发明内容
本发明的目的在于提供一种基于传感数据的实时海洋模拟方法及系统,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述目的,本发明提供如下技术方案:
一种基于传感数据的实时海洋模拟方法,所述方法包括:
建立含有调节点及以调节点为索引的存储表的虚拟模型;所述调节点设置在所述虚拟模型的边界上;
实时采集含有时间信息的岸线数据,将所述含有时间信息的岸线数据输入所述虚拟模型中各调节点对应的存储表;
根据预设的时间范围遍历各存储表中的岸线数据,根据遍历结果确定各时间范围对应的静态模型;
根据所述时间范围对所述静态模型进行排序,得到动态模型。
作为本发明进一步的方案:所述建立含有调节点及以调节点为索引的存储表的虚拟模型的步骤包括:
建立与建筑数据库的连接通道,获取待测平台的含有比例尺的三维模型;
根据预设的垂直颗粒度将所述三维模型切分为平面组;
根据预设的平面颗粒度对平面组的边界进行切分,得到调节点;
连接相邻的调节点,得到骨架模型,作为虚拟模型;
根据调节点数量建立存储表,建立各存储表与各调节点的映射关系。
作为本发明进一步的方案:所述实时采集含有时间信息的岸线数据,将所述含有时间信息的岸线数据输入所述虚拟模型中各调节点对应的存储表的步骤包括:
获取采集端的数据采集范围,根据所述数据采集范围和所述比例尺确定采集端数量及相应的工作路径;
接收各采集端发送含有时间信息的岸线图像,获取采集端的位置信息;
根据所述位置信息和相应的工作路径确定岸线图像包括的调节点,根据所述调节点定位存储表;
对所述岸线图像进行识别,得到各调节点的岸线数据,将所述岸线数据插入相应的存储表。
作为本发明进一步的方案:所述获取采集端的数据采集范围,根据所述数据采集范围和所述比例尺确定采集端数量及相应的工作路径的步骤包括:
获取各采集端的工作高度和图像获取参数,根据所述工作高度和图像获取参数确定数据采集范围;
读取比例尺,根据所述比例尺计算与所述数据采集范围对应的模型范围;
读取三维模型,将同一竖直半平面内的调节点分为一组,得到调节点组;
确定所述调节点组与采集端的比例关系;所述比例关系为一组采集端对应多少个相邻的调节点组;
统计各组采集端对应的调节点组,确定待检范围,根据所述待检范围和所述模型范围确定工作路径;其中,同组采集端中各采集端的工作路径相同;
根据预设的数据更新频率确定一组采集端的数量。
作为本发明进一步的方案:所述根据所述位置信息和相应的工作路径确定岸线图像包括的调节点,根据所述调节点定位存储表的步骤包括:
根据所述工作路径获取待检范围,查询待检范围内的调节点;
根据所述位置信息在所述待检范围内确定模型范围,在所述模型范围内标记调节点;
查询标记的调节点对应的存储表。
作为本发明进一步的方案:所述对所述岸线图像进行识别,得到各调节点的岸线数据,将所述岸线数据插入相应的存储表的步骤包括:
提取所述岸线图像的各个通道,得到单通道图像;
对所述岸线图像和所述单通道图像进行轮廓识别,得到岸线轮廓;
读取标记的调节点,计算各标记的调节点与所述岸线轮廓之间的距离;
当所述距离小于预设的距离阈值时,读取该调节点对应的存储表,并将所述岸线图像及其识别结果输入相应的存储表。
作为本发明进一步的方案:所述根据预设的时间范围遍历各存储表中的岸线数据,根据遍历结果确定各时间范围对应的静态模型的步骤包括:
接收工作人员输入的时间范围;
读取各存储表中岸线数据的时间信息,判断所述时间信息是否包含于所述时间范围;
当存在时间信息包含于时间范围的岸线数据时,标记该存储表对应的调节点;
拟合标记的调节点,得到虚拟水面;
将虚拟水面插入所述虚拟模型,得到静态模型。
本发明技术方案还提供了一种基于传感数据的实时海洋模拟系统,所述系统包括:
虚拟模型建立模块,用于建立含有调节点及以调节点为索引的存储表的虚拟模型;所述调节点设置在所述虚拟模型的边界上;
存储表建立模块,用于实时采集含有时间信息的岸线数据,将所述含有时间信息的岸线数据输入所述虚拟模型中各调节点对应的存储表;
