[发明专利]基于WLAN位置感知的数字孪生工业仿真系统

说明书

本申请公开了一种基于WLAN位置感知的数字孪生工业仿真系统，包括：服务器端，在所述服务器端配置有针对移动因素信息的定位映射模块；信息采集模块，配置于现实世界工业场景内的移动因素上，实时采集所述移动因素在移动情况下产生的WiFi指纹信息并发送至服务器端；其中，所述服务器端的定位映射模块根据反馈的WiFi指纹信息进行匹配并确定移动因素的实时位置，并映射到根据现实世界工业场景构建的数字孪生工业仿真平台中。本申请能够为工业场景中的管理与维护提供实时数据，提高管理有效性和准确性，同时提高效率、优化流程、辅助培训与教学提供更真实的支持。

技术领域

本申请涉及智能制造工业化管理技术领域，特别是涉及一种基于WLAN位置感知的数字孪生工业仿真系统。

背景技术

数字孪生技术是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度、多概率的仿真过程，可在虚拟空间中完成物理映射，形成物理维度上的实体世界和信息维度上的数字世界同生共存、虚实交融的格局。数字孪生技术是实现了物理世界与数字世界桥接的桥梁。

基于数据孪生的工业仿真平台，不仅有助于合理有效规划或对相关设备进行管理、维护等，而且能够对教学、培训等活动带来更真实体验，提高学习效果和效率。工业场景中涉及到的一些关键移动因素的动态运动行为，如关键设备、重要物资、相关参与人员等，它们不仅是工业场景中的重要因素，也是反映现场运行状况的重要参照因素。而对于工业仿真平台，虽然实现了实体世界中的工业场景到信息维度的映射，但其中的运动行为的虚拟仿真，常常使用运行历史数据来实现，这就使得仿真平台中的运动行为受限于一部分按规律运行的设备、人员等相关因素，无法全面表征实体世界的工业场景运行状况。因为现实世界中的工业场景存在大量根据实际决定运行轨迹的情况，常常并无规律可循，这些运行因素是机动、多变的，却也是实际必然存在的。

因此，能够实现工业场景中包括人和物在内的实际运动因素到数字世界的虚拟映射，才能真正使得工业场景到工业仿真平台之间的同生共存，从而为使用工业仿真平台提供更具真实性的现实世界场景，这不仅能够对工业场景中的管理与维护提高准确性和预测性，而且使得实验、教学、培训等行为更具准确性和科学性。

发明内容

本申请的目的在于克服上述问题或者至少部分地解决或缓减解决上述问题。

根据本申请的一个方面，提供了一种基于WLAN位置感知的数字孪生工业仿真系统，包括：

服务器端，在所述服务器端配置有针对移动因素信息的定位映射模块；

信息采集模块，配置于现实世界工业场景内的移动因素上，实时采集所述移动因素在移动情况下产生的WiFi指纹信息并发送至服务器端；

其中，所述服务器端的定位映射模块根据反馈的WiFi指纹信息进行匹配并确定移动因素的实时位置，并映射到根据现实世界工业场景构建的数字孪生工业仿真平台中。

对于上述技术方案，申请人还有进一步优化措施。

可选地，在所述服务器端配置有WiFi指纹数据库，所述定位映射模块通过MDS指纹匹配算法将所述信息采集模块所反馈的WiFi指纹信息与所述WiFi指纹数据库进行匹配，进而确定所述移动因素的实时位置并映射到所述数字孪生工业仿真平台中。

可选地，所述WiFi指纹数据库包括若干个参考点和各参考点所对应的WiFi指纹信息，所述WiFi指纹信息为该参考点处所对应的多个高强度的WiFi信号。

进一步地，设现实世界工业场景下的所有无线AP的集合为P，且|P|＝M，所述若干个参考点的个数为N，对于任意参考点采集指纹时取信号强度排在前m的AP来建立参考点的指纹库，则对N个参考点(RP)且参考点的位置信息已知时，指纹数据库的结构如下：