一种基于数字孪生的三维可视化编辑系统的制作方法

本发明属于数字孪生可视化，具体为一种基于数字孪生的三维可视化编辑系统。

背景技术：

1、数据可视化技术也随之发展，且深入到人类社会稳定经济、生活、科研等各个方面。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。

2、而在现有技术中，在进行三维可视化技术中如何有效进行采集、编辑、可视化，得到越来越多的关注，未形成完整的可视化编辑系统，使得整体运行时较为紊乱，同时无法根据使用所需进行手动调整编辑，同时不方便工作人员进行快速上手学习，降低了整体的智能化管理水平，影响正常作业编辑效率，因此本发明需要设计一种基于数字孪生的三维可视化编辑系统来解决上述出现的问题。

技术实现思路

1、本发明的目的就在于为了解决上述问题而提供一种基于数字孪生的三维可视化编辑系统，解决了背景技术中提到在进行三维可视化技术中如何有效进行采集、编辑、可视化，得到越来越多的关注，未形成完整的可视化编辑系统，使得整体运行时较为紊乱，同时无法根据使用所需进行手动调整编辑，同时不方便工作人员进行快速上手学习，降低了整体的智能化管理水平，影响正常作业编辑效率的问题。

2、为了解决上述问题，本发明提供了一种技术方案：

3、一种基于数字孪生的三维可视化编辑系统，包括plc总控制器、前端采集编辑单元、数字孪生处理中心和可视化电控平台，所述前端采集编辑单元、数字孪生处理中心和可视化电控平台均通过互联网与plc总控制器保持实时数据连接、实时位置信息共享，所述可视化电控平台通过访问数字孪生处理中心进行查看前端采集编辑单元采集信息，从而进入系统内部；

4、所述前端采集编辑单元用于采集虚拟空间内部的各云数据点信息变化状况，进行模型拼接与构建，得到完善的场景信息，同时将场景信息向所述数字孪生处理中心及时发送，进行对应处理；

5、所述数字孪生处理中心用于接收所述前端采集编辑单元发送的场景信息，进行三维模型转换处理，同时向可视化电控平台发送自动提取处理的数据，进行对应可视化成像；

6、所述可视化电控平台接收数字孪生处理中心发送的自动提取处理的数据，将各个设备信息、编辑信息和电量信息进行可视化显示。

7、作为优选，所述前端采集编辑单元的输出端与所述数字孪生处理中心的输入端通讯连接，所述数字孪生处理中心的输出端与所述可视化电控平台的输入端通讯连接。

8、作为优选，所述前端采集编辑单元包括三维激光扫描模块、数据预处理模块、云数据的拼接与模型构建模块和虚拟传感器采集模块，所述虚拟传感器采集模块的输出端与三维激光扫描模块的输入端通讯连接，所述三维激光扫描模块的输出端与云数据的拼接与模型构建模块的输入端通讯连接，所述云数据的拼接与模型构建模块的输出端与数据预处理模块的输入端通讯连接，所述数据预处理模块的输出端与数字孪生处理中心的输入端通讯连接。

9、作为优选，所述三维激光扫描模块用于对系统场景进行激光扫描，通过对多个云数据点进行记录，建立三维空间模型预览信息，所述三维激光扫描模块同时用于接收所述虚拟传感器采集模块发送的实时采集信息，对预览信息进行相应调整，所述三维激光扫描模块还用于将上述模型预览信息与采集信息向所述云数据的拼接与模型构建模块及时发送，进行模型构建；

10、所述数据预处理模块用于接收所述云数据的拼接与模型构建模块发送的完成拼接与构建的场景，进行整体数据预处理，包括点云配准、去噪、去滤波、压缩，配合场景进行对应整改；

