效果，但是对于参与者而言缺乏身临其境的体验效果存在的技术问题，通过在系统内部设置沉浸式交互数据舱系统，可以使参与者穿戴智能设备模拟沉浸在数据系统内部，并通过全息投影展示设备体现出来，大大提高了数据展示过程中的体验感。

4、为解决上述问题，本发明采用如下的技术方案：

5、三维可视化数据分析和展示系统，包括基础数据采集处理系统和沉浸式交互数据舱系统，所述基础数据采集处理系统和所述沉浸式交互数据舱系统通过运行服务器内部的运行软件运行，且所述基础数据采集处理系统和所述沉浸式交互数据舱系统呈交互式数据运行模式；

6、所述基础数据采集处理系统包括三维建模模块、数据采集与处理模块、智能人机交互模块、智能开关控制模块以及与所述运行服务器通信连接的数字液晶展示装置，所述三维建模模块、所述数据采集与处理模块、所述智能人机交互模块、所述智能开关控制模块以及所述数字液晶展示装置之间通过网络信号连接，所述数字液晶展示装置通过网络还信号连接有多用户协同模块和兼容拓展模块，若干个所述数字液晶展示装置之间通过网络信号连接有运行服务器；

7、所述智能人机交互模块包括语音识别单元、文本预处理单元、意图识别单元以及对话生成单元，所述语音识别单元接收用户的语音输入，并将其转化为文本形式，所述文本预处理单元对转化后的文本进行分词、去噪、词性标注等预处理操作，所述意图识别单元通过深度学习算法或事先设定的处理程序对预处理后的文本执行处理操作，实现识别用户的意图并进行主动自动控制，所述对话生成单元对所述文本预处理单元的文本进行主动对话，并将主动自动控制的结果进行反馈，以便于用户了解处理的结果；

8、所述沉浸式交互数据舱系统包括全息投影模块、触觉反馈模块、数据处理模块、环境感知模块以及智能分析模块，所述全息投影模块内部设置有若干个全息投影接口单元，且所述全息投影接口单元网络信号连接有全息投影展示设备，所述触觉反馈模块内部设置有若干个智能穿戴设备接口单元，且所述智能穿戴设备接口单元网络信号连接有智能穿戴设备，所述环境感知模块内部设置有若干个环境传感器接口单元。

9、进一步的，所述三维建模模块包括图像数据采集单元、几何建模单元以及光照与渲染单元，所述图像数据采集单元配置有激光扫描、摄影摄像、测量器械的数据传输连接端口，方便将采集的数据进行上传，所述几何建模单元内部搭载有cad、solidworks、catia三维模型建模软件，用于对理想的设施模型进行搭建，所述光照与渲染单元内部设置有用于对光源的位置、强度、颜色等属性设置的子单元，营造逼真的光影效果，增强所述几何建模单元建立模型的立体感和真实感，提升后期三维场景的展示效果；

10、所述数据采集与处理模块包括传感器数据采集单元、数据清洗单元、数据存储单元以及数据处理与转化单元，所述传感器数据采集单元内部配置有传感器数据传输连接端口，方便将各种传感器捕获到的数据进行接收，所述数据清洗单元对接收到的数据进行去噪，处理缺失值、异常值，以及纠正数据不一致性，确保数据质量，所述数据存储单元对所述数据清洗单元处理后的数据进行设计、管理以及存储，所述数据存储单元内部还存储有事先设定存储好的标准数据，方便与后期运行时新接收到的数据进行比对，以确保传感器监测的设备正常运行或发出预警，所述数据处理与转化单元应用算法或规则对数据进行计算、聚合、排序、过滤等操作，以便后续进一步运算或满足特定用途。

11、进一步的，所述意图识别单元集成有预训练的深度神经网络模型，如bert或transformer架构，以实现更深层次的语义理解和泛化能力，且所述意图识别单元内部还集成有上下文理解单元，使用循环神经网络(rnn)或长短期记忆网络(lstm)，跟踪并分析对话历史，实现连续对话场景下的精准回应。

12、进一步的，所述多用户协同模块包括实时同步单元、权限管理与访问控制单元、协同编辑单元以及交互式沟通单元，所述实时同步单元使得多个用户终端在同一局域网络下能够进行连接，实现实时数据与状态同步的技术，确保所有参与者即时查看到相同且最新的三维模型视图、编辑操作、注释及讨论内容，所述权限管理与访问控制单元集成权限管理系统，支持管理员为不同用户分配查看、编辑、评论等不同级别的访问权限，确保数据安全与项目管理的有序进行。

13、进一步的，所述协同编辑单元内部集成有编辑功能区，允许多用户同时对同一三维模型进行编辑，采用冲突检测与解决算法，自动或提示用户解决编辑冲突，保持模型数据的一致性和完整性，所述交互式沟通单元内部集成有沟通聊天软件功能区，提供文本聊天、语音通话、视频会议功能，为用户提供便捷的即时通讯手段，促进团队成员间的有效沟通与协调。

14、进一步的，所述兼容拓展模块内部设置有外部数据导入端口，能够对外部导入的图形数据、传感数据进行无缝对接，便于数据导入导出和系统功能的后续升级与定制开发。

15、进一步的，所述传感器数据采集单元通过接入交换机一网络信号连接有多个传感器，且多个传感器分别安装于监测的多个不同设备上，所述接入交换机一与所述数字液晶展示装置之间通过网络信号连接。

16、进一步的，所述智能开关控制模块通过接入交换机二网络信号连接有多个智能控制开关，且多个智能控制开关分别安装于监测的多个不同设备上，所述接入交换机二与所述数字液晶展示装置之间通过网络信号连接。

17、相比于现有技术，本发明的优点在于：

18、（1）本方案，通过在系统内部设置的智能人机交互模块和智能开关控制模块，使得对工厂内部的设备控制管理不仅仅局限于人工后台监测并利用鼠标点击控制的单一控制形式，工作人员呼出控制指令被智能人机交互模块接收后，智能人机交互模块内部的意图识别单元可主动进行下发指令至智能开关控制模块上，达到对工厂内部的设备控制的效果，且由于智能人机交互模块内部设置有与数据采集与处理模块连接的意图识别单元，意图识别单元能够识别数据处理与转化单元输出的不正常传感器数据信号，主动下发指令至智能开关控制模块，达到对设备的数据智能化处理和控制效果；

19、（2）本方案，通过在系统内部搭载多用户协同模块，使得系统技术人员和工厂工作人员可以同时进入到系统内部进行沟通更新，提升系统后期更新时的便利性，且沟通的同时利用内部的交互式沟通单元可以及时沟通，平台编辑沟通一体化，避免切换沟通平台带来的沟通延迟性，提高后期系统更新时的便利性；

20、（3）本方案，通过在系统内部设置沉浸式交互数据舱系统，可以使参与者穿戴智能设备模拟沉浸在数据系统内部，并通过全息投影展示设备体现出来，大大提高了数据展示过程中的体验感。