CN111818150A - 一种基于云平台的cae仿真系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种基于云平台的CAE仿真系统，包括用于远程操作的客户端和用于进行CAD设计或CAE仿真的云服务端，云服务端包括用于接收客户端发送的远程操作数据的数据接收单元；光标弹窗检测单元，用于实时跟踪光标并检测光标附近的弹出窗口；窗口边缘检测单元，用于检测光标附近弹出窗口的边缘，并获取弹出窗口的坐标位置；图像获取单元，用于根据窗口边缘检测单元检测到的弹出窗口的边缘获取弹出窗口的完整图像；界面传输单元，用于将图像获取单元获取的图像及对应的坐标数据发送至客户端界面进行覆盖显示。本发明具有能够降低实时交互界面的数据量，提高实时交互界面的响应速度，有利于降低系统延迟，改善操作体验等优点。

Description

一种基于云平台的CAE仿真系统

技术领域

本发明涉及云计算技术领域，特别的涉及一种基于云平台的CAE仿真系统。

背景技术

现有云计算技术已经成为信息化发展的方向，它可以运用虚拟化技术将系统的运算任务提交到云服务资源池中，运用软件自动管理各种系统应用所需要的存储空间及信息服务，从而降低信息化所需的成本。云计算现已发展成为一种被大众广泛接受的计算模式，也是社会普遍关注和研究的热点。

中国专利文献公开了一种仿真云平台及实施方法，授权公告号为CN104899404B，整合高端图形工作站，部署仿真云平台虚拟应用模块，集成工程仿真计算软件的前后处理模块以及设计类软件，实现应用软件的远程调用和管理，并与集群计算平台整合成为个统一的计算资源管理平台。用户可以通过web客户端登录云服务器平台，对云服务器平台上部署的设计类软件和工程仿真计算软件进行远程操控，并能够将设计模型、仿真模型以及仿真结果存储在云服务器的存储服务器中。由于模型的设计和仿真都依托于云服务平台的硬件处理能力，从而可以大大降低web客户端的硬件配置要求。

由于在模型设计或仿真时，需要对设计软件或工程仿真计算软件进行大量的交互操作，云服务平台接收到本地web客户端的操作后，需要将操作后的交互界面实时传输到本地web客户端进行显示，而交互界面通过网络进行实时传输，传输速度通常会受到网速的制约，一旦网速较慢，将会引起较大的延迟，影响操作体验。

发明内容

针对上述现有技术的不足，本发明所要解决的技术问题是：如何提供一种能够降低实时交互界面的数据量，提高实时交互界面的响应速度，有利于降低系统延迟，改善操作体验的基于云平台的CAE仿真系统。

为了解决上述技术问题，本发明采用了如下的技术方案：

一种基于云平台的CAE仿真系统，包括用于远程操作的客户端和用于进行CAD设计或CAE仿真的云服务端，其特征在于，所述云服务端包括：

数据接收单元，用于接收客户端发送的远程操作数据，所述远程操作数据包括光标的实时坐标位置；

光标弹窗检测单元，用于实时跟踪光标并检测光标附近的弹出窗口；

窗口边缘检测单元，用于检测光标附近弹出窗口的边缘，并获取弹出窗口的坐标位置；

图像获取单元，用于根据所述窗口边缘检测单元检测到的弹出窗口的边缘获取弹出窗口的完整图像；

界面传输单元，用于将所述图像获取单元获取的图像及对应的坐标数据发送至客户端界面进行覆盖显示。

通常，在CAD设计或CAE仿真过程中，光标附近的弹出窗口通常是交互操作所需的窗口，需要及时展示在客户端界面，上述系统中，通过对弹出窗口的边缘进行识别和坐标位置获取，并根据边缘对弹出窗口的完整图像进行获取，使得获取的图像尺寸远小于完整的远程操作界面，从而能够降低实时交互界面的传输数据量，提高实时交互界面的响应速度，降低系统延迟，改善操作体验。

进一步的，所述云服务端还包括用于将客户端界面内的坐标和云服务端界面内的坐标进行相互转换的坐标转换单元。

这样，就可以将接收到的光标的实时坐标位置转换成云服务端界面内的光标坐标位置，而将云服务端发送的坐标转换成客户端界面的坐标。

进一步的，所述云服务端还包括用于实时监测客户端和云服务端之间网络传输速度的网速监测单元。

这样，通过对网络传输速度的实时监测，就可以在网络传输速度较好时，直接发送传输完整的远程操作界面。

进一步的，所述云服务端还包括用于对云服务端界面进行分割成区的分区单元，所述分区单元包括用于存储各分区坐标数据的分区存储模块；所述图像获取单元用于根据各分区坐标获取对应分区的完整图像。

这样，就可以对各分区的图像分别进行传送，根据分区的操作频率的高低，调整各分区的图像传送频率，从而缩小传输数据量，降低延迟。

进一步的，所述分区单元还包括用于获取各分区坐标数据的分区设置模块，所述分区设置模块包括用于获取光标点击坐标数据的自定义设置组件和用于调用所述窗口边缘检测单元获取窗口坐标数据的自动设置组件。

