CN111651858A - 数字孪生模型生成方法、装置及计算机可读存储介质 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及人工智能技术，应用于智慧安防领域中，揭露了一种数字孪生模型生成的方法，包括：根据基于空间结构的数据集对空间结构进行空间分层和虚拟空间映射，得到虚拟空间孪生模型；在虚拟空间孪生模型中预设空间节点，根据空间节点生成数字孪生模型；接收测试设备的数据集以及标签集，将测试设备的数据集输入至数字孪生模型中进行测试得到测试值集，计算测试值集与标签集的相似度，根据相似度生成标准数字孪生模型；对标准数字孪生模型进行数字化操作，实现空间结构的可视化展示。还提出一种数字孪生模型生成的存储装置、电子设备以及存储介质。实现设备的高效管理。
Description
技术领域
本发明涉及人工智能技术领域，尤其涉及一种数字孪生模型生成的方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质。
背景技术
目前，在面对产品设备的管理上，通常靠增加人力做类似点对点的管理，人力成本增加的同时还是无法避免设备故障、异常运营事件的产生，这类事件往往会给用户带来经济损失，严重时可能还会带来人身安全风险，并且对于设备故障这类事件的问题出现后，还需要人工反复排查，明确问题原因，效率低下，即使在一些产品设备中使用了部分物联网技术连接的设备装置，在日常运营中，也仅仅只包含设备传感器装置所感知的信息，不具备空间语义，在进一步的应用场景中不够丰富。
发明内容
本发明提供一种数字孪生模型生成的方法、装置、电子设备及计算机可读存储介质，其主要目的在于帮助用户解决在面对设备管理时效率低下的问题。
为实现上述目的，本发明提供的一种数字孪生模型生成方法，包括：
获取基于物理实体构建的空间结构所产生的数据集，根据所述数据集对所述空间结构进行空间分层，得到空间单元数据集，并对所述空间单元数据集进行虚拟空间映射，生成虚拟空间孪生模型；
在所述虚拟空间孪生模型中预设空间节点，对所述空间节点进行位置关系解析，得到数字孪生模型；
接收测试设备的数据集以及标签集，将所述测试设备的数据集输入至所述数字孪生模型中进行测试得到测试值集，并计算所述测试值集与所述标签集的相似度，根据所述相似度对所述数字孪生模型进行参数调整，直至计算出的所述相似度大于预设的阈值时，得到标准数字孪生模型；
对所述标准数字孪生模型进行数字化操作，对所述基于物理实体构建的空间结构进行可视化展示。
可选地，所述对所述空间单元数据集进行虚拟空间映射，生成虚拟空间孪生模型，包括：
将所述空间单元数据集划分为有效数据集A和无效数据集B；
计算出所述有效数据集A和无效数据集B中的映射不动点，得到有效映射不动点集和无效不动点集；
将所述有效映射不动点集和所述无效映射不动点集按预设的方式进行连接，形成点列空间结构；
根据所述点列空间结构对所述空间单元数据集进行建模，生成所述虚拟空间孪生模型。
可选地，所述预设的方式包括：
根据用户的请求，将所述有效映射不动点集中的有效映射不动点进行连接，形成有效映射不动点的点列空间结构，将所述无效映射不动点集中的无效映射不动点进行连接，形成无效映射不动点的点列空间结构；
将所述有效映射不动点的点列空间结构和所述无效映射不动点的点列空间结构进行合并，形成所述点列空间结构。
可选地，所述位置关系解析包括结构解析和维度解析；
其中，所述结构解析包括：
在同一平面上根据空间节点参数的耦合度进行空间节点位置的结构解析；
在立体空间中根据空间节点参数的关联度进行空间节点位置的结构解析；
所述维度解析包括：
对结构解析后的所有空间节点进行卷积操作，得到低维的空间节点集，并将所述低维的空间节点集进行特征提取，得到标准低维的空间节点集。
可选地，所述空间节点位置包括上下、前后以及左右。
可选地，所述计算所述测试值集与所述标签集的相似度包括：
利用下述函数计算所述测试值集与所述标签集的相似度S(x,y)：
其中，x表示测试值，y表示标签，xi表示所述测试值集第i个测试值，yi表示所述标签集第i个标签。
可选地，对所述标准数字孪生模型进行数字化操作，实现所述基于物理实体构建的空间结构的可视化展示，包括：
通过建筑信息模型作为所述标准数字孪生模型的载体，利用所述载体对所述基于物理实体构建的空间结构进行可视化展示，其中，所述建筑信息模型包括2D平面图和3D模型。
