CN111612919A

CN111612919A - 数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示方法和系统

Info

Publication number: CN111612919A
Application number: CN202010567831.2A
Authority: CN
Inventors: 高显忠; 侯中喜; 麻震宇; 朱炳杰; 邓小龙
Original assignee: National University of Defense Technology
Current assignee: National University of Defense Technology
Priority date: 2020-06-19
Filing date: 2020-06-19
Publication date: 2020-09-01

Abstract

本申请涉及一种数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示方法和系统。所述方法包括：获取主显示区域的主三维场景，根据主三维场景创建多学科对应的分屏显示区域的学科三维场景，设置主三维场景的第一相机视角，根据学科三维场景与主三维场景的相对视角，设置学科三维场景的第二相机视角，根据第一相机视角对主三维场景进行渲染，得到主显示区域的三维动画，监听主三维场景中的渲染事件，根据渲染事件以及第二相机视角，渲染得到分屏显示区域的三维动画。采用本方法能够使多显示屏的三维场景交互同步。

Description

数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示方法和系统

技术领域

本申请涉及飞行器仿真技术领域，特别是涉及一种数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示方法和系统。

背景技术

目前，在数字孪生飞行器仿真领域，需要多个显示屏对仿真数据和试验数据进行显示，另外，对于多个项目的数据，也需要设置一个显示区域进行数据显示。

目前分屏显示时，每个显示区域分别显示不同内容，且各自显示的内容相互独立，彼此之间图像和数据没有交互，无法针对目标模型从不同视角或不同部位分别构建三维场景和同步更新。

发明内容

基于此，有必要针对上述技术问题，提供一种能够解决多个显示屏的三维场景交互不同步问题的数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示方法和系统。

一种数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示方法，所述方法包括：

获取主显示区域的主三维场景，根据所述主三维场景创建多学科对应的分屏显示区域的学科三维场景；

设置所述主三维场景的第一相机视角，根据所述学科三维场景与所述主三维场景的相对视角，设置学科三维场景的第二相机视角；

根据所述第一相机视角对所述主三维场景进行渲染，得到所述主显示区域的三维动画；

监听所述主三维场景中的渲染事件，根据所述渲染事件以及所述第二相机视角，渲染得到分屏显示区域的三维动画。

在其中一个实施例中，还包括：将显示屏界面通过预先设置的脚本，划分为多个显示区域；其中，显示区域包括至少一个主显示区域以及一个以上的分屏显示区域。

在其中一个实施例中，还包括：通过三维地图引擎创建主显示区域的主三维场景；根据所述主三维场景，创建多个多学科对应的分屏显示区域的学科三维场景。

在其中一个实施例中，还包括：设置所述主显示区域对应的主三维场景与第一数据需求的映射信息，以及所述分屏显示区域对应的学科三维场景与第二数据需求的映射信息；根据所述映射信息，获取需求数据。

在其中一个实施例中，还包括：获取飞行器的模型实体；根据所述第一相机视角，获取所述模型实体的位置和朝向；接收所述需求数据，根据所述需求数据对所述主三维场景进行渲染，得到所述主显示区域的三维动画。

在其中一个实施例中，还包括：当根据所述需求数据对所述主三维场景进行渲染，监听所述主三维场景中的渲染事件；根据所述第二相机视角，得到所述分屏显示区域中所述模型实体的位置和朝向；根据所述需求数据，同步渲染得到分屏显示区域的三维动画。

一种数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示系统，所述系统包括：

场景构建模块，用于获取主显示区域的主三维场景，根据所述主三维场景创建多学科对应的分屏显示区域的学科三维场景；

视角获取模块，用于设置所述主三维场景的第一相机视角，根据所述学科三维场景与所述主三维场景的相对视角，设置学科三维场景的第二相机视角；

渲染模块，用于根据所述第一相机视角对所述主三维场景进行渲染，得到所述主显示区域的三维动画；监听所述主三维场景中的渲染事件，根据所述渲染事件以及所述第二相机视角，渲染得到分屏显示区域的三维动画。