进一步的，所述分区呈矩形，所述分区坐标数据包括分区的两个对角的坐标。

综上所述，本发明具有能够降低实时交互界面的数据量，提高实时交互界面的响应速度，有利于降低系统延迟，改善操作体验等优点。

附图说明

图1为CAE仿真系统的结构示意图。

图2为CAE仿真系统的结构框图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步的详细说明。

具体实施时：如图1~图2所示，一种基于云平台的CAE仿真系统，包括用于远程操作的客户端和用于进行CAD设计或CAE仿真的云服务端，所述云服务端包括用于存储模型数据和仿真数据的存储服务器、高性能计算工作站集群、图形工作站，并部署有工程仿真计算软件和设计软件。所述客户端为web服务客户端或瘦客户端，通过互联网连接至所述云服务器。

仿真分析人员通过客户端登录云服务端，客户端将鼠标和键盘的操作指令发送至云服务端，其中，鼠标的操作指令包括移动光标指令和按键点击指令，具体的，客户端将光标的实时坐标作为移动光标指令发送至云服务端，将记录的鼠标左键或右键的点击状态数据作为按键点击指令发送至云服务端。

所述云服务端包括：

数据接收单元1，用于接收客户端发送的鼠标和键盘的操作指令，即光标的实时坐标和鼠标的左键点击或右键点击。

光标弹窗检测单元2，用于实时跟踪光标并检测光标附近的弹出窗口；具体的，将与光标的距离小于50像素的范围确定为光标附近。由于部分软件界面上的元素会在光标经过时或光标停留时，采用弹出窗口的形式进行操作提示或介绍，由于这种弹出窗口对CAE仿真的具体操作并无影响，且窗口弹出时对整个交互界面的其他部分并不产生实质性影响，因此，只需要将弹出窗口这部分的图像传输至客户端相对应位置处显示即可。

为此，云服务端还包括窗口边缘检测单元3和图像获取单元4，其中，窗口边缘检测单元3用于检测光标附近弹出窗口的边缘，并获取弹出窗口的坐标；图像获取单元4用于根据所述窗口边缘检测单元4检测到的弹出窗口的边缘获取弹出窗口的完整图像；

另外，云服务端还包括界面传输单元5，用于将所述图像获取单元4获取的图像及对应的坐标数据发送至客户端界面进行覆盖显示。

通过上述操作，就可以将鼠标经过时或停留时的弹出窗口通过边缘识别并获取图像后，单独发送至客户端，相比于获取整个交互界面的图像再发送至客户端，能够大大缩小图像的体积，从而能够获得更快的响应速度，改善操作体验。由于云服务端具有强大的图形处理能力和数据计算能力，从而能够快速地完成弹出窗口的边缘识别和图像获取。

虽然获取整个交互界面的图像会大大增加图像的体积，但能够刷新客户端的整个界面，显示效果更好，若网络传输速度能够满足图像传输要求的情况下，则无需对弹出窗口单独进行图像获取，从而能够节省云服务端的硬件资源。

因此，本实施例中，云服务端还包括用于实时监测客户端和云服务端之间网络传输速度的网速监测单元7。这样，就可以通过获取到的整个交互界面图像的体积与网络传输速度之间的比值，计算图像传输的时间，若传输时间大于设定的最大延迟时间，则需要对弹出窗口的边缘进行识别后获取图像，单独发送至客户端。否则，就将整个交互界面的图像直接发送至客户端。

具体的，还可以采用如下方式进行控制：在客户端远程操作过程中，云服务端对传输过程中的完整交互界面图像的体积进行统计，并根据允许的最大延迟时间，就可以计算出对应的最小网络传输速度。这样，一旦网速监测单元7检测到实时网速小于最小网络传输速度，就可以对弹出窗口的边缘进行识别后获取图像，单独发送至客户端。否则，就将整个交互界面的图像直接发送至客户端。

使用时，由于仿真分析人员可以通过不同的终端作为客户端进行登录，而不同终端的分辨率均不一致，为保证操作的统一性，云服务端还包括坐标转换单元6，所述坐标转换单元6用于将客户端界面内的坐标和云服务端界面内的坐标进行相互转换。

通常，工程仿真计算软件和设计软件的交互界面均包括用于显示模型的工作分区和工作分区顶部的菜单分区，而部分软件的交互界面还具有设置在工作分区左侧和/或右侧的辅助分区，操作时，为了实时查看模型的状态，工作分区需要具有较高的实时性，而菜单分区和辅助分区的交互内容相对比较固定，具有相对交底的实时性。

为此，云服务端还包括用于对云服务端界面进行分割成区的分区单元8，所述分区单元8包括用于存储各分区坐标数据的分区存储模块81和用于获取各分区坐标数据的分区设置模块82，所述分区设置模块82包括用于获取光标点击坐标数据的自定义设置组件和用于调用所述窗口边缘检测单元3获取窗口坐标数据的自动设置组件。所述图像获取单元4还可以根据各分区坐标获取对应分区的完整图像。由于分区均为矩形，所述分区坐标数据包括分区的两个对角的坐标。

