基于物联网的旅游景点数字孪生管理系统及方法与流程

本技术涉及数字孪生，且更为具体地，涉及一种基于物联网的旅游景点数字孪生管理系统及方法。

背景技术：

1、由于文化遗产的独特性和不可再生性，传统的旅游景点管理方式在文化遗产的保护、展示和教育等方面存在诸多挑战。例如，在文化遗产实体展示中，过度的游客流量可能导致文化遗产的物理损坏，而仅依赖于单一的图像展示方式又无法为游客提供全方位、多角度的感知体验，无法充分传达文化遗产的多元价值。

2、因此，为了满足游客的观赏需求，同时又能够实现对文化遗产的有效保护和管理，期待一种基于物联网的旅游景点数字孪生管理系统及方法。

技术实现思路

1、为了解决上述技术问题，提出了本技术。本技术的实施例提供了一种基于物联网的旅游景点数字孪生管理系统及方法，其采用基于深度学习的计算机视觉技术对文化遗产对象的多个局部视角图像进行图像处理，以提取出各个局部视角下的文化遗产视觉特征，进而通过对多个局部视角的文化遗产视觉特征进行特征聚合分析，以获得文化遗产对象的全景信息，从而生成相应的文化遗产对象三维模型，并通过数字孪生技术进行模型展示，能够为游客提供沉浸式、多维度的观赏体验，并提供了一个虚拟与现实相结合的平台，以实现对文化遗产的精细管理和保护。

2、相应地，根据本技术的一个方面，提供了一种基于物联网的旅游景点数字孪生管理系统，其包括：

3、文化遗产对象多角度图像获取模块，用于获取由摄像头从多个角度采集的被监控文化遗产对象的多个局部视角图像；

4、局部视角图像特征挖掘模块，用于对多个所述局部视角图像分别进行图像特征提取和特征选择强化以得到多个强化文化遗产局部视角特征图；

5、局部视角特征聚合模块，用于对多个所述强化文化遗产局部视角特征图进行特征反向聚合以得到全景文化遗产对象表示特征向量；

6、三维模型生成模块，用于基于所述全景文化遗产对象表示特征向量，生成文化遗产对象三维模型；

7、数字孪生展示模块，用于通过数字孪生模块显示所述文化遗产对象三维模型。

8、在上述基于物联网的旅游景点数字孪生管理系统中，所述局部视角图像特征挖掘模块，包括：图像特征提取单元，用于将多个所述局部视角图像分别输入包含主干网络和边界特征提取分支的mbcnet模型以得到多个文化遗产局部视角特征图；特征选择强化单元，用于将多个所述文化遗产局部视角特征图分别输入特征选择强化的压缩-抑制注意力模块以得到多个所述强化文化遗产局部视角特征图。

9、在上述基于物联网的旅游景点数字孪生管理系统中，所述mbcnet模型中的主干网络包括多个基于5x5卷积核的卷积层，基于relu激活函数的激活层和池化层；所述mbcnet模型中的边界特征提取分支包括点卷积层，基于sigmoid的激活层和上采样层。

10、在上述基于物联网的旅游景点数字孪生管理系统中，所述特征选择强化单元，包括：全局均值池化子单元，用于计算所述文化遗产局部视角特征图的沿通道维度的各个特征矩阵的全局均值以得到文化遗产局部视角特征压缩信息表示向量；通道信息关联交互子单元，用于对所述文化遗产局部视角特征压缩表示向量进行一维卷积编码以得到文化遗产局部视角特征压缩信息间关联表示特征向量；多尺度融合子单元，用于将所述文化遗产局部视角特征压缩信息表示向量和所述文化遗产局部视角特征压缩信息间关联表示特征向量进行级联以得到文化遗产局部视角特征压缩信息多尺度表示向量；多尺度关联特征提取子单元，用于将所述文化遗产局部视角特征压缩信息多尺度表示向量输入包含两个全连接层和silu激活函数的压缩信息特征提取模块以得到文化遗产局部视角特征压缩信息多尺度关联特征向量；特征选择子单元，用于基于所述文化遗产局部视角特征压缩信息多尺度关联特征向量，对所述文化遗产局部视角特征图进行特征选择以得到所述强化文化遗产局部视角特征图。

