CN109002597B - 一种基于数字化双胞胎技术的虚实结合运维仿真调试平台 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于数字化双胞胎技术的虚实结合运维仿真调试平台，包括数字3D虚拟模块，用于生成待调试产品的三维模型；在线调试模块，用于对待调试产品的三维模型进行虚拟调试；实体调试模块，用于对虚拟调试成功的待调试产品进行实体调试；本发明通过数字3D虚拟模块的设置，对待调试的产品进行扫描拍摄后，将待研发的产品的图像转化为虚拟三维模型，通过在线调试模块对待调试的产品进行虚拟调试，虚拟调试成功后在通过实体调试模块进行实体调试，通过这种方式将产品研发后的大部分复杂且繁琐的调试过程从实体转移到虚拟，大幅节省了资源的同时最大限度的提高了产品调试的效率。

Description

一种基于数字化双胞胎技术的虚实结合运维仿真调试平台
技术领域
本发明涉及产品研发调试领域，尤其涉及一种基于数字化双胞胎技术的虚实结合运维仿真调试平台。
背景技术
产品研发是指个人、科研机构、企业、学校、金融机构等，创造性研制新产品，或者在原有产品的基础上进行改良。
在产品研发完成后需要进行大量的调试工作，以保证产品的性能和质量达到使用的要求。
现在大多数企业在进行调试时，采用对实体产品进行直接调试的方式，但这样调试的效率非常低下，同时若产品调试不成功，则需要重新制造新的实物或对产品或产品的部分部件进行重新加工后来进行下一步的调试，这样会造成大量的资源浪费，而且大型机械的制造和组装极为不便，甚至在制造和组装的过程中还会存在安全隐患。
故提供一种基于数字化双胞胎技术的虚实结合运维仿真调试平台是十分有必要的。
发明内容
本发明的目的在于：为解决现有产品研发完成后的调试过程中，调试效率低下同时造成大量的资源浪费的问题，特提供一种基于数字化双胞胎技术的虚实结合运维仿真调试平台。
本发明采用的技术方案如下：
一种基于数字化双胞胎技术的虚实结合运维仿真调试平台，包括数字3D虚拟模块，用于生成待调试产品的三维模型；在线调试模块，用于对待调试产品的三维模型进行虚拟调试；实体调试模块，用于对虚拟调试成功的待调试产品进行实体调试。
上述方案中，所述数字3D虚拟模块包括；
拍摄扫描单元，用于对待调试的产品的各个部件进行不同角度的拍摄和扫描，形成各个角度的包含待拍摄的产品的各个部件的外部轮廓和内部形状的图像组；
三维建模单元，用于通过待调试产品的各个部件的多组图像组生成待调试产品的各个部件的三维模型；
在线组合单元，用于通过待调试产品的各个部件的三维模型组合成待调试产品的三维模型。
上述方案中，所述三维建模单元具体为：
接受单元，用于接受多个图像组的输入；
生成单元，用于将接受到的多个图像组中的每一个组，生成被拍摄扫描对象的多个三维模型；
选择单元，用于从生成的多个三维模型之中，选择被合成三维模型和合成为该被合成三维模型的合成三维模型；
提取单元，用于从选择出的被合成三维模型中提取多个第一特征点，并且从选择出的合成三维模型中提取多个第二特征点；
获取单元，用于从上述提取出的多个第一特征点和多个第二特征点中获取将合成三维模型的坐标变换为被合成三维模型的坐标系的坐标的坐标变换参数；
变换单元，用于将获取到的坐标变换参数，将上述合成三维模型的坐标变换为上述被合成三维模型的坐标系的坐标；
合成单元，用于将坐标变换后的合成三维模型与被合成三维模型合成为最终三维模型。
上述方案中，在三维建模单元中，
所述选择单元从生成的多个三维模型之中，选择被合成三维模型以外的所有的三维模型作为合成三维模型，
所述获取单元针对选择单元选择出的、被合成三维模型以外的所有的三维模型，获取坐标变换参数，
