基于数字孪生的业务服务方法及系统与流程

本发明属于数字孪生，尤其涉及一种基于数字孪生的业务服务方法及系统。

背景技术：

1、随着人工智能的发展，各种业务出现了智能无人技术，比如，智能巡检、智能物流、自动驾驶、灾害应急预警等智能业务。

2、在上述智能业务中，比如桥梁智能巡检业务中，现有技术是下桥梁上安装应力传感器、应变计、加速度计等监测传感器，其并没有利用桥梁及其周边环境的三维数据，需要各种传感器支持，维护和应用成本高，又或者是在自动驾驶场景中，通过gps定位规划行驶路径后，利用车载图像、雷达等实时检测进行路径修正，自动驾驶速度受限于传感器的探测范围，使得自动驾驶速度受限。

3、现有智能业务服务由于无法使用应用场景的三维数据，存在应用过多传感器，导致传感器应用和维护成本高，以及受限于传感器性能的问题。

技术实现思路

1、本发明实施例的目的在于提供一种基于数字孪生的业务服务方法及系统，旨在解决业务服务中无法使用应用场景的三维数据的问题。

2、为实现上述目的，本发明实施例提供如下技术方案：

3、一种基于数字孪生的业务服务方法，应用于包括三维世界服务器和业务客户端的业务服务系统，具体包括以下步骤：

4、三维世界服务器构建目标区域的初始数字孪生模型，所述初始数字孪生模型包括所述目标区域的初始三维模型和初始环境信息；

5、业务客户端向所述三维世界服务器发送针对所述目标区域的业务服务请求；

6、三维世界服务器接收到所述业务服务请求后，将所述目标区域的初始三维模型和初始环境信息发送到所述业务客户端；

7、所述业务客户端接收所述初始三维模型和初始环境信息；

8、所述业务客户端接收传感器所采集的传感数据，并根据所述传感数据对所述初始三维模型进行重建以及更新初始环境信息，得到所述目标区域的目标三维模型和目标环境信息；

9、所述业务客户端根据所述目标三维模型和所述目标环境信息执行业务操作。

10、作为本发明进一步的技术方案，还包括以下步骤：

11、所述业务客户端将所述目标三维模型和目标环境信息作为所述目标区域的目标数字孪生模型上传到所述三维世界服务器；

12、所述三维世界服务器采用所述目标数字孪生模型替换所述初始数字孪生模型，作为更新后的初始数字孪生模型。

13、作为本发明进一步的技术方案，所述业务客户端接收传感器所采集的传感数据，并根据所述传感数据对所述初始三维模型进行重建以及更新初始环境信息，得到所述目标区域的目标三维模型和目标环境信息，具体包括以下步骤：