为了解决上述问题，本发明还提供一种数字孪生模型生成的存储装置，所述装置包括：
分层模块，用于获取基于物理实体构建的空间结构所产生的数据集，根据所述数据集对所述空间结构进行空间分层，得到空间单元数据集；
映射模块，用于将所述空间单元数据集进行虚拟空间映射，生成虚拟空间孪生模型；
解析模块，用于在所述虚拟空间孪生模型中预设空间节点，对所述空间节点进行位置关系解析，得到数字孪生模型；
计算模块，用于接收测试设备的数据集以及标签集，将所述测试设备的数据集输入至所述数字孪生模型中进行测试得到测试值集，并计算所述测试值集与所述标签集的相似度，根据所述相似度对所述数字孪生模型进行参数调整，直至计算出的所述相似度大于预设的阈值时，得到标准数字孪生模型；
展示模块，用于将所述标准数字孪生模型进行数字化操作，对所述基于物理实体构建的空间结构进行可视化展示。
为了解决上述问题，本发明还提供一种电子设备，所述电子设备包括：
存储器，存储至少一个指令；及
处理器，执行所述存储器中存储的指令以实现上述中任意一项所述的数字孪生模型生成方法。
为了解决上述问题，本发明还提供一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质中存储有至少一个指令，所述至少一个指令被电子设备中的处理器执行以实现上述中任意一项所述的数字孪生模型生成方法。
本发明实施例通过对实体空间结构进行分层以及虚拟空间映射实现所述实体空间结构在虚拟空间的模型雏形，结合在虚拟空间中预设空间节点和空间位置关系解析，保证了相关产品设备在虚拟空间的准确定位，利用相似度计算的方法确保了在虚拟空间中模型的精准性，通过将虚拟空间的模型进行数字化操作，从而可以实现所述实体空间结构的可视化展示。因此本发明提出的数字孪生模型生成的方法、装置及计算机可读存储介质，可以帮助用户解决在面对设备管理时效率低下的问题。
附图说明
图1为本发明一实施例提供的数字孪生模型生成方法的流程示意图；
图2为本发明一实施例提供的数字孪生模型生成方法的模块示意图；
图3为本发明一实施例提供的数字孪生模型生成方法的电子设备的内部结构示意图；
本发明目的的实现、功能特点及优点将结合实施例，参照附图做进一步说明。
具体实施方式
应当理解，此处所描述的具体实施例仅仅用以解释本发明，并不用于限定本发明。
本发明提供一种数字孪生模型生成的方法。参照图1所示，为本发明一实施例提供的数字孪生模型生成的方法的流程示意图。该方法可以由一个装置执行，该装置可以由软件和/或硬件实现。
在本实施例中，数字孪生模型生成的方法包括：
S1、获取基于物理实体构建的空间结构所产生的数据集，根据所述数据集对所述空间结构进行空间分层，得到空间单元数据集，并对所述空间单元层集进行虚拟空间映射，生成虚拟空间孪生模型。
在本发明的至少一个实施例中，所述物理实体构建的空间结构可以为一栋楼宇，则所述楼宇的数据集包括：楼层的高度、楼层之间的房间数量以及楼层之间的阶梯数量。
较佳地，本发明中所述数据集根据不同楼层在建筑时所产生的数据参数进行组合得到。本发明实施例根据所述立体空间物体的数据集对所述空间结构进行空间分层，得到所述空间单元数据集。例如对于一个包含12层的楼宇，可以将其分为3个空间层，比如1-4楼作为第一空间单元；5-8楼作为第二空间单元；9-12楼作为第三空间单元。所述第一空间单元、第二空间单元及所述第三空间单元的数据集称为空间单元数据集。
较佳地，本发明实施例中，所述虚拟空间映射指的是根据所述空间单元数据集进行虚拟空间的建模过程。优选地，本发明实施例以上述第一空间单元为例，描述根据所述第一空间单元的空间单元数据集进行虚拟空间映射的具体实施步骤，包括：将所述第一空间单元的空间单元数据集划分为有效数据集A和无效数据集B；利用b-距离空间算法计算出所述有效数据集A和无效数据集B中的映射不动点，得到有效映射不动点集和无效不动点集；并将所述有效映射不动点集和所述无效映射不动点集按预设的方式进行连接，形成点列空间结构，根据所述点列空间结构对所述第一空间单元进行3D建模，从而生成所述第一空间单元的空间孪生语义模型。
所述有效数据集指的是可以确定实体空间结构在虚拟空间中雏形的参数，比如位置、形状等；所述无效数据集指的是并不影响实体空间结构在虚拟空间中雏形的参数数据，比如设备数量、房间数量等。
