基于数字孪生的可视化方法及系统与流程

本发明涉及数据处理技术，尤其涉及一种基于数字孪生的可视化方法及系统。

背景技术：

1、随着城市人口规模的不断扩张与城市化进程的加速推进，城市公园的布局规划已跃居为城市发展战略中不可或缺的关键一环。

2、传统的城市公园规划往往依赖于规划人员手工绘制二维图纸获取规划数据，这种方式存在诸多局限性，例如规划数据的生成效率较低，并且可能无法结合规划人员需求对规划数据进行实时的调整。

3、因此，如何结合规划人员需求生成展示规划数据，提高规划数据的生成效率，成为亟需解决的问题。

技术实现思路

1、本发明提供一种基于数字孪生的可视化方法及系统，可以结合规划人员需求生成展示规划数据，提高规划数据的生成效率。

2、本发明的第一方面，提供一种基于数字孪生的可视化方法，包括：

3、响应各规划端对规划公园的自动建模请求，获取记录设备基于采集视角对实体模型拍摄的视频数据，所述实体模型包括动态规划区和固定规划区；

4、根据所述视频数据确定各所述规划端对所述动态规划区配置的定制元素，基于所述定制元素对所述实体模型对应的初始孪生空间进行定制更新；

5、确定不满足成本规划条件的动态规划区为待调区，调取规划调整策略对所述初始孪生空间中与所述待调区对应的虚拟规划区进行调整更新，得到相应所述规划端对应的定制展示空间；

6、获取各所述定制展示空间对应的选定系数，确定所述选定系数最大的定制展示空间为所述规划公园对应的规划选定空间。

7、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，根据所述视频数据确定各所述规划端对所述动态规划区配置的定制元素，基于所述定制元素对所述实体模型对应的初始孪生空间进行定制更新，包括：

8、按照时间顺序对所述视频数据对应的多帧图像帧进行排列得到处理序列，依次获取所述处理序列中各所述图像帧内的模块轮廓；

9、确定存在元素标签的模块轮廓为标记轮廓、不存在所述元素标签的模块轮廓为待定轮廓；

10、获取相邻所述图像帧中轮廓相似度大于轮廓相似阈值的待定轮廓为待定组，对所述待定组进行特征识别，得到所述待定组对应的定制元素；

11、确定所述待定组中各所述待定轮廓的中心点为定位点，根据所述定位点得到所述定制元素的移动轨迹；

12、根据所述移动轨迹确定所述定制元素的布局位置，基于所述布局位置将所述待定组对应的待定轮廓更新为标记轮廓，所述布局位置包括摆放位置和层级位置；

13、调取所述定制元素对应的虚拟模块，获取所述初始孪生空间对应的三维坐标系，根据所述图像帧中所述摆放位置对应的俯视坐标确定所述虚拟模块对应的x轴坐标值和y轴坐标值；

14、确定所述定制元素的层级位置对应预设的高度坐标值，根据所述高度坐标值确定所述虚拟模块对应的z轴坐标值；

15、根据所述x轴坐标值、y轴坐标值和z轴坐标值确定虚拟位置，将所述虚拟模块定位至所述虚拟位置处对所述初始孪生空间进行定制更新。

16、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，根据所述移动轨迹确定所述定制元素的布局位置，基于所述布局位置将所述待定组对应的待定轮廓更新为标记轮廓，所述布局位置包括摆放位置和层级位置，包括：

17、当所述移动轨迹发生中断时，确定所述定制元素的层级属性为被遮挡属性，根据所述被遮挡属性确定所述定制元素的层级位置为下层位置；

18、根据所述移动轨迹确定所述定制元素的被遮挡方向，基于所述被遮挡方向确定所述定制元素的摆放位置；

19、当存在预设数量连续相邻的图像帧中的移动轨迹相同时，获取所述待定组中所述图像帧中所述待定轮廓的面积变化趋势，根据所述面积变化趋势确定所述定制元素的层级属性，所述层级属性包括无遮挡属性和被遮挡属性；

20、确定所述无遮挡属性的定制元素的层级位置为上层位置，所述被遮挡属性的定制元素的层级位置为下层位置；

21、获取所述移动轨迹保持不变时所述待定轮廓的中心点为所述定制元素的摆放位置；

22、基于所述摆放位置和所述层级位置得到所述定制元素的布局位置，调取所述定制元素对应的元素标签与所述待定组进行绑定，并将确定布局位置的所述待定轮廓更新为标记轮廓。