静态模型生成模块,用于根据预设的时间范围遍历各存储表中的岸线数据,根据遍历结果确定各时间范围对应的静态模型;
动态模型生成模块,用于根据所述时间范围对所述静态模型进行排序,得到动态模型。
作为本发明进一步的方案:所述虚拟模型建立模块包括:
数据读取单元,用于建立与建筑数据库的连接通道,获取待测平台的含有比例尺的三维模型;
第一切分单元,用于根据预设的垂直颗粒度将所述三维模型切分为平面组;
第二切分单元,用于根据预设的平面颗粒度对平面组的边界进行切分,得到调节点;
连接单元,用于连接相邻的调节点,得到骨架模型,作为虚拟模型;
映射建立单元,用于根据调节点数量建立存储表,建立各存储表与各调节点的映射关系。
作为本发明进一步的方案:所述存储表建立模块包括:
路径确定单元,用于获取采集端的数据采集范围,根据所述数据采集范围和所述比例尺确定采集端数量及相应的工作路径;
图像采集单元,用于接收各采集端发送含有时间信息的岸线图像,获取采集端的位置信息;
定位单元,用于根据所述位置信息和相应的工作路径确定岸线图像包括的调节点,根据所述调节点定位存储表;
数据识别单元,用于对所述岸线图像进行识别,得到各调节点的岸线数据,将所述岸线数据插入相应的存储表。
与现有技术相比,本发明的有益效果是:本发明通过含有调节点的虚拟模型,根据所述虚拟模型确定采集端的工作指令,根据采集端获取到的数据存储在各个调节点对应的存储表中,对存储表中的数据进行简单的存在性判断,即可确定海面与平台或海岛的交界状态。
具体实施方式
为了使本发明所要解决的技术问题、技术方案及有益效果更加清楚明白,以下结合附图及实施例,对本发明进行进一步详细说明。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。
实施例1
图1为基于传感数据的实时海洋模拟方法的流程框图,本发明实施例中,一种基于传感数据的实时海洋模拟方法,所述方法包括步骤S100至步骤S400:
步骤S100:建立含有调节点及以调节点为索引的存储表的虚拟模型;所述调节点设置在所述虚拟模型的边界上;
步骤S200:实时采集含有时间信息的岸线数据,将所述含有时间信息的岸线数据输入所述虚拟模型中各调节点对应的存储表;
步骤S300:根据预设的时间范围遍历各存储表中的岸线数据,根据遍历结果确定各时间范围对应的静态模型;
步骤S400:根据所述时间范围对所述静态模型进行排序,得到动态模型。
在本发明技术方案的一个实例中,首先建立一个与实际监控区对应的虚拟模型,所述实际监控区可以是一个小岛,也可以是一个海上作业平台,所述虚拟模型由调节点连接而成;然后,采集含有时间信息的岸线数据,将这些岸线数据存储在各个调节点对应的存储表中;借助这一存储方式,可以将岸线数据存储至作为岸线的调节点对应的存储表中;最后,确定一个时间范围,这一时间范围内,哪些存储表中存在数据,就说明该存储表对应的调节点作为该时间范围内的岸线。
值得一提的是,所述调节点中一般还会增设指令输入端口,根据输入的指令进而调节点的位置调节,从而得到更加真实的虚拟模型。
图2为基于传感数据的实时海洋模拟方法的第一子流程框图,所述建立含有调节点及以调节点为索引的存储表的虚拟模型的步骤包括步骤S101至步骤S105:
步骤S101:建立与建筑数据库的连接通道,获取待测平台的含有比例尺的三维模型;
步骤S102:根据预设的垂直颗粒度将所述三维模型切分为平面组;
步骤S103:根据预设的平面颗粒度对平面组的边界进行切分,得到调节点;
步骤S104:连接相邻的调节点,得到骨架模型,作为虚拟模型;
步骤S105:根据调节点数量建立存储表,建立各存储表与各调节点的映射关系。
步骤S101至步骤S105对虚拟模型的生成过程进行了具体的说明,所述建筑数据库只是一个上位概念,如果实际监控区是一个海岛,那么建筑数据库就可以理解为测绘数据库;所述建筑数据中保存着与实际监控区对应的三维模型(数据细化程度不做要求);然后,对所述三维模型进行三个维度上的切分,可以得到调节点;根据这些调节点就可以得到一个“骨架”,进而可以得到虚拟模型;最后,建立与每个调节点相连的存储表。