11、在上述基于物联网的旅游景点数字孪生管理系统中，所述特征选择子单元，用于：使用sigmoid函数对所述文化遗产局部视角特征压缩信息多尺度关联特征向量进行归一化操作以得到文化遗产局部视角权重特征向量；以所述文化遗产局部视角权重特征向量的各个特征值作为权重，对所述文化遗产局部视角特征图的各个特征通道进行特征放大和抑制操作以得到所述强化文化遗产局部视角特征图。

12、在上述基于物联网的旅游景点数字孪生管理系统中，所述局部视角特征聚合模块，包括：特征形状重塑单元，用于将多个所述强化文化遗产局部视角特征图进行特征形状重塑以得到多个强化文化遗产局部视角特征向量；反向掩码聚合单元，用于将多个所述强化文化遗产局部视角特征向量输入特征分布反向掩码聚合网络以得到所述全景文化遗产对象表示特征向量。

13、在上述基于物联网的旅游景点数字孪生管理系统中，所述反向掩码聚合单元，包括：特征聚类子单元，用于对多个所述强化文化遗产局部视角特征向量进行聚类以得到聚类中心向量；语义相关系数计算子单元，用于计算多个所述强化文化遗产局部视角特征向量中的各个强化文化遗产局部视角特征向量与所述聚类中心向量之间的语义相关系数以得到语义相关系数的序列；语义反相关系数计算子单元，用于取所述语义相关系数的序列中的各个语义相关系数的倒数以得到语义反相关系数的序列；归一化子单元，用于使用sigmoid函数对所述语义反相关系数的序列进行归一化处理以得到语义反相关权重系数的序列；反向加权子单元，用于以所述语义反相关权重系数的序列中的各个语义反相关权重系数作为权重，对多个所述强化文化遗产局部视角特征向量中的各个强化文化遗产局部视角特征向量进行加权以得到多个抑制文化遗产局部视角特征向量；按位置差分子单元，用于计算多个所述强化文化遗产局部视角特征向量与多个所述抑制文化遗产局部视角特征向量之间的按位置差分以得到多个优化文化遗产局部视角特征向量；全景聚合子单元，用于计算多个所述优化文化遗产局部视角特征向量的按位置均值向量以得到所述全景文化遗产对象表示特征向量。

14、在上述基于物联网的旅游景点数字孪生管理系统中，所述语义相关系数计算子单元，用于：计算所述强化文化遗产局部视角特征向量的转置向量与所述聚类中心向量之间的向量乘积以得到语义关联因子；计算所述强化文化遗产局部视角特征向量的长度与所述聚类中心向量的长度之间的乘积以得到尺度相关因子；将所述语义关联因子除以所述尺度相关因子以得到所述语义相关系数。

15、在上述基于物联网的旅游景点数字孪生管理系统中，所述三维模型生成模块，用于：将所述全景文化遗产对象表示特征向量输入基于扩散模型的三维模型生成器以得到所述文化遗产对象三维模型。

16、根据本技术的另一个方面，提供了一种基于物联网的旅游景点数字孪生管理方法，其包括：

17、获取由摄像头从多个角度采集的被监控文化遗产对象的多个局部视角图像；

18、对多个所述局部视角图像分别进行图像特征提取和特征选择强化以得到多个强化文化遗产局部视角特征图；

19、对多个所述强化文化遗产局部视角特征图进行特征反向聚合以得到全景文化遗产对象表示特征向量；

20、基于所述全景文化遗产对象表示特征向量，生成文化遗产对象三维模型；

21、通过数字孪生模块显示所述文化遗产对象三维模型。

22、与现有技术相比，本技术提供的基于物联网的旅游景点数字孪生管理系统及方法，其采用基于深度学习的计算机视觉技术对文化遗产对象的多个局部视角图像进行图像处理，以提取出各个局部视角下的文化遗产视觉特征，进而通过对多个局部视角的文化遗产视觉特征进行特征聚合分析，以获得文化遗产对象的全景信息，从而生成相应的文化遗产对象三维模型，并通过数字孪生技术进行模型展示，能够为游客提供沉浸式、多维度的观赏体验，并提供了一个虚拟与现实相结合的平台，以实现对文化遗产的精细管理和保护。