在其中一个实施例中，所述场景构建模块还用于通过三维地图引擎创建主显示区域的主三维场景；根据所述主三维场景，创建多个多学科对应的分屏显示区域的学科三维场景。

一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，所述处理器执行所述计算机程序时实现以下步骤：

一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现以下步骤：

上述数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示方法、系统、计算机设备和存储介质，通过对主显示区域创建主三维场景，然后根据主三维场景创建多学科对应的分屏显示区域的学科三维场景，从而建立主三维场景与学科三维场景的联系，通过设置主三维场景对应的第一相机视角，以及根据学科三维场景与所述主三维场景的相对视角，设置学科三维场景的第二相机视角，从而在设置各个分屏对应的场景时，学科三维场景与主三维场景建立了联系，在进行渲染时，通过监听事件，在主三维场景渲染时，同步对学科三维场景进行渲染，从而确保各个分屏与主屏的三维动画同步，从而便于进行数据分析。

附图说明

图1为一个实施例中数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示方法的应用场景图；

图2为一个实施例中数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示方法的流程示意图；

图3为一个实施例中数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示系统的结构框图；

图4为一个实施例中计算机设备的内部结构图。

具体实施方式

为了使本申请的目的、技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图及实施例，对本申请进行进一步详细说明。应当理解，此处描述的具体实施例仅仅用以解释本申请，并不用于限定本申请。

本申请提供的数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示方法，可以应用于如图1所示的应用环境中。其中，终端102通过网络与服务器104通过网络进行通信。其中，终端102可以但不限于是各种个人计算机、笔记本电脑、智能手机、平板电脑和便携式可穿戴设备，服务器104可以用独立的服务器或者是多个服务器组成的服务器集群来实现。

终端102可以是显示屏终端，显示屏终端包含一个或多个显示屏，每个显示屏展示一类型数据。

在一个实施例中，如图2所示，提供了一种数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示方法，以该方法应用于图1中的服务器为例进行说明，包括以下步骤：

步骤202，获取主显示区域的主三维场景，根据主三维场景创建多学科对应的分屏显示区域的学科三维场景。

三维场景指的是在显示区域显示的图像，在飞行器的三维仿真中，可以采用三维地图引擎中的容器建立三维场景，具体的，主三维场景是新建容器，而学科三维场景是根据主三维场景对应的容器创建的，因此包含主三维场景所拥有的属性。

步骤204，设置主三维场景的第一相机视角，根据学科三维场景与主三维场景的相对视角，设置学科三维场景的第二相机视角。

进行渲染时，需要设置三维场景的视角，因此设置主三维场景对应的第一相机视角，根据相对视角，可以设置学科三维场景对应的第二相机视角，通过相机视角可以通过分屏展示不同的视角，从而更加便于分析。

步骤206，根据第一相机视角对主三维场景进行渲染，得到主显示区域的三维动画。

在接收到运动数据后，可以根据主三维场景和第一相机视角进行渲染，从而得到主显示区域的三维动画。

步骤208，监听主三维场景中的渲染事件，根据渲染事件以及第二相机视角，渲染得到分屏显示区域的三维动画。

通过监听事件，实现分屏三维仿真的同步。

上述数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示方法中，通过对主显示区域创建主三维场景，然后根据主三维场景创建多学科对应的分屏显示区域的学科三维场景，从而建立主三维场景与学科三维场景的联系，通过设置主三维场景对应的第一相机视角，以及根据学科三维场景与所述主三维场景的相对视角，设置学科三维场景的第二相机视角，从而在设置各个分屏对应的场景时，学科三维场景与主三维场景建立了联系，在进行渲染时，通过监听事件，在主三维场景渲染时，同步对学科三维场景进行渲染，从而确保各个分屏与主屏的三维动画同步，从而便于进行数据分析。

在其中一个实施例中，在获取主显示区域的主三维场景之前，将显示屏界面通过预先设置的脚本，划分为多个显示区域；其中，显示区域包括至少一个主显示区域以及一个以上的分屏显示区域。本实施例中，通过脚本将一个显示区域划分为多个显示区域，并指定其中一个为主显示区域，其余一个以上为学科显示区域。主显示区域用于显示主视角数据，学科显示区域用于显示各学科的学科数据。

在其中一个实施例中，通过三维地图引擎创建主显示区域的主三维场景；根据主三维场景，创建多个多学科对应的分屏显示区域的学科三维场景。本实施例中，通过三维地图引擎，创建主显示区域对应的主三维场景，三维地图引擎基于三维地图引擎CesiumJs。

在其中一个实施例中，设置主显示区域对应的主三维场景与第一数据需求的映射信息，以及分屏显示区域对应的学科三维场景与第二数据需求的映射信息；根据映射信息，获取需求数据。本实施例中，通过需求数据与各显示区域建立数据映射，从而实现飞行器的飞行仿真。