23、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，根据所述移动轨迹确定所述定制元素的被遮挡方向，基于所述被遮挡方向确定所述定制元素的摆放位置，包括：

24、获取所述移动轨迹发生中断时的前一帧图像帧为目标帧， 根据所述目标帧中各所述标记轮廓的中心点和所述定制元素对应的待定轮廓的定位点，确定所述待定轮廓和各所述标记轮廓之间的轮廓距离；

25、确定所述轮廓距离小于叠加距离阈值、且所述轮廓距离最小的标记轮廓为目标轮廓；

26、获取所述移动轨迹中与所述定位点对应的切线方向为所述被遮挡方向，确定所述待定组中轮廓面积最大的待定轮廓为定位轮廓；

27、以所述定位点为基准，生成与所述被遮挡方向平行的定位线，以所述定位线对所述定位轮廓的中心点进行定位，对所述定位轮廓进行定位移动，直至所述目标轮廓完全覆盖所述定位轮廓时停止所述定位轮廓的定位移动；

28、获取所述定位轮廓停止移动时的中心点为所述定制元素的摆放位置。

29、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，获取所述待定组中所述图像帧中所述待定轮廓的面积变化趋势，根据所述面积变化趋势确定所述定制元素的层级属性，包括：

30、获取所述待定组中相邻所述图像帧中所述待定轮廓的轮廓面积，根据所述轮廓面积的差值得到相邻所述图像帧对应的面积差值；

31、当所述待定组中所有相邻所述图像帧的面积差值均小于面积差阈值时，确定所述待定组的面积变化趋势为固定趋势，根据所述固定趋势确定所述定制元素的层级属性为无遮挡属性；

32、当所述待定组中存在相邻所述图像帧的面积差值大于等于面积差阈值时，确定所述待定组的面积变化趋势为动态趋势，根据所述动态趋势确定所述定制元素的层级属性为被遮挡属性。

33、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，确定不满足成本规划条件的动态规划区为待调区，调取规划调整策略对所述初始孪生空间中与所述待调区对应的虚拟规划区进行调整更新，得到相应所述规划端对应的定制展示空间，包括：

34、统计各所述定制元素对应的预估成本得到预估总成本，确定所述预估总成本大于规划成本的动态规划区不满足所述成本规划条件，获取相应所述动态规划区为待调区；

35、接收所述规划端在与所述待调区对应的虚拟规划区内划定的调整区，获取所述规划端为所述调整区配置的调整元素；

36、根据所述调整元素的调整属性调取相应的规划调整策略，所述规划调整策略包括间距调整策略和密度调整策略；

37、基于所述规划调整策略对所述虚拟规划区内与所述调整元素对应的虚拟模块进行调整更新，并根据所述虚拟模块对所述调整区进行更新，得到相应所述规划端对应的定制展示空间。

38、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，基于所述规划调整策略对所述虚拟规划区内与所述调整元素对应的虚拟模块进行调整更新，并根据所述虚拟模块对所述调整区进行更新，得到相应所述规划端对应的定制展示空间，包括：

39、根据所述间距调整策略获取间距属性的调整元素对应的虚拟模块为第一调整模块，获取所述第一调整模块所在的第一区域；

40、获取所述第一调整模块的第一摆放方向，确定所述规划端为所述调整区配置的第二摆放方向；

41、确定所述第一区域在所述第一摆放方向上的第一长度，以及所述调整区在所述第二摆放方向上的第二长度，根据所述第一长度和所述第二长度之和得到总区域长度；

42、根据所述总区域长度和所述第一调整模块的总模块数量的比值得到调整摆放间距，基于所述调整摆放间距对所述第一调整模块进行间距调整；

43、获取调整之后位置不在所述第一区域的第一调整模块为第一移动模块，根据所述第二摆放方向和所述调整摆放间距将所述第一移动模块更新至所述调整区内，得到相应所述规划端对应的定制展示空间。

44、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，基于所述规划调整策略对所述虚拟规划区内与所述调整元素对应的虚拟模块进行调整更新，并根据所述虚拟模块对所述调整区进行更新，得到相应所述规划端对应的定制展示空间，包括：

