[发明专利]一种基于数字孪生的航行态势感知多场景融合测试方法

说明书

本发明提出了一种基于数字孪生的航行态势感知多场景融合测试方法，包括以下步骤：通过对实际场景、船舶实体特性及属性分析，基于数字孪生技术在赛博空间中构建出场景、船舶的模型；建立实体空间与赛博空间的数据交互通路，在赛博空间中对实体空间中航行态势感知系统和设备进行多场景融合测试。本发明所采用的方式相比于常用的仿真模型构建方法来说，从实体本身逻辑要素出发解决模型设计、构建问题，能够适用于绝大多数物理实体模型化的场景；基于数字孪生的航行态势感知多场景融合测试，能够弥补传统实船交付检验的场景覆盖不足、测试不充分、费用高昂的缺陷。

技术领域

本发明属于动态数据处理技术领域，具体涉及一种基于数字孪生的航行态势感知多场景融合测试方法。

背景技术

参照图1，航行态势感知是船舶智能化的重要能力，关乎智能船舶航行任务执行的安全性、兼容性、可靠性、合规性。用传统的测试方法，工厂试验偏向产品化功能性能，试航则是以交付为目标，而不是试验验证为目标。安装传感器，开展传统信号与功能测试，分析相关信息获得测试结果，偏离线、偏仿真，难以获得真实场景。传统测试方式中存在仿真测不准、测试场测不全、实船测不起等问题。

发明内容

为了解决上述现有技术存在的问题，本申请提出一种基于数字孪生的航行态势感知多场景融合测试方法，包括以下步骤：

通过对实际场景、船舶实体特性及属性分析，基于数字孪生技术在赛博空间中构建出场景、船舶的模型；

建立实体空间与赛博空间的数据交互通路，在赛博空间中对实体空间中航行态势感知系统和设备进行多场景融合测试。

进一步的，在赛博空间中对实体空间中航行态势感知系统和设备进行多场景融合测试，是通过数据低时延交互实现。

进一步的，基于数字孪生技术在赛博空间中构建出场景、船舶的模型包括：

航行态势感知多场景仿真；

面向对象的数字孪生体生成。

进一步的，航行态势感知多场景仿真是通过2D、3D技术创建场域，具体包括：

结合激光雷达和声纳雷达测试信息，利用数字地形模型和数字表面模型还原真实世界的数字化投影。

进一步的，真实世界的数字化投影包括：

数据源，包括数字高程模型地表高程数据、地表和水下地理要素矢量数据、地理纹理数据、各种三维模型数据、模型纹理数据；

三维场景，利用三维仿真地形库构建；

三维模型，利用三维仿真模型库建造。

进一步的，所述三维场景和三维模型通过三维仿真虚拟进行导入和管理，从而实现三维场景与二维电子地图的交互。

进一步的，面向对象的数字孪生体生成是通过面向对象设计模式，将物理空间实体通过具有继承关系的多层级属性定义方式在赛博空间完成数字孪生体的构建。

进一步的，具有继承关系的多层级属性定义包括：

模型，表示实体的逻辑描述；

类型，表示模型的继承关系；

实例，根据模型定义中各个类型的结构属性的具体化实现。

进一步的，建立实体空间与赛博空间的数据交互通路通过虚实融合数据处理实现，其特征在于：

采用分布式半结构化进行数据存储；

按照相应的业务规则进行数据融合。

本发明与现有技术相比，其有益效果在于：