所述b-距离空间算法指的是压缩映射，其根据不同的数据计算出对应的虚拟空间的循环映射点，将所述循环映射点压缩成映射不动点的过程，所述映射不动点指的是将有效数据和无效数据在虚拟空间中进行压缩形成的点状形式。
所述预设的方式包括：根据用户的请求，将所述有效映射不动点集中的有效映射不动点进行连接，形成有效映射不动点的点列空间结构，将所述无效映射不动点集中的无效映射不动点进行连接，形成无效映射不动点的点列空间结构，将所述有效映射不动点的点列空间结构和所述无效映射不动点的点列空间结构进行合并，形成所述点列空间结构。
所述3D建模指的是通过三维制作软件通过虚拟三维空间构建出具有三维数据的模型，本发明实施例所述虚拟空间孪生模型包括：NURBS和多边形网格。
进一步地，本发明中所述数据库为Neo4j图数据库。其中，所述Neo4j图数据库是一个高性能的图引擎。
基于上述的手段，本发明实施例采用虚拟空间映射的方法实现了实体空间结构在虚拟空间中的雏形。
S2、在所述虚拟空间孪生模型中预设空间节点，对所述空间节点进行位置关系解析，得到数字孪生模型。
较佳地，本发明实施例中，所述空间节点是根据用户的需求确定，例如在上述第一空间单元中，所述空间节点可以在楼梯之间的交界处预设一个空间节点，在所述第一空间的1楼A房间预设一个空间节点，在所述第一空间的1楼和2楼交汇处预设一个空间节点等等。较佳地，本发明实施例通过上述Neo4j图数据库描述所述空间节点之间的关系。由于所述虚拟空间孪生模型中会包含大量不同的空间节点，且空间节点会有不同的关联，所述Neo4j图数据库虽然可以确定所述空间节点之间的关系，但没办法精确描述到所述空间节点的位置关系。因此，较佳地，本发明实施例通过对所述空间节点进行位置关系解析，得到所述数字孪生模型。其中，本发明较佳实施所述位置关系解析包括结构解析和维度解析。
详细地，所述结构解析包括平面解析和立体解析，其中，所述平面解析包括在同一平面上根据空间节点参数的耦合度进行空间节点位置的结构解析。所述立体解析包括在立体空间中根据空间节点参数的关联度进行空间节点位置的结构解析。所述空间节点位置包括上下、前后以及左右。其中，本发明实施例中所述空间节点参数包括空间节点的横坐标、纵坐标等。进一步地，本发明实施例中所述耦合度是根据输入空间节点参数的数量、输出空间参数的数量以及控制空间节点参数的数量进行确定得到，所述空间节点参数的关联度根据所述空间节点的参数序列进行确定得到。
详细地，所述维度解析包括：对结构解析后的所有空间节点进行卷积操作，得到低维的空间节点集；将所述低维的空间节点集进行特征提取，得到标准低维的空间节点集；利用三维数字模型将所述标准低维的空间节点集生成所述数字孪生模型。
基于上述的手段，本发明实施例采用位置关系解析方法可以保障不同的设备在虚拟空间的准确定位。
S3、接收测试设备的数据集以及标签集，将所述测试设备的数据集输入至所述数字孪生模型中进行测试得到测试值集，并计算所述测试值集与所述标签集的相似度，并根据所述相似度不断调整所述数字孪生模型中的参数，直至计算出的所述相似度大于预设的阈值时，得到标准数字孪生模型。
本发明较佳实施中，所述测试设备包括监控摄像头、烟雾报警器以及温感报警器等，通过上述预设的空间节点将所述测试设备按用户的需求在空间单元中部署。
所述测试设备的数据集指的是在生产所述测试设备时所产生的设备参数，例如设备功率、设备型号以及设备电压电流等，并将所述测试设备的数据集映射到所述数字孪生模型中。所述标签集指的是所述测试设备在实际业务场景下所产生的数据集，例如，温感报警器产品在某房间内感受到的温度达到预设的阈值时，触发报警装置，于是，所述预设的阈值温度作为所述温感报警器的标签。优选地，本发明实施例以所述标签集作为衡量所述数字孪生模型得到的测试值的标准。
进一步地，本发明实施例还包括基于上述预设的空间节点，在所述部署的测试设备之间执行设备的联动，比如一个烟雾设备由于采集的数据误报产生预警，根据处于相同空间的烟雾设备的数据进行数据补偿，帮助用户判断是否所述烟雾设备误报。
本发明实施例通过余弦相似度计算所述测试值集和所述标签集的相似度。其中，所述余弦相似度计算方法包括：
其中，S(x,y)表示所述测试值集和所述标签集的相似度，x表示测试值，y表示标签，xi表示所述测试值集第i个测试值，yi表示所述标签集第一个标签。
进一步地，本发明较佳实施例通过所述相似度对所述数字孪生模型进行参数调整，直至计算出的所述相似度大于预设的阈值时，得到所述标准数字孪生模型。优选地，本发明所述预设的阈值为0.9。
