[发明专利]一种基于3D模型的集装箱落箱方法

权利要求书

1.一种基于3D模型的集装箱落箱方法，其特征在于：该方法用于堆场集装箱的可视化操作，利用three.js三维引擎，通过对立体画面的深度控制，以落箱作业为重点，全面模拟整个堆场集装箱资源，并根据堆场状态对集装箱进行虚拟的拖拽、分配堆位。

2.根据权利要求1所述的一种基于3D模型的集装箱落箱方法，其特征在于：该方法利用three.js作为底层三维框架，其完全面向对象，当集装箱根据不同的颜色区分不同的状态时，则需要创建材质对象，为其分配不同的颜色贴图，通过维护单一实例，不会耗费大量的资源，且快速展示；three.js想要元素移动需要添加animate动画，动画的原理就是不断的更新屏幕画面，实现画面的循环更新；移动元素就是改变物体的位置，改变物体的position位置属性；限制卡口集装箱拖动的范围，不能拖动到地面下方，设置每个堆区的边界，不能落在空地，以及不能悬空落箱，只能落在具体堆位上，在底层开始向上堆放，通过不同的颜色识别层数，叠放时不能超过规定层，多处限制实现准确落箱操作；在此基础上，实现堆场虚拟落箱操作和集装箱在堆场内的转场问题，根据发运计划要求，会出现箱子转场情况，通过同样的拖拽箱子方式实现箱子的转场功能，满足集装箱调度的个性化需求。

3.根据权利要求1所述的一种基于3D模型的集装箱落箱方法，其特征在于：该方法采用“数字孪生”实现虚拟与现实的结合，一方面，基于丰富的堆场数据和先进的调度算法，可以高效地在数字世界对现实堆场进行反映；另一方面，通过在数字世界中的模拟试验和分析预测，可为集装箱落箱指令的下达、调度算法的进一步优化提供决策依据，形成集成、高效、灵活的堆场作业体系。

4.根据权利要求1所述的一种基于3D模型的集装箱落箱方法，其特征在于：该方法包括构建三维场景、渲染堆场状态和操作3D模型三个部分，其中3D模型利用物联网数据实时采集、智能化调度方式来实现集装箱的高效作业，通过虚拟3D模型实现落箱操作，与其他生产作业管理系统高效对接，发布作业指令。

5.根据权利要求5所述的一种基于3D模型的集装箱落箱方法，其特征在于：其中构建三维场景是指， Web页面的交互主要呈现为2D的交互效果，具有只可展示不可操作的局限性；WebGL技术打破了上述局限性，一方面可以承载海量的数据，另一方面实现3D相关的可视化来渲染真实的场景。

6.根据权利要求5所述的一种基于3D模型的集装箱落箱方法，其特征在于：构建三维场景主要包括以下内容：创建场景对象，用来保存所有对象、光源和所渲染的其他对象，可以动态往场景中添加或移除物体；创建一个具有透视效果的摄像机，指定摄像机的位置和方向，决定在场景中如何看以及能看到什么；通过尺寸和材质创建一个地平面，加载一个合适的背景图作为地平面，指定平面接受阴影，使物体投射出来的阴影会出现在平面上，且旋转一定角度来方便观察；建立一个聚光灯变量，用来照射物体来产生阴影，把聚光灯加入到场景中；构建渲染器，把场景和相机加入到渲染器中进行渲染。

7.根据权利要求5所述的一种基于3D模型的集装箱落箱方法，其特征在于：其中渲染堆场状态是指，利用虚拟现实技术实现集装箱堆场的可视化，通过单例模式来提供一种创建对象的方式，其他材质对象通过单例对象获取配置信息，节约了系统资源，释放了内存，将大量的数据在较短时间内迅速加载完成。

8.根据权利要求7所述的一种基于3D模型的集装箱落箱方法，其特征在于：渲染堆场状态主要包括以下内容：根据真实港口堆区堆位展示情况，首先创建堆区位置、堆区名称、堆区行列序号、卡口等标识，显示堆区布局、卡口路线以及集装箱待进场的数量；其次创建长方体模型，通过不同的颜色材质表示集装箱的层级和状态，通过不同的大小材质区分20尺箱和40尺箱；最后把所有构建的内容添加到场景中进行渲染展示。