[发明专利]一种基于数字孪生的厂区人员实时定位监测系统和方法

说明书

本发明公开了一种基于数字孪生的厂区人员实时定位监测系统和方法，系统包括设置于实际生产厂区的多个摄像机监控模块，多摄像机监控模块捕获厂区内工作场景视频流将其传输至厂区数字孪生服务器端，所述厂区数字孪生服务器端包括视频流传输模块、视频处理与人员识别定位模块、数据库模块和数据融合传输模块；数据融合传输模块读取数据库模块中人员信息传输至数字孪生客户端软件；所述厂区数字孪生客户端包括厂区数字孪生体、多摄像机数字孪生体、人员孪生体和人员信息处理模块，人员信息处理模块以人员信息指定的多摄像机数字孪生体作为局部坐标原点，分配或更新人员孪生体到指定位置，最终在厂区数字孪生体中监测人员的位置。

技术领域

本发明涉及数字孪生技术领域，尤其是一种基于数字孪生的厂区人员实时定位监测系统和方法。

背景技术

数字孪生技术(Digital twin)指在信息化平台内模拟物理实体、流程或系统，构建实体系统在信息化平台中的双胞胎。借助于数字孪生，可以在信息化平台上了解物理实体的状态，甚至可以对物理实体里面预定义的接口组件进行控制。中国专利公开号CN111935645A公开了一种基于UWB的人员定位系统，使用UWB基站和便携式信号发射器来确定人员位置，定位精度较高。其不足之处是其成本较高，性价比较低。为了降低UWB系统的成本，另有使用蓝牙作为定位设备并且辅以二三维一体化的人员定位系统，如中国专利公开号CN112383960A，其使用成本更低的蓝牙设备，将人员的位置反映在根据厂区建设的二维场景中。上述发明的不足之处在于二维场景提供的信息有限，并且使用无人机采集场景信息难免受到高程的杂物遮挡，丢失场景细节。

为了降低定位设备成本，并且获取更多的场景信息，更全面的获取人员的定位信息。在数字孪生应用场景越来越广泛的今天，亟需开发一种新的人员定位系统。

发明内容

本发明需要解决的技术问题是提供一种基于数字孪生的厂区人员实时定位监测系统和方法，使用数字孪生技术，可以实现厂区人员在数字孪生场景中的映射，从而实现人员的定位，增加了人员系统的交互性和多样性。

为解决上述技术问题，本发明所采用的技术方案是：一种基于数字孪生的厂区人员实时定位监测系统，包括设置于实际生产厂区的多个摄像机监控模块，多摄像机监控模块捕获厂区内工作场景视频流将其传输至厂区数字孪生服务器端，所述厂区数字孪生服务器端设于实际生产厂区同一台服务器上，所述厂区数字孪生服务器端包括视频流传输模块、视频处理与人员识别定位模块、数据库模块和数据融合传输模块；所述视频流传输模块用于按照摄像机编号获取实际厂区的视频流，视频处理与人员识别定位模块并发地提取视频流中的人员信息，提取出的人员信息被存储到数据库模块中，数据融合传输模块读取数据库模块中人员信息传输至数字孪生客户端软件；所述厂区数字孪生客户端设于实际生产厂区主控室中的一台图形工作站上，所述厂区数字孪生客户端包括厂区数字孪生体、多摄像机数字孪生体、人员孪生体和人员信息处理模块，其中人员信息处理模块接收厂区数字孪生服务器端传输的人员信息，将人员信息中的像平面坐标转换为局部世界系坐标，以人员信息指定的多摄像机数字孪生体作为局部坐标原点，分配或更新人员孪生体到指定位置，最终在厂区数字孪生体中监测人员的位置。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述多摄像机监控模块与视频流传输模块通过POE有线连接，所述厂区数字孪生服务器端中视频流传输模块、视频处理与人员识别定位模块、数据库模块和数据融合传输模块在同一计算机中本地传输，所述数据融合传输模块与人员信息处理模块通过socket局域网连接。

本发明技术方案的进一步改进在于：所述厂区数字孪生体和多摄像机数字孪生体以实际生产厂区和多摄像机监控模块为原型进行1:1静态孪生构建，所述人员孪生体以工作人员为原型进行动态孪生构建，系统根据实际生产厂区内人员数量分配人员孪生体，人员孪生体随着对应人员的位置变化更新其位置和局部定位摄像机。

本发明技术方案的进一步改进在于：一种基于数字孪生的厂区人员实时定位监测方法，包括如下步骤：