基于上述的手段，本发明实施方式采用相似度计算的方法对所述所述数字孪生模型的参数进行调整，可以保证所述标准数字孪生模型的精准性。
S4、对所述标准数字孪生模型进行数字化操作，对所述基于物理实体构建的空间结构进行可视化展示。
本发明较佳实施例中，所述数字化操作通过建筑信息模型(BUildingImformation Modeling，BIM)作为所述标准数字孪生模型的载体，实现所述标准数字孪生模型的可视化展示，其中，所述BIM是一种轻量化的图形渲染工具，所述BIM包括2D平面图和3D模型。本发明通过所述可视化的展示，可以清晰的展示各个设备在所述构建的空间结构的位置信息和内部设备参数变化状况，能帮助用户做出更好的做出数据分析，提高工作效率，从而完成所述空间结构的设备智能化管理。
例如，基于上述一栋楼宇建立起对应的虚拟空间孪生模型，通过可视化可以清晰的展示出所述实际楼宇在虚拟空间中的内部结构，包括楼宇当中各个设备安装点位置、各个设备之间的节点位置关系以及各个设备参数状况，当所述楼宇中某一设备出现故障时，在所述虚拟空间中出现对应的空间节点异常报告，用户通过空间节点位置查询到出现故障设备在所述楼宇中的具体位置，可以帮助用户及时做出预警反应，提高工作效率。本方案可应用于智慧安防领域中，从而推动智慧城市的建设。如图2所示，是本发明数字孪生模型生成的存储装置的功能模块图。
本发明所述数字孪生模型生成的存储100可以安装于电子设备中。根据实现的功能，所述数字孪生模型生成的存储装置可以包括分层模块101、映射模块102、解析模块103、计算模块104以及展示模块105。本发所述模块也可以称之为单元，是指一种能够被电子设备处理器所执行，并且能够完成固定功能的一系列计算机程序段，其存储在电子设备的存储器中。
在本实施例中，关于各模块/单元的功能如下：
所述分层模块101，用于获取基于物理实体构建的空间结构所产生的数据集，根据所述数据集对所述空间结构进行空间分层，得到空间单元数据集；
所述映射模块102，用于将所述空间单元数据集进行虚拟空间映射，生成虚拟空间孪生模型；
所述解析模块103，用于在所述虚拟空间孪生模型中预设空间节点，对所述空间节点进行位置关系解析，得到数字孪生模型；
所述计算模块104，用于接收测试设备的数据集以及标签集，将所述测试设备的数据集输入至所述数字孪生模型中进行测试得到测试值集，并计算所述测试值集与所述标签集的相似度，根据所述相似度对所述数字孪生模型进行参数调整，直至计算出的所述相似度大于预设的阈值时，得到标准数字孪生模型；
所述展示模块105，用于将所述标准数字孪生模型进行数字化操作，对所述基于物理实体构建的空间结构进行可视化展示。
详细地，所述数字孪生模型生成的存储装置各模块的具体实施步骤如下：
所述分层模块101获取基于物理实体构建的空间结构所产生的数据集，根据所述数据集对所述空间结构进行空间分层，得到空间单元数据集。
在本发明的至少一个实施例中，所述物理实体构建的空间结构可以为一栋楼宇，则所述楼宇的数据集包括：楼层的高度、楼层之间的房间数量以及楼层之间的阶梯数量。
较佳地，本发明中所述数据集根据不同楼层在建筑时所产生的数据参数进行组合得到。
本发明实施例所述分层模块101根据所述立体空间物体的数据集对所述空间结构进行空间分层，得到所述空间单元数据集。例如对于一个包含12层的楼宇，可以将其分为3个空间层，比如1-4楼作为第一空间单元；5-8楼作为第二空间单元；9-12楼作为第三空间单元。所述第一空间单元、第二空间单元及所述第三空间单元的数据集称为空间单元数据集。
所述映射模块102将所述空间单元数据集进行虚拟空间映射，生成虚拟空间孪生模型。
本发明实施例中，所述虚拟空间映射指的是根据所述空间单元数据集进行虚拟空间的建模过程。优选地，本发明实施例以上述第一空间单元为例，描述根据所述第一空间单元的空间单元数据集进行虚拟空间映射的具体实施步骤，包括：将所述第一空间单元的空间单元数据集划分为有效数据集A和无效数据集B；利用b-距离空间算法计算出所述有效数据集A和无效数据集B中的映射不动点，得到有效映射不动点集和无效不动点集；并将所述有效映射不动点集和所述无效映射不动点集按预设的方式进行连接，形成点列空间结构，根据所述点列空间结构对所述第一空间单元进行3D建模，从而生成所述第一空间单元的空间孪生语义模型。