所述变换单元针对选择单元选择出的、被合成三维模型以外的所有的三维模型，执行坐标变换，
所述合成单元针对选择单元选择出的、被合成三维模型以外的所有的三维模型，执行合成。
上述方案中，所述在线调试模块包括：
虚拟调试单元，用于对待调试产品的三维模型进行虚拟调试，将调试成功的待调试产品的三维模型送入实体调试模块，将调试失败的待调试产品的三维模型中不符合要求的部件进行反馈；
自由变换单元，用于对待调试产品的各个部件的三维模型进行自由变换，形成新的部件的三维模型；
自由连接单元，用于对待调试产品的各个部件的三维模型和自由变换单元变换出的新的部件进行通过不同的连接方式进行自由连接，将连接完成后的待调试产品宋玉虚拟调试单元；
上述方案中，所述实体调试模块包括：
3D打印单元，将虚拟调试成功的待调试产品的三维模型打印为实体产品；
实体调试单元，对3D打印出的实体产品进行实体调试；
综上所述，由于采用了上述技术方案，本发明的有益效果是：
本发明通过数字3D虚拟模块的设置，对待调试的产品进行扫描拍摄后，将待研发的产品的图像转化为虚拟三维模型，通过在线调试模块对待调试的产品进行虚拟调试，虚拟调试成功后在通过实体调试模块进行实体调试，通过这种方式将产品研发后的大部分复杂且繁琐的调试过程从实体转移到虚拟，解决了现有产品研发完成后的调试过程中，直接进行实体调试存在的调试效率低下同时造成大量的资源浪费的问题，大幅节省了资源的同时最大限度的提高了产品调试的效率。
具体实施方式
本说明书中公开的所有特征，或公开的所有方法或过程中的步骤，除了互相排斥的特征和/或步骤以外，均可以以任何方式组合。
一种基于数字化双胞胎技术的虚实结合运维仿真调试平台，包括数字3D虚拟模块，用于生成待调试产品的三维模型；在线调试模块，用于对待调试产品的三维模型进行虚拟调试；实体调试模块，用于对虚拟调试成功的待调试产品进行实体调试。
进一步的，所述数字3D虚拟模块包括；
拍摄扫描单元，用于对待调试的产品的各个部件进行不同角度的拍摄和扫描，形成各个角度的包含待拍摄的产品的各个部件的外部轮廓和内部形状的图像组；
三维建模单元，用于通过待调试产品的各个部件的多组图像组生成待调试产品的各个部件的三维模型；
在线组合单元，用于通过待调试产品的各个部件的三维模型组合成待调试产品的三维模型。
进一步的，所述三维建模单元具体为：
接受单元，用于接受多个图像组的输入；
生成单元，用于将接受到的多个图像组中的每一个组，生成被拍摄扫描对象的多个三维模型；
选择单元，用于从生成的多个三维模型之中，选择被合成三维模型和合成为该被合成三维模型的合成三维模型；
提取单元，用于从选择出的被合成三维模型中提取多个第一特征点，并且从选择出的合成三维模型中提取多个第二特征点；
获取单元，用于从上述提取出的多个第一特征点和多个第二特征点中获取将合成三维模型的坐标变换为被合成三维模型的坐标系的坐标的坐标变换参数；
变换单元，用于将获取到的坐标变换参数，将上述合成三维模型的坐标变换为上述被合成三维模型的坐标系的坐标；
合成单元，用于将坐标变换后的合成三维模型与被合成三维模型合成为最终三维模型。
进一步的，在三维建模单元中，
所述选择单元从生成的多个三维模型之中，选择被合成三维模型以外的所有的三维模型作为合成三维模型，
所述获取单元针对选择单元选择出的、被合成三维模型以外的所有的三维模型，获取坐标变换参数，
所述变换单元针对选择单元选择出的、被合成三维模型以外的所有的三维模型，执行坐标变换，
所述合成单元针对选择单元选择出的、被合成三维模型以外的所有的三维模型，执行合成。
进一步的，所述在线调试模块包括：
虚拟调试单元，用于对待调试产品的三维模型进行虚拟调试，将调试成功的待调试产品的三维模型送入实体调试模块，将调试失败的待调试产品的三维模型中不符合要求的部件进行反馈；