对于切分过程进行举例说时:对于一个三维模型,通过一些预设间隔的平面,依次截取三维模型,得到一些子模型,根据预设的角度间隔将这些子模型切分为一些扇状模型,其中,扇状模型的边界点就可以作为调节点;
在本发明技术方案的一个实例中,假设实际监控区是一个海岛,可以在所述海岛上绘制等高线,等高距可以设置的很小;在等高线上,根据预设的起点及切分频率,设置调节点;所述切分频率以角度表示,比如,相邻调节点的角度差为0.5度。
图3为基于传感数据的实时海洋模拟方法的第二子流程框图,所述实时采集含有时间信息的岸线数据,将所述含有时间信息的岸线数据输入所述虚拟模型中各调节点对应的存储表的步骤包括步骤S201至步骤S204:
步骤S201:获取采集端的数据采集范围,根据所述数据采集范围和所述比例尺确定采集端数量及相应的工作路径;
步骤S202:接收各采集端发送含有时间信息的岸线图像,获取采集端的位置信息;
步骤S203:根据所述位置信息和相应的工作路径确定岸线图像包括的调节点,根据所述调节点定位存储表;
步骤S204:对所述岸线图像进行识别,得到各调节点的岸线数据,将所述岸线数据插入相应的存储表。
上述内容对岸线数据的存储过程进行了具体的描述,首先,每个采集端的数据采集范围是不同的是,根据比例尺确定数据采集范围在虚拟模型中的虚拟范围,基于这一虚拟范围,确定全面覆盖虚拟区域所需的采集端数量及相应的工作路径;然后,接收到各采集端采集到的数据时,根据采集端的位置,确定它对应的调节点,可以定位存储表;最后,对岸线图像进行识别,将识别到的数据及识别过程存储至相应的存储表中即可。其中,所述岸线图像就是单纯的由采集端获取到的图像。
作为本发明技术方案的一个优选实施例,所述获取采集端的数据采集范围,根据所述数据采集范围和所述比例尺确定采集端数量及相应的工作路径的步骤包括:
获取各采集端的工作高度和图像获取参数,根据所述工作高度和图像获取参数确定数据采集范围;
读取比例尺,根据所述比例尺计算与所述数据采集范围对应的模型范围;
读取三维模型,将同一竖直半平面内的调节点分为一组,得到调节点组;
确定所述调节点组与采集端的比例关系;所述比例关系为一组采集端对应多少个相邻的调节点组;
统计各组采集端对应的调节点组,确定待检范围,根据所述待检范围和所述模型范围确定工作路径;其中,同组采集端中各采集端的工作路径相同;
根据预设的数据更新频率确定一组采集端的数量。
上述内容对采集端数量和相应工作路径的确定过程进行了具体的描述,首先,获取采集端的工作高度和图像获取参数,这两个数据可以确定一个数据采集范围;根据比例尺可以将这一数据采集范围转换为虚拟模型中的虚拟范围,也就是模型范围;然后,将调节点进行分组,同一竖直平面内的调节点分为两组,两组调节点根据对称关系进行分类;具体的,统计同一竖直平面内的所有调节点,确定中心轴,以中心轴对调节点进行分类即可;最后,根据分类好的调节点组,确定各组采集端的工作范围,进而确定工作路径即可;其中,一组采集端中的所有采集端的工作指令完全相同,它可以视为单独的一个采集端,区别在于,对于同一片区域来说,采集端数量越多,采集到的数据之间的时间间隔越小。
作为本发明技术方案的一个优选实施例,所述根据所述位置信息和相应的工作路径确定岸线图像包括的调节点,根据所述调节点定位存储表的步骤包括:
根据所述工作路径获取待检范围,查询待检范围内的调节点;
根据所述位置信息在所述待检范围内确定模型范围,在所述模型范围内标记调节点;
查询标记的调节点对应的存储表。
上述内容对存储表的定位过程进行了具体的限定,工作路径由待检范围和模型范围确定,由工作路径逆推待检范围的过程并不困难,在所述待检范围内可以获取有哪些调节点;根据采集端的位置信息可以确定该采集端在工作路径中的何处,进而可以逆推模型范围,在上述调节点中标记调节点,即可确定采集到的岸线图像对应哪些调节点。
进一步的,所述对所述岸线图像进行识别,得到各调节点的岸线数据,将所述岸线数据插入相应的存储表的步骤包括:
提取所述岸线图像的各个通道,得到单通道图像;
对所述岸线图像和所述单通道图像进行轮廓识别,得到岸线轮廓;
