[发明专利]一种具有设备状态同步的港口第三方视角实现方法和装置

说明书

本发明提供一种具有设备状态同步的港口第三方视角实现方法和装置，属于孪生模拟技术领域，操纵仿真子系统展现第一人称视角的操作方式，并且第三方视角系统在第一人称视角的操作方式的基础上添加第三方视角的查看方式，可实时查看操作者操作的设备在其应用的场景中运行的画面；通过将操纵仿真子系统的起重机的大车、小车、吊具及导板的位置坐标及旋转坐标，通过Json数据格式发送给第三方视角系统，实现第三方视角系统中对应的三维模型与操纵仿真子系统的三维模型状态同步，解决了现有技术中第三者无法和操作者同时观看虚拟场景中设备运行画面的技术问题，实现第三者能够和操作者同时进入到一个三维虚拟空间中共同查看、完成港口起重机作业任务。

技术领域

本发明涉及孪生模拟技术领域，尤其涉及一种具有设备状态同步的港口第三方视角实现方法和装置。

背景技术

近十年来，国内对起重机模拟器的研制己进入起步和快速发展阶段，武汉理工大学物流工程学院港口机械系曾与天津港务局合作进行过“港口司机计算机仿真培训系统”的可行性研究，之后又对系统的软件部分进行了开发。同时，上海海事大学开发了两套集装箱起重机仿真训练器，其中一套是半实物的，另一套则是全数字的。

2004年，中国交通部水运科学研究所成功开发了我国第一台基于虚拟现实技术、六自由度液压运动平台的港口起重机操作训练模拟器。

北京建筑工程学院以塔式起重机为对象，基于PC平台研究了塔式起重机模拟操作系统，该系统可以模拟各种环境和工况，以及设置危险场景来训练驾驶员对危险情况的反应和处理。

现有技术中的港口操作设备模拟器只能供单个人员操作，操作人员的视角是固定的，所有的操作过程、设备状态都只存在于一个人的视角中，第三者不能和操作者在同一空间观察场景中各设备的运行状态，导致第三者和操作员交流沟通受阻，效率低下。

发明内容

本发明提供一种具有设备状态同步的港口第三方视角实现方法和系统，将操作者正在操作的起重机各项状态数据及场景周边的设备状态数据，通过构建服务器与客户端的网络环境进行数据的传输，解决了现有技术中第三者无法和操作者同时观看虚拟场景中设备运行画面的技术问题，实现第三者能够和操作者同时进入到一个三维虚拟空间中共同查看、完成港口起重机作业任务，提高作业效率。

本发明提供的具体技术方案如下：

一方面，本发明提供的一种具有设备状态同步的港口第三方视角实现方法，所述港口第三方视角实现方法用于港口三维仿真操作系统，所述港口三维仿真操作系统包括操纵仿真子系统和第三方视角系统，所述操纵仿真子系统和所述第三方视角系统之间采用TCP/IP协议通信，所述港口第三方视角实现方法包括：

以操纵仿真子系统作为服务器，以第三方视角系统作为客户端，在操纵仿真子系统创建了一个服务器类，等待客户端的连接，并使用Accept接收客户端发送的Socket实例，然后根据Socket实例进行消息的获取；

第三方视角系统开启之后，在第三方视角系统创建了一个客户端类，使用Connect连接操纵仿真子系统；

第三方视角系统成功连接操纵仿真子系统后，自动开启一个Receive线程实现操纵仿真子系统和第三方视角系统之间基于C/S模式的Socket通信；

操纵仿真子系统将待传递的消息统一设置为Object对象发送至第三方视角系统，其中，待传递的消息包括集装箱贝位坐标、比例、材质、起重机大车、小车、吊具的位置信息、导板的状态信息、集卡位置信息；

第三方视角系统根据Object对象将集装箱生成到三维场景中并将起重机的大车、小车、吊具、导板及集卡的位置信息同步到三维场景中对应的模型中以实现操纵仿真子系统与第三方视角系统之间的状态同步。

可选的，所述第三方视角系统开启之后，在第三方视角系统创建了一个客户端类，使用Connect连接操纵仿真子系统，包括：