在其中一个实施例中，获取飞行器的模型实体，根据第一相机视角，获取模型实体的位置和朝向，接收需求数据，根据需求数据对主三维场景进行渲染，得到主显示区域的三维动画。在得到飞行器的模型实体之后，通过需求数据，可以进行三维渲染，并将渲染得到的三维动画。

在其中一个实施例中，当根据需求数据对所述主三维场景进行渲染，监听主三维场景中的渲染事件，根据第二相机视角，得到分屏显示区域中模型实体的位置和朝向，根据需求数据，同步渲染得到分屏显示区域的三维动画。本实施例中，通过事件监听，即，监听到主三维场景进行渲染时，将对应的需求数据发送至学科三维场景中进行同步渲染，从而实现多个三维场景中播放数据的同步。

应该理解的是，虽然图2的流程图中的各个步骤按照箭头的指示依次显示，但是这些步骤并不是必然按照箭头指示的顺序依次执行。除非本文中有明确的说明，这些步骤的执行并没有严格的顺序限制，这些步骤可以以其它的顺序执行。而且，图2中的至少一部分步骤可以包括多个子步骤或者多个阶段，这些子步骤或者阶段并不必然是在同一时刻执行完成，而是可以在不同的时刻执行，这些子步骤或者阶段的执行顺序也不必然是依次进行，而是可以与其它步骤或者其它步骤的子步骤或者阶段的至少一部分轮流或者交替地执行。

在一个实施例中，如图3所示，提供了一种数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示系统，包括：场景构建模块302、视角获取模块304和渲染模块306，其中：

场景构建模块302，用于获取主显示区域的主三维场景，根据所述主三维场景创建多学科对应的分屏显示区域的学科三维场景；

视角获取模块304，用于设置所述主三维场景的第一相机视角，根据所述学科三维场景与所述主三维场景的相对视角，设置学科三维场景的第二相机视角；

渲染模块306，用于根据所述第一相机视角对所述主三维场景进行渲染，得到所述主显示区域的三维动画；监听所述主三维场景中的渲染事件，根据所述渲染事件以及所述第二相机视角，渲染得到分屏显示区域的三维动画。

在其中一个实施例中，所述场景构建模块302还用于通过三维地图引擎创建主显示区域的主三维场景；根据所述主三维场景，创建多个多学科对应的分屏显示区域的学科三维场景。

在其中一个实施例中，还包括：区域划分模块，还用于将显示屏界面通过预先设置的脚本，划分为多个显示区域；其中，显示区域包括至少一个主显示区域以及一个以上的分屏显示区域。

在其中一个实施例中，还包括：数据映射模块，用于设置所述主显示区域对应的主三维场景与第一数据需求的映射信息，以及所述分屏显示区域对应的学科三维场景与第二数据需求的映射信息；根据所述映射信息，获取需求数据。

在其中一个实施例中，渲染模块306还用于获取飞行器的模型实体；根据所述第一相机视角，获取所述模型实体的位置和朝向；接收所述需求数据，根据所述需求数据对所述主三维场景进行渲染，得到所述主显示区域的三维动画。

在其中一个实施例中，渲染模块306还用于当根据所述需求数据对所述主三维场景进行渲染，监听所述主三维场景中的渲染事件；根据所述第二相机视角，得到所述分屏显示区域中所述模型实体的位置和朝向；根据所述需求数据，同步渲染得到分屏显示区域的三维动画。

关于数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示系统的具体限定可以参见上文中对于数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示方法的限定，在此不再赘述。上述数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示系统中的各个模块可全部或部分通过软件、硬件及其组合来实现。上述各模块可以硬件形式内嵌于或独立于计算机设备中的处理器中，也可以以软件形式存储于计算机设备中的存储器中，以便于处理器调用执行以上各个模块对应的操作。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，该计算机设备可以是服务器，其内部结构图可以如图4所示。该计算机设备包括通过系统总线连接的处理器、存储器、网络接口和数据库。其中，该计算机设备的处理器用于提供计算和控制能力。该计算机设备的存储器包括非易失性存储介质、内存储器。该非易失性存储介质存储有操作系统、计算机程序和数据库。该内存储器为非易失性存储介质中的操作系统和计算机程序的运行提供环境。该计算机设备的数据库用于存储仿真数据和试验数据。该计算机设备的网络接口用于与外部的终端通过网络连接通信。该计算机程序被处理器执行时以实现一种数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示方法。