读取标记的调节点,计算各标记的调节点与所述岸线轮廓之间的距离;
当所述距离小于预设的距离阈值时,读取该调节点对应的存储表,并将所述岸线图像及其识别结果输入相应的存储表。
上述内容对岸线图像的处理过程进行了具体的描述,其核心在于,对图像的轮廓识别,由于海洋环境中,海岸线两侧的色值会有明显的不同,轮廓识别过程非常简单;所述单通道图像可以理解为PS软件中的单通道图像,在PS软件中,每个图像都可以在不同的通道下,对这些图像进行综合识别,可以确定一个更加真实的岸线轮廓;获取这些岸线轮廓经过哪些调节点(距离小于一定阈值就算经过),将岸线图像及岸线识别数据存储至相关的存储表中即可。
图4为基于传感数据的实时海洋模拟方法的第三子流程框图,所述根据预设的时间范围遍历各存储表中的岸线数据,根据遍历结果确定各时间范围对应的静态模型的步骤包括步骤S301至步骤S305:
步骤S301:接收工作人员输入的时间范围;
步骤S302:读取各存储表中岸线数据的时间信息,判断所述时间信息是否包含于所述时间范围;
步骤S303:当存在时间信息包含于时间范围的岸线数据时,标记该存储表对应的调节点;
步骤S304:拟合标记的调节点,得到虚拟水面;
步骤S305:将虚拟水面插入所述虚拟模型,得到静态模型。
步骤S301至步骤S305的目的是在虚拟模型中插入虚拟水面;具体的,接收工作人员输入的时间范围,比如13:30:00至13:30:10,在这十秒钟内,哪些调节点对应的存储表中含有岸线数据,该调节点就是岸线;需要说明的是,上述过程中,岸线数据本身不影响虚拟水面,是否存在岸线数据是虚拟水面的影响因素。
实施例2
图5为基于传感数据的实时海洋模拟系统的组成结构框图,本发明实施例中,一种基于传感数据的实时海洋模拟系统,所述系统10包括:
虚拟模型建立模块11,用于建立含有调节点及以调节点为索引的存储表的虚拟模型;所述调节点设置在所述虚拟模型的边界上;
存储表建立模块12,用于实时采集含有时间信息的岸线数据,将所述含有时间信息的岸线数据输入所述虚拟模型中各调节点对应的存储表;
静态模型生成模块13,用于根据预设的时间范围遍历各存储表中的岸线数据,根据遍历结果确定各时间范围对应的静态模型;
动态模型生成模块14,用于根据所述时间范围对所述静态模型进行排序,得到动态模型。
图6为基于传感数据的实时海洋模拟系统中虚拟模型建立模块的组成结构框图,所述虚拟模型建立模块11包括:
数据读取单元111,用于建立与建筑数据库的连接通道,获取待测平台的含有比例尺的三维模型;
第一切分单元112,用于根据预设的垂直颗粒度将所述三维模型切分为平面组;
第二切分单元113,用于根据预设的平面颗粒度对平面组的边界进行切分,得到调节点;
连接单元114,用于连接相邻的调节点,得到骨架模型,作为虚拟模型;
映射建立单元115,用于根据调节点数量建立存储表,建立各存储表与各调节点的映射关系。
图7为基于传感数据的实时海洋模拟系统中存储表建立模块的组成结构框图,所述存储表建立模块12包括:
路径确定单元121,用于获取采集端的数据采集范围,根据所述数据采集范围和所述比例尺确定采集端数量及相应的工作路径;
图像采集单元122,用于接收各采集端发送含有时间信息的岸线图像,获取采集端的位置信息;
定位单元123,用于根据所述位置信息和相应的工作路径确定岸线图像包括的调节点,根据所述调节点定位存储表;
数据识别单元124,用于对所述岸线图像进行识别,得到各调节点的岸线数据,将所述岸线数据插入相应的存储表。
所述基于传感数据的实时海洋模拟方法所能实现的功能均由计算机设备完成,所述计算机设备包括一个或多个处理器和一个或多个存储器,所述一个或多个存储器中存储有至少一条程序代码,所述程序代码由所述一个或多个处理器加载并执行以实现所述基于传感数据的实时海洋模拟方法的功能。
处理器从存储器中逐条取出指令、分析指令,然后根据指令要求完成相应操作,产生一系列控制命令,使计算机各部分自动、连续并协调动作,成为一个有机的整体,实现程序的输入、数据的输入以及运算并输出结果,这一过程中产生的算术运算或逻辑运算均由运算器完成;所述存储器包括只读存储器(Read-Only Memory,ROM),所述只读存储器用于存储计算机程序,所述存储器外部设有保护装置。