11、所述云数据的拼接与模型构建模块用于接收所述三维激光扫描模块发送的模型预览信息与采集信息，提取关键帧，进行模型拼接与构建，拼接包括标靶拼接、几何特征拼接和控制点三维坐标拼接，进行模型细节处理，从而拼接合并为完整的三维场景，实现扫描场景的三维重建，所述云数据的拼接与模型构建模块同时将完成拼接与构建的场景向所述数据预处理模块及时发送，进行对应预处理；

12、所述虚拟传感器采集模块用于采集虚拟空间内部的各云数据点信息变化状况，同时向所述三维激光扫描模块发送云数据点信息变化状况。

13、作为优选，所述数字孪生处理中心包括采集模型转换模块、通用数据对比模块、仿真分析模块和信息同步模块，所述采集模型转换模块的输出端与通用数据对比模块的输入端通讯连接，所述通用数据对比模块的输出端与仿真分析模块的输入端通讯连接，所述仿真分析模块的输出端与信息同步模块的输入端通讯连接，所述仿真分析模块的输出端与可视化电控平台的输入端通讯连接。

14、作为优选，所述采集模型转换模块用于接收所述前端采集编辑单元发送的场景信息，进行三维模型转换处理，同时所述采集模型转换模块还用于将完成转换的模型发送至所述通用数据对比模块内部，进行对应对比；

15、所述通用数据对比模块用于接收所述采集模型转换模块发送的转换模型，与所述数字孪生处理中心内部的通用数据进行全方位对比，所述通用数据对比模块同时将对比结果与转换模型一同发送至所述仿真分析模块内部，进行仿真分析；

16、所述仿真分析模块用于接收所述通用数据对比模块发送的数据，自动提取数据进行对应处理，所述仿真分析模块用于将自动提取处理的数据同时发送至所述信息同步模块与所述可视化电控平台内部；

17、所述信息同步模块用于接收所述仿真分析模块发送的自动提取处理的数据，进行实时数据同步、记录、备份。

18、作为优选，所述可视化电控平台包括可视化模块、人工手动编辑模块、电源电量资源管理模块和可视化设备状态分析模块，所述人工手动编辑模块、电源电量资源管理模块和可视化设备状态分析模块的输出端均与可视化模块的输入端电性连接，所述人工手动编辑模块的输入端与数字孪生处理中心的输出端通讯连接。

19、作为优选，所述可视化模块用于所述显示电源电量资源管理模块发送的电量信息，所述可视化模块还用于显示所述可视化设备状态分析模块发送的各个设备信息，所述可视化模块同时用于接收所述数字孪生处理中心和所述人工手动编辑模块发送的编辑信息；

20、所述人工手动编辑模块用于手动调整所述数字孪生处理中心发送的编辑信息、进行纠错、调整编辑，所述人工手动编辑模块还用于将编辑信息发送至所述可视化模块内部进行成像操作；

21、所述电源电量资源管理模块用于对多个设备的电源电量进行实时监控，同时将变化信息向所述可视化模块进行发送；

22、所述可视化设备状态分析模块用于对多个设备进行数据采集、分析、记录，同时将整合设备信息向所述可视化模块进行发送。

23、作为优选，所述设备信息包括设备实时状态信息、设备数据信息和设备位置信息。

24、作为优选，所述前端采集编辑单元、数字孪生处理中心和可视化电控平台均与plc总控制器电性连接。

25、本发明的有益效果是：本发明通过设置plc总控制器、前端采集编辑单元、数字孪生处理中心和可视化电控平台，通过互联网保持实时数据互通、位置共享从而构建成完整的系统，在进行使用时通过设置有人工编辑模块，对数字孪生处理中心发送的编辑信息、进行纠错、调整编辑，方便手动操作调整，通过安装有三维激光扫描模块，通过对多个云数据点进行记录，建立三维空间模型预览信息，方便后续正常模型构建操作，从而加快了整体的作业效率，通过数字孪生处理中心对编辑数据及相应的分析结果进行管理、可视化和存储，同时方便未接触此系统的给工人有可以快速上手学习，有助于通过互联网云管控实现可视化编辑管理，提高可视化编辑管理的智能化水平。