所述有效数据集指的是可以确定实体空间结构在虚拟空间中雏形的参数，比如位置、形状等；所述无效数据集指的是并不影响实体空间结构在虚拟空间中雏形的参数数据，比如设备数量、房间数量等。
所述b-距离空间算法指的是压缩映射，其根据不同的数据计算出对应的虚拟空间的循环映射点，将所述循环映射点压缩成映射不动点的过程，所述映射不动点指的是将有效数据和无效数据在虚拟空间中进行压缩形成的点状形式。
所述预设的方式包括：根据用户的请求，将所述有效映射不动点集中的有效映射不动点进行连接，形成有效映射不动点的点列空间结构，将所述无效映射不动点集中的无效映射不动点进行连接，形成无效映射不动点的点列空间结构，将所述有效映射不动点的点列空间结构和所述无效映射不动点的点列空间结构进行合并，形成所述点列空间结构。
所述3D建模指的是通过三维制作软件通过虚拟三维空间构建出具有三维数据的模型，本发明实施例所述虚拟空间孪生模型包括：NURBS和多边形网格。
进一步地，本发明中所述数据库为Neo4j图数据库。其中，所述Neo4j图数据库是一个高性能的图引擎。
基于上述的映射模块102，本发明实施例采用虚拟空间映射的方法实现了实体空间结构在虚拟空间中的雏形。
所述解析模块103在所述虚拟空间孪生模型中预设空间节点，对所述空间节点进行位置关系解析，得到数字孪生模型。
本发明实施例中，所述空间节点是根据用户的需求确定，例如在上述第一空间单元中，所述空间节点可以在楼梯之间的交界处预设一个空间节点，在所述第一空间的1楼A房间预设一个空间节点，在所述第一空间的1楼和2楼交汇处预设一个空间节点等等。较佳地，本发明实施例通过上述Neo4j图数据库描述所述空间节点之间的关系。由于所述虚拟空间孪生模型中会包含大量不同的空间节点，且空间节点会有不同的关联，所述Neo4j图数据库虽然可以确定所述空间节点之间的关系，但没办法精确描述到所述空间节点的位置关系。因此，较佳地，本发明实施例通过对所述空间节点进行位置关系解析，得到所述数字孪生模型。其中，本发明较佳实施所述位置关系解析包括结构解析和维度解析。
详细地，所述结构解析包括平面解析和立体解析，其中，所述平面解析包括在同一平面上根据空间节点参数的耦合度进行空间节点位置的结构解析。所述立体解析包括在立体空间中根据空间节点参数的关联度进行空间节点位置的结构解析。所述空间节点位置包括上下、前后以及左右。其中，本发明实施例中所述空间节点参数包括空间节点的横坐标、纵坐标等。进一步地，本发明实施例中所述耦合度是根据输入空间节点参数的数量、输出空间参数的数量以及控制空间节点参数的数量进行确定得到，所述空间节点参数的关联度根据所述空间节点的参数序列进行确定得到。
详细地，所述维度解析包括：对结构解析后的所有空间节点进行卷积操作，得到低维的空间节点集；将所述低维的空间节点集进行特征提取，得到标准低维的空间节点集；利用三维数字模型将所述标准低维的空间节点集生成所述数字孪生模型。
基于上述的解析模块103，本发明实施例采用位置关系解析方法可以保障不同的设备在虚拟空间的准确定位。
所述计算模块104接收测试设备的数据集以及标签集，将所述测试设备的数据集输入至所述数字孪生模型中进行测试得到测试值集，并计算所述测试值集与所述标签集的相似度，根据所述相似度对所述数字孪生模型进行参数调整，直至计算出的所述相似度大于预设的阈值时，得到标准数字孪生模型。
本发明较佳实施中，所述测试设备包括监控摄像头、烟雾报警器以及温感报警器等，通过上述预设的空间节点将所述测试设备按用户的需求在空间单元中部署。
所述测试设备的数据集指的是在生产所述测试设备时所产生的设备参数，例如设备功率、设备型号以及设备电压电流等，并将所述测试设备的数据集映射到所述数字孪生模型中。所述标签集指的是所述测试设备在实际业务场景下所产生的数据集，例如，温感报警器产品在某房间内感受到的温度达到预设的阈值时，触发报警装置，于是，所述预设的阈值温度作为所述温感报警器的标签。优选地，本发明实施例以所述标签集作为衡量所述数字孪生模型得到的测试值的标准。
进一步地，本发明实施例还包括基于上述预设的空间节点，在所述部署的测试设备之间执行设备的联动，比如一个烟雾设备由于采集的数据误报产生预警，根据处于相同空间的烟雾设备的数据进行数据补偿，帮助用户判断是否所述烟雾设备误报。
本发明实施例通过余弦相似度计算所述测试值集和所述标签集的相似度。其中，所述余弦相似度计算方法包括：