示例性的,计算机程序可以被分割成一个或多个模块,一个或者多个模块被存储在存储器中,并由处理器执行,以完成本发明。一个或多个模块可以是能够完成特定功能的一系列计算机程序指令段,该指令段用于描述计算机程序在终端设备中的执行过程。
本领域技术人员可以理解,上述服务设备的描述仅仅是示例,并不构成对终端设备的限定,可以包括比上述描述更多或更少的部件,或者组合某些部件,或者不同的部件,例如可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器可以是中央处理单元(Central Processing Unit,CPU),还可以是其他通用处理器、数字信号处理器(Digital Signal Processor,DSP)、专用集成电路(Application Specific Integrated Circuit,ASIC)、现成可编程门阵列(Field-Programmable Gate Array,FPGA)或者其他可编程逻辑器件、分立门或者晶体管逻辑器件、分立硬件组件等。通用处理器可以是微处理器或者该处理器也可以是任何常规的处理器等,上述处理器是上述终端设备的控制中心,利用各种接口和线路连接整个用户终端的各个部分。
上述存储器可用于存储计算机程序和/或模块,上述处理器通过运行或执行存储在存储器内的计算机程序和/或模块,以及调用存储在存储器内的数据,实现上述终端设备的各种功能。存储器可主要包括存储程序区和存储数据区,其中,存储程序区可存储操作系统、至少一个功能所需的应用程序(比如信息采集模板展示功能、产品信息发布功能等)等;存储数据区可存储根据泊位状态显示系统的使用所创建的数据(比如不同产品种类对应的产品信息采集模板、不同产品提供方需要发布的产品信息等)等。此外,存储器可以包括高速随机存取存储器,还可以包括非易失性存储器,例如硬盘、内存、插接式硬盘,智能存储卡(Smart Media Card, SMC),安全数字(Secure Digital, SD)卡,闪存卡(Flash Card)、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、或其他易失性固态存储器件。
终端设备集成的模块/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。基于这样的理解,本发明实现上述实施例系统中的全部或部分模块/单元,也可以通过计算机程序来指令相关的硬件来完成,上述的计算机程序可存储于计算机可读存储介质中,该计算机程序在被处理器执行时,可实现上述各个系统实施例的功能。其中,计算机程序包括计算机程序代码,计算机程序代码可以为源代码形式、对象代码形式、可执行文件或某些中间形式等。计算机可读介质可以包括:能够携带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)、随机存取存储器(RAM,Random AccessMemory)、电载波信号、电信信号以及软件分发介质等。
需要说明的是,在本文中,术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含,从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者装置不仅包括那些要素,而且还包括没有明确列出的其他要素,或者是还包括为这种过程、方法、物品或者装置所固有的要素。在没有更多限制的情况下,由语句“包括一个……”限定的要素,并不排除在包括该要素的过程、方法、物品或者装置中还存在另外的相同要素。
以上仅为本发明的优选实施例,并非因此限制本发明的专利范围,凡是利用本发明说明书及附图内容所作的等效结构或等效流程变换,或直接或间接运用在其他相关的技术领域,均同理包括在本发明的专利保护范围内。