这样，对于交互实时性要求较高的分区，可以以分区作为整体进行图像传输，对于交互实时性要求相对较低的分区，可以对该分区内的弹出窗口进行边缘识别后获取图像再传输至客户端。

具体使用时，客户端与云服务端之间采用如下步骤进行交互：

为便于说明，将先获取整个交互界面的图像再进行传输称为整体传输，将先对弹出窗口的边缘进行识别后获取图像再进行传输称为交互弹窗传输；将先获取分区的图像再进行传输称为分区传输。

仿真分析人员通过客户端登录云服务端后，打开工程仿真计算软件或设计软件后，云服务端调用分区设置模块82对交互界面进行分割，分割时，可以调用窗口边缘检测单元3对各分区的边界/边缘进行自动识别，并将识别分区的坐标数据存储到分区存储模块81内；也可以通过光标框选，记录两次点击的坐标数据作为分区的坐标数据存储到分区存储模块81内。

将交互界面分割成至少两个分区，其中一个分区为用于显示模型的工作分区；

云服务端在进行交互界面传输时，通过网速监测单元7实时监测云服务端与客户端之间的网络传输速度；若网络传输速度大于第一设定网速，则在云服务端和客户端之间采用与客户端的刷屏频率进行整体传输；若网络传输速度小于第一设定网速，且大于第二设定网速，则降低云服务端与客户端之间整体传输的频率，并在整体传输间隙增加分区传输和交互弹窗传输，具体为：对工作分区的交互图像采用分区传输，对其他分区的交互图像采用交互弹窗传输；如采用1/3的客户端刷新频率进行整体传输，采用2/3的客户端刷新频率进行分区传输，并在分区传输的同时实时检测其他分区的弹出窗口，进行交互弹窗传输；若网络传输速度小于第二设定网速，则将分区传输全部替换成交互弹窗传输，如采用1/3的客户端刷新频率进行整体传输，采用2/3的客户端刷新频率进行交互弹窗传输。

具体的，所述交互弹窗传输包括如下步骤：

S1、实时跟踪光标并检测光标附近的弹出窗口；

S2、一旦检测到弹出窗口，则对弹出窗口的边缘进行识别，并获取弹出窗口的位置坐标；

S3、根据识别的边缘获取弹出窗口的图像；

S4、将获取的图像传送至客户端进行区域覆盖显示。

所述分区传输包括如下步骤：

F1、先将交互界面分割成至少两个呈矩形的分区，并获取各分区的坐标数据；

F2、根据各分区的坐标数据划定该分区的边缘，并根据划定的边缘获取分区的图像；

F3、将获取的分区图像传送至客户端进行区域覆盖显示。

以上所述仅为本发明的较佳实施例而已，并不以本发明为限制，凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明的保护范围之内。

Claims (6)

1.一种基于云平台的CAE仿真系统，包括用于远程操作的客户端和用于进行CAD设计或CAE仿真的云服务端，其特征在于，所述云服务端包括：

数据接收单元（1），用于接收客户端发送的远程操作数据，所述远程操作数据包括光标的实时坐标位置；

光标弹窗检测单元（2），用于实时跟踪光标并检测光标附近的弹出窗口；

窗口边缘检测单元（3），用于检测光标附近弹出窗口的边缘，并获取弹出窗口的坐标位置；

图像获取单元（4），用于根据所述窗口边缘检测单元（4）检测到的弹出窗口的边缘获取弹出窗口的完整图像；

界面传输单元（5），用于将所述图像获取单元（4）获取的图像及对应的坐标数据发送至客户端界面进行覆盖显示。

2.如权利要求1所述的基于云平台的CAE仿真系统，其特征在于，所述云服务端还包括用于将客户端界面内的坐标和云服务端界面内的坐标进行相互转换的坐标转换单元（6）。

3.如权利要求1所述的基于云平台的CAE仿真系统，其特征在于，所述云服务端还包括用于实时监测客户端和云服务端之间网络传输速度的网速监测单元（7）。

4.如权利要求1所述的基于云平台的CAE仿真系统，其特征在于，所述云服务端还包括用于对云服务端界面进行分割成区的分区单元（8），所述分区单元（8）包括用于存储各分区坐标数据的分区存储模块（81）；所述图像获取单元（4）用于根据各分区坐标获取对应分区的完整图像。

5.如权利要求4所述的基于云平台的CAE仿真系统，其特征在于，所述分区单元（8）还包括用于获取各分区坐标数据的分区设置模块（82），所述分区设置模块（82）包括用于获取光标点击坐标数据的自定义设置组件和用于调用所述窗口边缘检测单元（3）获取窗口坐标数据的自动设置组件。

6.如权利要求4所述的基于云平台的CAE仿真系统，其特征在于，所述分区呈矩形，所述分区坐标数据包括分区的两个对角的坐标。

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