自由变换单元，用于对待调试产品的各个部件的三维模型进行自由变换，形成新的部件的三维模型；
自由连接单元，用于对待调试产品的各个部件的三维模型和自由变换单元变换出的新的部件进行通过不同的连接方式进行自由连接，将连接完成后的待调试产品宋玉虚拟调试单元；
进一步的，所述实体调试模块包括：
3D打印单元，将虚拟调试成功的待调试产品的三维模型打印为实体产品；
实体调试单元，对3D打印出的实体产品进行实体调试；
以上所述，仅为本发明的较佳实施例，并不用以限制本发明，本发明的专利保护范围以权利要求书为准，凡是运用本发明的说明书所作的等同结构变化，同理均应包含在本发明的保护范围内。

Claims (4)

1.一种基于数字化双胞胎技术的虚实结合运维仿真调试平台，其特征在于：包括数字3D虚拟模块，用于生成待调试产品的三维模型；在线调试模块，用于对待调试产品的三维模型进行虚拟调试；实体调试模块，用于对虚拟调试成功的待调试产品进行实体调试；所述在线调试模块包括：虚拟调试单元，用于对待调试产品的三维模型进行虚拟调试，将调试成功的待调试产品的三维模型送入实体调试模块，将调试失败的待调试产品的三维模型中不符合要求的部件进行反馈；自由变换单元，用于对待调试产品的各个部件的三维模型进行自由变换，形成新的部件的三维模型；自由连接单元，用于对待调试产品的各个部件的三维模型和自由变换单元变换出的新的部件进行通过不同的连接方式进行自由连接，将连接完成后的待调试产品送入虚拟调试单元；所述实体调试模块包括：3D打印单元，将虚拟调试成功的待调试产品的三维模型打印为实体产品；实体调试单元，对3D打印出的实体产品进行实体调试。
2.根据权利要求1所述的一种基于数字化双胞胎技术的虚实结合运维仿真调试平台，其特征在于，所述数字3D虚拟模块包括；拍摄扫描单元，用于对待调试的产品的各个部件进行不同角度的拍摄和扫描，形成各个角度的包含待拍摄的产品的各个部件的外部轮廓和内部形状的图像组；三维建模单元，用于通过待调试产品的各个部件的多组图像组生成待调试产品的各个部件的三维模型；在线组合单元，用于通过待调试产品的各个部件的三维模型组合成待调试产品的三维模型。
3.根据权利要求2所述的一种基于数字化双胞胎技术的虚实结合运维仿真调试平台，其特征在于，所述三维建模单元具体为：接受单元，用于接受多个图像组的输入；生成单元，用于将接受到的多个图像组中的每一个组，生成被拍摄扫描对象的多个三维模型；选择单元，用于从生成的多个三维模型之中，选择被合成三维模型和合成为该被合成三维模型的合成三维模型；提取单元，用于从选择出的被合成三维模型中提取多个第一特征点，并且从选择出的合成三维模型中提取多个第二特征点；获取单元，用于从上述提取出的多个第一特征点和多个第二特征点中获取将合成三维模型的坐标变换为被合成三维模型的坐标系的坐标的坐标变换参数；变换单元，用于将获取到的坐标变换参数，将上述合成三维模型的坐标变换为上述被合成三维模型的坐标系的坐标；合成单元，用于将坐标变换后的合成三维模型与被合成三维模型合成为最终三维模型。
4.根据权利要求3所述的一种基于数字化双胞胎技术的虚实结合运维仿真调试平台，其特征在于，在三维建模单元中，所述选择单元从生成的多个三维模型之中，选择被合成三维模型以外的所有的三维模型作为合成三维模型，所述获取单元针对选择单元选择出的、被合成三维模型以外的所有的三维模型，获取坐标变换参数，所述变换单元针对选择单元选择出的、被合成三维模型以外的所有的三维模型，执行坐标变换，所述合成单元针对选择单元选择出的、被合成三维模型以外的所有的三维模型，执行合成。
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