[发明专利]一种基于实时动态分割重构的三维可视化方法及系统

说明书

本发明公开了一种基于实时动态分割重构的三维可视化方法及系统，通过搭建云端数据库,创建工业现场的三维静态场景模型,基于云端数据库，重构工业现场的三维实时动态模型和绘制3D分析图表,构建用户交互界面以及基于用户交互界面，实现工业现场的三维可视化，解决了传统工业监控软件对工业现场数据监控不全面不直观的技术问题，通过基于实时获得的工业现场数据，可生成三维实时动态模型和3D分析图表，并基于静态场景模型以更为直观的方式展现数据的变化情况，对工业现场工况进行全方位地实时监测，实现了对工业现场可测对象的3D可视化，具有实时性，易操作性，高兼容性，直观性，适用于对工业现场进行数据监测。

技术领域

本发明涉及工业数据可视化领域，特别涉及一种基于实时动态分割重构的三维可视化方法及系统。

背景技术

工业是国家发展的重要支柱产业。工业生产是一个信息获取困难、过程错综复杂的过程。为了进一步掌握工业现场生产的运行规律和运行状况，对工业现场数据的可视化变得尤为重要。传统的数据可视化主要以2D图表的形式呈现数据的分布规律，2D图表的优势在于能够直观易懂地从宏观角度表现低维数据的变化规律。伴随着对工业数据越来越高的需求，2D图表无法从更微观的角度进一步剖析多维耦合数据间的复杂关系，不足以全面地展现研究对象的运行状态。而三维实时动态可视化作为一种将数据以3D动态模型的形式展现的可视化方法，可以全面立体地呈现出多维数据间的变化规律和耦合关系，能够更好地指导现场生产，对掌握工业现场的运行规律和运行状况具有重要意义。

Unity 3D(也称Unity，由Unity Technologies公司开发的一个开发者创建诸如三维视频、建筑可视化、实时三维动画等类型互动内容的多平台的综合型开发工具)作为当前国内外最流行的3D开发引擎之一，具有高兼容性、全平台通用和可VR化等特点，尤为契合工业生产中对数据3D可视化的需求。Unity 3D既可以兼容数据库的读写还可以兼容当前最流行的3D建模软件3dsMAX、Maya等所导出的模型，并在PC端、移动端、网络端和VR端等多个平台通用，是目前传统工业软件向3D化升级的重要工具之一。

专利公开号CN 107679281A发明专利公开了一种基于Unity动态生成的智能站三维场景仿真系统及实现方法，其工作原理是通过将所需的模型提前搭建好，并导入Unity3D形成prefeb(预制体)，再通过C#脚本进行调用。该专利只是在已经存在的模型预制体之间进行循环调用，并非真正意义上的动态生成。

发明内容

本发明提供的一种基于实时动态分割重构的三维可视化方法及系统，解决了传统工业监控软件对工业现场数据监控不全面不直观的技术问题。

为解决上述技术问题，本发明提出的基于实时动态分割重构的三维可视化方法包括：

搭建用于对工业现场数据库进行实时读写的云端数据库；

基于Unity 3D建模软件，创建工业现场的三维静态场景模型；

基于云端数据库，重构工业现场的三维实时动态模型和绘制3D分析图表；

构建用于实现三维可视化的用户交互界面；

基于用户交互界面，展现三维静态场景模型、三维实时动态模型以及3D分析图表，从而实现工业现场的三维可视化。

进一步地，搭建用于对工业现场数据库进行实时读写的云端数据库包括：

在服务器上基于SQL server编程搭建云端数据库；

建立云端数据库与工业现场数据库之间的远程连接，从而实现对工业现场数据库进行读写。

进一步地，基于Unity 3D建模软件，创建工业现场的三维静态场景模型包括：

获取工业现场的三维场景的空间几何属性；