45、根据所述密度调整策略获取密度属性的调整元素对应的虚拟模块为第二调整模块，获取所述第二调整模块所在的第二区域；

46、统计所述第二区域和所述调整区的总区域面积，根据所述第二区域内所述第二调整模块的总模块数量和所述总区域面积的比值得到调整密度比；

47、根据所述调整密度比对所述第二区域内的第二调整模块进行密度调整，获取多余的第二调整模块为第二移动模块；

48、基于所述第二移动模块对所述调整区进行填充更新，得到相应所述规划端对应的定制展示空间。

49、可选地，在第一方面的一种可能实现方式中，获取各所述定制展示空间对应的选定系数，确定所述选定系数最大的定制展示空间为所述规划公园对应的规划选定空间，包括：

50、获取各所述定制展示空间的总规划成本，根据基准规划成本和所述总规划成本的比值得到第一偏移系数；

51、确定各所述定制展示空间的热度值 ，根据所述热度值和基准热度值的比值得到第二偏移系数；

52、根据所述第一偏移系数和所述第二偏移系数的和，得到相应所述定制展示空间对应的选定系数，确定所述选定系数最大的定制展示空间为所述规划公园对应的规划选定空间。

53、本发明的第二方面，提供一种基于数字孪生的可视化系统，包括：

54、响应模块，用于响应各规划端对规划公园的自动建模请求，获取记录设备基于采集视角对实体模型拍摄的视频数据，所述实体模型包括动态规划区和固定规划区；

55、更新模块，用于根据所述视频数据确定各所述规划端对所述动态规划区配置的定制元素，基于所述定制元素对所述实体模型对应的初始孪生空间进行定制更新；

56、调整模块，用于确定不满足成本规划条件的动态规划区为待调区，调取规划调整策略对所述初始孪生空间中与所述待调区对应的虚拟规划区进行调整更新，得到相应所述规划端对应的定制展示空间；

57、获取模块，用于获取各所述定制展示空间对应的选定系数，确定所述选定系数最大的定制展示空间为所述规划公园对应的规划选定空间。

58、本发明的有益效果如下：

59、1、本发明可以结合规划人员的自动建模请求，获取到与规划人员相对应的实体模型中的规划数据，包括实体模型中的各个模块数据以及各个模块对应的位置数据，通过对实体模型中的规划数据进行自动采集，可以自动生成对应的虚拟孪生空间，从而可以结合规划人员需求生成展示规划数据，提高规划数据的生成效率。本发明可以结合规划人员对应的视频数据对动态规划区内摆放的模块数据进行识别，可以确定实体模型中的各个模块对应的定制元素，并且可以通过视频数据确定定制元素在实体模型中的布局位置，从而可以根据定制元素在实体模型中的布局位置，将定制元素定位到孪生空间中相对应的虚拟位置处，从而可以对初始孪生空间进行定制更新，并且可以提高定制更新的效率。

60、2、本发明在获取实体模型中的规划数据时，可以通过记录设备对实体模型的构建过程进行记录，根据记录设备拍摄到的视频数据可以实时同步生成与实体模型相对应的孪生空间，可以提高生成虚拟孪生空间的效率，从而可以提高规划效率。本发明在确定定制元素在实体模型中的布局位置时，可以通过定制元素在视频数据中的移动轨迹以及定制元素对应的模块轮廓的面积变化趋势确定定制元素在实体模型中对应的布局位置，可以更加准确的获取到定制元素对应的布局位置，从而可以使得初始孪生空间更加的贴合实体模型。

61、3、本发明可以在动态规划区内的规划数据不满足成本规划条件的情况下，将不满足成本规划条件的动态规划区确定为待调区，然后可以在初始孪生空间中确定与待调区相对应的虚拟规划区，根据虚拟规划区对初始孪生空间进行更新，从而可以得到满足成本规划条件且符合规划人员需求的定制展示空间。本发明通过结合规划成本和热度值，获取到各个定制展示空间对应的选定系数，通过选定系数可以从多个定制展示空间中选出规划成本最佳且受欢迎程度较高的定制展示空间作为最终的规划选定空间，可以快速获取到最优的定制展示空间。