本领域技术人员可以理解，图4中示出的结构，仅仅是与本申请方案相关的部分结构的框图，并不构成对本申请方案所应用于其上的计算机设备的限定，具体的计算机设备可以包括比图中所示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者具有不同的部件布置。

在一个实施例中，提供了一种计算机设备，包括存储器和处理器，该存储器存储有计算机程序，该处理器执行计算机程序时实现上述实施例中方法的实施例。

在一个实施例中，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现上述实施例中方法的实施例。

本领域普通技术人员可以理解实现上述实施例方法中的全部或部分流程，是可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成，所述的计算机程序可存储于一非易失性计算机可读取存储介质中，该计算机程序在执行时，可包括如上述各方法的实施例的流程。其中，本申请所提供的各实施例中所使用的对存储器、存储、数据库或其它介质的任何引用，均可包括非易失性和/或易失性存储器。非易失性存储器可包括只读存储器(ROM)、可编程ROM(PROM)、电可编程ROM(EPROM)、电可擦除可编程ROM(EEPROM)或闪存。易失性存储器可包括随机存取存储器(RAM)或者外部高速缓冲存储器。作为说明而非局限，RAM以多种形式可得，诸如静态RAM(SRAM)、动态RAM(DRAM)、同步DRAM(SDRAM)、双数据率SDRAM(DDRSDRAM)、增强型SDRAM(ESDRAM)、同步链路(Synchlink)DRAM(SLDRAM)、存储器总线(Rambus)直接RAM(RDRAM)、直接存储器总线动态RAM(DRDRAM)、以及存储器总线动态RAM(RDRAM)等。

以上实施例的各技术特征可以进行任意的组合，为使描述简洁，未对上述实施例中的各个技术特征所有可能的组合都进行描述，然而，只要这些技术特征的组合不存在矛盾，都应当认为是本说明书记载的范围。

以上所述实施例仅表达了本申请的几种实施方式，其描述较为具体和详细，但并不能因此而理解为对发明专利范围的限制。应当指出的是，对于本领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请构思的前提下，还可以做出若干变形和改进，这些都属于本申请的保护范围。因此，本申请专利的保护范围应以所附权利要求为准。

Claims

1.一种数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示方法，所述方法包括：

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，在获取主显示区域的主三维场景之前，包括：

将显示屏界面通过预先设置的脚本，划分为多个显示区域；其中，显示区域包括至少一个主显示区域以及一个以上的分屏显示区域。

3.根据权利要求1所述的方法，所述获取主显示区域的主三维场景，根据所述主三维场景创建多学科对应的分屏显示区域的学科三维场景，包括：

通过三维地图引擎创建主显示区域的主三维场景；

根据所述主三维场景，创建多个多学科对应的分屏显示区域的学科三维场景。

4.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述方法还包括：

设置所述主显示区域对应的主三维场景与第一数据需求的映射信息，以及所述分屏显示区域对应的学科三维场景与第二数据需求的映射信息；

根据所述映射信息，获取需求数据。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，根据所述第一相机视角对所述主三维场景进行渲染，得到所述主显示区域的三维动画，包括：

获取飞行器的模型实体；

根据所述第一相机视角，获取所述模型实体的位置和朝向；

接收所述需求数据，根据所述需求数据对所述主三维场景进行渲染，得到所述主显示区域的三维动画。

6.根据权利要求5所述的方法，其特征在于，监听所述主三维场景中的渲染事件，根据所述渲染事件以及所述第二相机视角，渲染得到分屏显示区域的三维动画，包括：

当根据所述需求数据对所述主三维场景进行渲染，监听所述主三维场景中的渲染事件；

根据所述第二相机视角，得到所述分屏显示区域中所述模型实体的位置和朝向；

根据所述需求数据，同步渲染得到分屏显示区域的三维动画。

7.一种数字孪生飞行器的多学科分屏同步展示系统，其特征在于，所述系统包括：

8.根据权利要求7所述的系统，其特征在于，所述场景构建模块还用于通过三维地图引擎创建主显示区域的主三维场景；根据所述主三维场景，创建多个多学科对应的分屏显示区域的学科三维场景。

9.一种计算机设备，包括存储器和处理器，所述存储器存储有计算机程序，其特征在于，所述处理器执行所述计算机程序时实现权利要求1至7中任一项所述方法的步骤。

10.一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1至7中任一项所述的方法的步骤。