其中，S(x,y)表示所述测试值集和所述标签集的相似度，x表示测试值，y表示标签，xi表示所述测试值集第i个测试值，yi表示所述标签集第一个标签。
进一步地，本发明较佳实施例通过所述相似度对所述数字孪生模型进行参数调整，直至计算出的所述相似度大于预设的阈值时，得到所述标准数字孪生模型。优选地，本发明所述预设的阈值为0.9。
基于上述的计算模块104，本发明实施方式采用相似度计算的方法对所述所述数字孪生模型的参数进行调整，可以保证所述标准数字孪生模型的精准性。
所述展示模块105将所述标准数字孪生模型进行数字化操作，实现所述基于物理实体构建的空间结构的可视化展示。
本发明较佳实施例中，所述数字化操作通过建筑信息模型(BUildingImformation Modeling，BIM)作为所述标准数字孪生模型的载体，实现所述标准数字孪生模型的可视化展示，其中，所述BIM是一种轻量化的图形渲染工具，所述BIM包括2D平面图和3D模型。本发明通过所述可视化的展示，可以清晰的展示各个设备在所述构建的空间结构的位置信息和内部设备参数变化状况，能帮助用户做出更好的做出数据分析，提高工作效率，从而完成所述空间结构的设备智能化管理。
例如，基于上述一栋楼宇建立起对应的虚拟空间孪生模型，通过可视化可以清晰的展示出所述实际楼宇在虚拟空间中的内部结构，包括楼宇当中各个设备安装点位置、各个设备之间的节点位置关系以及各个设备参数状况，当所述楼宇中某一设备出现故障时，在所述虚拟空间中出现对应的空间节点异常报告，用户通过空间节点位置查询到出现故障设备在所述楼宇中的具体位置，可以帮助用户及时做出预警反应，提高工作效率。
如图3所示，是本发明实现数字孪生模型生成的方法的电子设备的结构示意图。
所述电子设备1可以包括处理器10、存储器11和总线，还可以包括存储在所述存储器11中并可在所述处理器10上运行的计算机程序，如数字孪生模型生成程序12。
其中，所述存储器11至少包括一种类型的可读存储介质，所述可读存储介质包括闪存、移动硬盘、多媒体卡、卡型存储器(例如：SD或DX存储器等)、磁性存储器、磁盘、光盘等。所述存储器11在一些实施例中可以是电子设备1的内部存储单元，例如该电子设备1的移动硬盘。所述存储器11在另一些实施例中也可以是电子设备1的外部存储设备，例如电子设备1上配备的插接式移动硬盘、智能存储卡(Smart Media Card，SMC)、安全数字(SecureDigital，SD)卡、闪存卡(Flash Card)等。进一步地，所述存储器11还可以既包括电子设备1的内部存储单元也包括外部存储设备。所述存储器11不仅可以用于存储安装于电子设备1的应用软件及各类数据，例如数字孪生模型生成程序的代码等，还可以用于暂时地存储已经输出或者将要输出的数据。
所述处理器10在一些实施例中可以由集成电路组成，例如可以由单个封装的集成电路所组成，也可以是由多个相同功能或不同功能封装的集成电路所组成，包括一个或者多个中央处理器(Central Processing unit，CPU)、微处理器、数字处理芯片、图形处理器及各种控制芯片的组合等。所述处理器10是所述电子设备的控制核心(Control Unit)，利用各种接口和线路连接整个电子设备的各个部件，通过运行或执行存储在所述存储器11内的程序或者模块(例如执行数字孪生模型生成程序等)，以及调用存储在所述存储器11内的数据，以执行电子设备1的各种功能和处理数据。
所述总线可以是外设部件互连标准(peripheral component interconnect，简称PCI)总线或扩展工业标准结构(extended industry standard architecture，简称EISA)总线等。该总线可以分为地址总线、数据总线、控制总线等。所述总线被设置为实现所述存储器11以及至少一个处理器10等之间的连接通信。
图3仅示出了具有部件的电子设备，本领域技术人员可以理解的是，图3示出的结构并不构成对所述电子设备1的限定，可以包括比图示更少或者更多的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件布置。
例如，尽管未示出，所述电子设备1还可以包括给各个部件供电的电源(比如电池)，优选地，电源可以通过电源管理装置与所述至少一个处理器10逻辑相连，从而通过电源管理装置实现充电管理、放电管理、以及功耗管理等功能。电源还可以包括一个或一个以上的直流或交流电源、再充电装置、电源故障检测电路、电源转换器或者逆变器、电源状态指示器等任意组件。所述电子设备1还可以包括多种传感器、蓝牙模块、Wi-Fi模块等，在此不再赘述。