14、所述业务客户端接收环境传感器采集的当前环境信息，以及接收多个测绘传感器采集的测绘数据；

15、对所述当前环境信息进行预处理，将预处理后的环境信息确定为所述目标区域的目标环境信息；

16、对多个测绘传感器采集的测绘数据进行预处理，得到预处理后的测绘数据；

17、对预处理后的测绘数据进行融合，得到融合数据；

18、采用所述融合数据对所述初始三维模型进行修正，得到所述目标区域的目标三维模型。

19、作为本发明进一步的技术方案，对多个测绘传感器采集的测绘数据进行预处理，得到预处理后的测绘数据，具体包括以下步骤：

20、对每个测绘传感器采集的测绘数据进行去重、去重异常值以及滤波处理，得到预处理后的测绘数据。

21、作为本发明进一步的技术方案，测绘数据包括多张图像和多份第一点云，对预处理后的测绘数据进行融合，得到融合数据，具体包括以下步骤：

22、根据预处理后的图像生成第二点云，并对第一点云和第二点云融合，得到融合点云；

23、对多张图像进行拼接，得到拼接图像。

24、作为本发明进一步的技术方案，采用所述融合数据对所述初始三维模型进行修正，得到所述目标区域的目标三维模型，具体包括以下步骤：

25、将所述融合点云和所述初始三维模型输入实体对象识别模型中，得到差异化实体；

26、根据所述融合点云中所述差异化实体的点云在所述初始三维模型中修正所述差异化实体的网格，得到修正后的三维模型；

27、采用所述拼接图像作为纹理贴图对所述修正后的三维模型进行纹理贴图渲染，得到所述目标区域的目标三维模型。

28、作为本发明进一步的技术方案，所述业务客户端根据所述目标三维模型和所述目标环境信息执行业务操作，包括：

29、加载初始业务操作信息，所述初始业务操作信息用于指示业务客户端执行业务操作；

30、根据所述目标三维模型、所述目标环境信息以及预置的业务算法对所述初始业务操作信息进行修正，得到目标业务操作信息；

31、根据所述目标业务操作信息执行业务操作。

32、作为本发明进一步的技术方案，业务服务包括智能巡检业务服务、智能物流配送业务服务、辅助驾驶业务服务、灾害应急与预警业务服务器、虚拟现实业务服务中的一种。

33、一种基于数字孪生的业务服务系统，具体包括三维世界服务器和业务客户端，三维世界服务器包括数字孪生模型维护单元和业务服务请求响应单元，业务客户端包括业务请求单元、初始数字孪生模型接收单元、数字孪生模型重建单元以及业务执行单元；

34、三维世界服务器中数字孪生模型维护单元用于构建目标区域的初始数字孪生模型，所述初始数字孪生模型包括所述目标区域的初始三维模型和初始环境信息；

35、业务客户端中业务请求单元用于向所述三维世界服务器发送针对所述目标区域的业务服务请求；

36、三维世界服务器中业务服务请求响应单元用于接收到所述业务服务请求后，将所述目标区域的初始三维模型和初始环境信息发送到所述业务客户端；

37、所述业务客户端中初始数字孪生模型接收单元用于接收所述初始三维模型和初始环境信息；

38、所述业务客户端中数字孪生模型重建单元用于接收传感器所采集的传感数据，并根据所述传感数据对所述初始三维模型进行重建以及更新初始环境信息，得到所述目标区域的目标三维模型和目标环境信息；

39、所述业务客户端中业务执行单元用于根据所述目标三维模型和所述目标环境信息执行业务操作。

40、作为本发明进一步的技术方案，所述业务客户端还包括：

41、模型上传单元，用于将所述目标三维模型和目标环境信息作为所述目标区域的目标数字孪生模型上传到所述三维世界服务器；

42、所述三维世界服务器还包括：

43、数字孪生模型更新单元，用于采用所述目标数字孪生模型替换所述初始数字孪生模型，作为更新后的初始数字孪生模型。

44、与现有技术相比，本发明的有益效果是：

45、本发明基于数字孪生技术，在三维世界服务器中构建包括目标区域的初始三维模型和初始环境信息的初始数字孪生模型，业务客户端向三维世界服务器发送针对目标区域的业务服务请求后，三维世界服务器将初始三维模型和初始环境信息的初始数字孪生模型下发到业务客户端，业务客户端再结合传感器采集到的传感数据对初始三维模型和初始环境信息进行修正，得到目标区域的实时的目标三维模型和目标环境信息，进一步可以根据该目标三维模型和所述目标环境信息执行业务操作，实现了通过目标区域的实时的包括三维模型和环境信息的数字孪生三维模型进行业务操作决策，能够减少业务客户端所需的传感器，降低成本，比如，桥梁巡检中使用桥梁三维模型和环境信息对桥梁巡检，可以降低各种传感器使用，在智能物流、自动驾驶等业务领域，可以使用目标区域的数字孪生三维模型进行路径规划，不受限智能物流和自动驾驶的车载雷达的探测距离的限制，提高智能物流车辆和自动驾驶车辆的视野，提高行驶速度。