[发明专利]一种数字孪生系统、方法及计算机设备

权利要求书

1.一种数字孪生系统，其特征在于，包括场景叠加及分析系统、视频实时解算系统、多源数据采集及处理分析系统、虚拟三维渲染系统和虚实交互中间件，其中：

场景叠加及分析系统，保存有现场的三维场景，并将所述三维场景作为底图；

视频实时解算系统，对接收到的视频流进行实时解算以得到视频帧；

多源数据采集及处理分析系统，接收并存储多源数据，并进行基本分析处理，将多源数据转换为三维表示格式；

虚拟三维渲染系统，以所述三维场景为底图，将所述视频帧在所述三维场景中进行映射和融合，将所述多源数据在所述三维场景中进行位置匹配和融合，将虚实交互中间件在所述三维场景中进行映射，并对融合后的三维场景进行渲染与交互，响应于对虚实交互中间件的交互操作生成交互指令并发送至虚实交互中间件；

虚实交互中间件，用于向外发送虚拟三维渲染系统发出的交互指令。

2.根据权利要求1所述的数字孪生系统，其特征在于，所述视频流由多路影像采集系统对现场多个位置的影像进行采集而生成，所述多路影像采集系统生成的视频流经多路影像实时回传控制系统进行回传。

3.根据权利要求2所述的数字孪生系统，其特征在于，所述系统还包括数据同步系统，用于对多路影像实时回传控制系统回传的视频流进行数据同步，所述数据同步具体为时间同步，使得回传的同批次的视频流位于同一时间切片空间。

4.根据权利要求1所述的数字孪生系统，其特征在于，所述视频实时解算系统包括视频帧提取模块和硬件解码器，其中：

视频帧提取模块，利用FFMPEG库从视频流中提取帧数据；

硬件解码器，用于对帧数据进行解算以获得视频帧。

5.根据权利要求1所述的数字孪生系统，其特征在于，所述多源数据采集及处理分析系统包括多源数据采集系统和多源数据分析系统，其中：

多源数据采集系统，用于接受并存储多源传感器回传的多源数据；

多源数据分析系统，用于对多源数据进行基本分析处理，并将多源数据转换为三维表示格式。

6.根据权利要求1所述的数字孪生系统，其特征在于，所述虚实交互中间件包括指令接收模块和指令传输模块，其中：

指令接收模块，用于接收虚拟三维渲染系统发出的交互指令；

指令传输模块，用于将交互指令传输至交互指令指向的实体控制系统。

7.根据权利要求1所述的数字孪生系统，其特征在于，根据用于回传多源数据的多源传感器与虚实交互中间件的位置对应关系，使得所述多源数据在三维场景中渲染的位置与虚实交互中间件的位置对应。

8.根据权利要求7所述的数字孪生系统，其特征在于，所述虚拟三维渲染系统还响应于多源数据的变化，对虚实交互中间件在三维场景中的渲染状态进行改变。

9.一种数字孪生方法，其特征在于，包括：

场景叠加及分析系统对现场的三维场景进行保存，并将所述三维场景作为底图；

视频实时解算系统对接收到的视频流进行实时解算以得到视频帧；

多源数据采集及处理分析系统接受并储存多源数据，并进行基本分析处理，将多源数据转换为三维表示格式；

虚拟三维渲染系统以三维场景为底图，将所述视频帧在所述三维场景中进行映射和融合，将所述多源数据在所述三维场景中进行位置匹配和融合，将虚实交互中间件在所述三维场景中进行映射，并对融合后的三维场景进行渲染与交互；

虚拟三维渲染系统响应于对虚实交互中间件的交互操作生成交互指令并发送至虚实交互中间件；

虚实交互中间件向外发送虚拟三维渲染系统发出的交互指令。

10.一种计算机设备，其特征在于，包括：显示屏、输入装置、存储器以及一个或多个处理器；

所述显示屏，用于进行虚实交互界面的显示；

所述输入装置，用于接收交互操作；

所述存储器，用于存储一个或多个程序；

当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行，使得所述一个或多个处理器实现如权利要求9所述的数字孪生方法。