进一步地，所述电子设备1还可以包括网络接口，可选地，所述网络接口可以包括有线接口和/或无线接口(如WI-FI接口、蓝牙接口等)，通常用于在该电子设备1与其他电子设备之间建立通信连接。
可选地，该电子设备1还可以包括用户接口，用户接口可以是显示器(Display)、输入单元(比如键盘(Keyboard))，可选地，用户接口还可以是标准的有线接口、无线接口。可选地，在一些实施例中，显示器可以是LED显示器、液晶显示器、触控式液晶显示器以及OLED(Organic Light-EmittingDiode，有机发光二极管)触摸器等。其中，显示器也可以适当的称为显示屏或显示单元，用于显示在电子设备1中处理的信息以及用于显示可视化的用户界面。
应该了解，所述实施例仅为说明之用，在专利申请范围上并不受此结构的限制。
所述电子设备1中的所述存储器11存储的请求数字孪生模型生成程序12是多个指令的组合，在所述处理器10中运行时，可以实现：
获取基于物理实体构建的空间结构所产生的数据集，根据所述数据集对所述空间结构进行空间分层，得到空间单元数据集，并对所述空间单元数据集进行虚拟空间映射，生成虚拟空间孪生模型；
在所述虚拟空间孪生模型中预设空间节点，对所述空间节点进行位置关系解析，得到数字孪生模型；
接收测试设备的数据集以及标签集，将所述测试设备的数据集输入至所述数字孪生模型中进行测试得到测试值集，并计算所述测试值集与所述标签集的相似度，根据所述相似度对所述数字孪生模型进行参数调整，直至计算出的所述相似度大于预设的阈值时，得到标准数字孪生模型；
对所述标准数字孪生模型进行数字化操作，对所述基于物理实体构建的空间结构进行可视化展示。
具体地，所述处理器10对上述指令的具体实现方法可参考图1对应实施例中相关步骤的描述，在此不赘述。
进一步地，所述电子设备1集成的模块/单元如果以软件功能单元的形式实现并作为独立的产品销售或使用时，可以存储在一个计算机可读取存储介质中。所述计算机可读介质可以包括：能够携带所述计算机程序代码的任何实体或装置、记录介质、U盘、移动硬盘、磁碟、光盘、计算机存储器、只读存储器(ROM，Read-Only Memory)。
在本发明所提供的几个实施例中，应该理解到，所揭露的设备，装置和方法，可以通过其它的方式实现。例如，以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，例如，所述模块的划分，仅仅为一种逻辑功能划分，实际实现时可以有另外的划分方式。
所述作为分离部件说明的模块可以是或者也可以不是物理上分开的，作为模块显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。
另外，在本发明各个实施例中的各功能模块可以集成在一个处理单元中，也可以是各个单元单独物理存在，也可以两个或两个以上单元集成在一个单元中。上述集成的单元既可以采用硬件的形式实现，也可以采用硬件加软件功能模块的形式实现。
对于本领域技术人员而言，显然本发明不限于上述示范性实施例的细节，而且在不背离本发明的精神或基本特征的情况下，能够以其他的具体形式实现本发明。
因此，无论从哪一点来看，均应将实施例看作是示范性的，而且是非限制性的，本发明的范围由所附权利要求而不是上述说明限定，因此旨在将落在权利要求的等同要件的含义和范围内的所有变化涵括在本发明内。不应将权利要求中的任何附关联图标记视为限制所涉及的权利要求。
此外，显然“包括”一词不排除其他单元或步骤，单数不排除复数。系统权利要求中陈述的多个单元或装置也可以由一个单元或装置通过软件或者硬件来实现。第二等词语用来表示名称，而并不表示任何特定的顺序。
最后应说明的是，以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非限制，尽管参照较佳实施例对本发明进行了详细说明，本领域的普通技术人员应当理解，可以对本发明的技术方案进行修改或等同替换，而不脱离本发明技术方案的精神和范围。
Claims (10)
1.一种数字孪生模型生成方法，其特征在于，所述方法包括：
获取基于物理实体构建的空间结构所产生的数据集，根据所述数据集对所述空间结构进行空间分层，得到空间单元数据集，并对所述空间单元数据集进行虚拟空间映射，生成虚拟空间孪生模型；
在所述虚拟空间孪生模型中预设空间节点，对所述空间节点进行位置关系解析，得到数字孪生模型；
接收测试设备的数据集以及标签集，将所述测试设备的数据集输入至所述数字孪生模型中进行测试得到测试值集，并计算所述测试值集与所述标签集的相似度，根据所述相似度对所述数字孪生模型进行参数调整，直至计算出的所述相似度大于预设的阈值时，得到标准数字孪生模型；
对所述标准数字孪生模型进行数字化操作，对所述基于物理实体构建的空间结构进行可视化展示。
2.如权利要求1所述的数字孪生模型生成方法，其特征在于，所述对所述空间单元数据集进行虚拟空间映射，生成虚拟空间孪生模型，包括：
将所述空间单元数据集划分为有效数据集A和无效数据集B；
计算出所述有效数据集A和无效数据集B中的映射不动点，得到有效映射不动点集和无效不动点集；
将所述有效映射不动点集和所述无效映射不动点集按预设的方式进行连接，形成点列空间结构；
根据所述点列空间结构对所述空间单元数据集进行建模，生成所述虚拟空间孪生模型。
3.如权利要求2所述的数字孪生模型生成方法，其特征在于，所述预设的方式包括：
根据用户的请求，将所述有效映射不动点集中的有效映射不动点进行连接，形成有效映射不动点的点列空间结构，将所述无效映射不动点集中的无效映射不动点进行连接，形成无效映射不动点的点列空间结构；
将所述有效映射不动点的点列空间结构和所述无效映射不动点的点列空间结构进行合并，形成所述点列空间结构。
4.如权利要求1所述的数字孪生模型生成方法，其特征在于，所述位置关系解析包括结构解析和维度解析；
其中，所述结构解析包括：
在同一平面上根据空间节点参数的耦合度进行空间节点位置的结构解析；
在立体空间中根据空间节点参数的关联度进行空间节点位置的结构解析；
所述维度解析包括：
对结构解析后的所有空间节点进行卷积操作，得到低维的空间节点集，并将所述低维的空间节点集进行特征提取，得到标准低维的空间节点集。
5.如权利要求4所述的数字孪生模型生成方法，其特征在于，所述空间节点位置包括上下、前后以及左右。
6.如权利要求1所述的数字孪生模型生成方法，其特征在于，所述计算所述测试值集与所述标签集的相似度包括：
利用下述函数计算所述测试值集与所述标签集的相似度S(x,y)：
其中，x表示测试值，y表示标签，xi表示所述测试值集第i个测试值，yi表示所述标签集第i个标签。
7.如权利要求1至6中任意一项所述的数字孪生模型生成方法，其特征在于，对所述标准数字孪生模型进行数字化操作，实现所述基于物理实体构建的空间结构的可视化展示，包括：
通过建筑信息模型作为所述标准数字孪生模型的载体，利用所述载体对所述基于物理实体构建的空间结构进行可视化展示，其中，所述建筑信息模型包括2D平面图和3D模型。
8.一种数字孪生模型生成装置，其特征在于，所述装置包括：
分层模块，用于获取基于物理实体构建的空间结构所产生的数据集，根据所述数据集对所述空间结构进行空间分层，得到空间单元数据集；
映射模块，用于将所述空间单元数据集进行虚拟空间映射，生成虚拟空间孪生模型；
解析模块，用于在所述虚拟空间孪生模型中预设空间节点，对所述空间节点进行位置关系解析，得到数字孪生模型；
计算模块，用于接收测试设备的数据集以及标签集，将所述测试设备的数据集输入至所述数字孪生模型中进行测试得到测试值集，并计算所述测试值集与所述标签集的相似度，根据所述相似度对所述数字孪生模型进行参数调整，直至计算出的所述相似度大于预设的阈值时，得到标准数字孪生模型；
展示模块，用于将所述标准数字孪生模型进行数字化操作，对所述基于物理实体构建的空间结构进行可视化展示。
9.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括：
至少一个处理器；以及，
与所述至少一个处理器通信连接的存储器；其中，
所述存储器存储有可被所述至少一个处理器执行的指令，所述指令被所述至少一个处理器执行，以使所述至少一个处理器能够执行如权利要求1至7中任一所述的数字孪生模型生成方法。
10.一种计算机可读存储介质，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如权利要求1至7中任一所述的数字孪生模型生成方法。
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