CN115100353B - 生成数字孪生实例的方法、系统、电子设备及存储介质 - Google Patents

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CN115100353B CN202210721289.0A CN202210721289A CN115100353B CN 115100353 B CN115100353 B CN 115100353B CN 202210721289 A CN202210721289 A CN 202210721289A CN 115100353 B CN115100353 B CN 115100353B
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Abstract

本发明提供一种生成数字孪生实例的方法、系统、电子设备及存储介质，获取待孪生的物理实体以及全量三维模型，并将物理实体抽象拆分为装配部件列表和装配部件结构，再根据装配部件列表和装配部件结构构建孪生实例描述模型；基于孪生实例描述模型，对全量三维模型进行拆分，获取部件三维模型；再基于部件三维模型与装配部件结构的映射，确定孪生实例描述模型与全量三维模型的映射关系；最后根据映射关系对物理实体或物理实体中的装配部件进行三维重构，生成数字孪生实例。本发明通过对物理实体进行抽象拆分以及对全量三维模型进行拆分，能够对物理实体进行颗粒化处理；同时可以将其用于对车辆进行三维虚拟实体的渲染，增加其应用场景。

Description

生成数字孪生实例的方法、系统、电子设备及存储介质
技术领域
本申请涉及计算机技术领域，具体涉及一种生成数字孪生实例的方法、系统、电子设备及存储介质。
背景技术
随着多传感器、多控制器、信息技术、智能技术等技术在车辆设计、车辆状态检测、车辆操作控制和车辆自动驾驶等汽车制造领域上的大量应用，不仅为数字孪生在车辆应用场景中提供了大量的数据，又为数字孪生在车辆应用场景中提供了完善的软硬件环境。虽然目前通过对本地模型(例如整个车辆模型、车辆中单个零部件模型等)进行数字孪生，可以得到对应的数字孪生实例；但是，目前得到的数字孪生实例不能满足对本地模型的实时操控需求，也无法提供颗粒化、复杂化的应用场景。
发明内容
鉴于以上所述现有技术的缺点，本发明提供一种生成数字孪生实例的方法、系统、电子设备及存储介质，以解决目前的数字孪生实例不能满足对本地模型的实时操控需求，也无法提供颗粒化、复杂化的应用场景的技术问题。
本发明提供的一种生成数字孪生实例的方法，所述方法包括以下步骤：
获取待孪生的目标物理实体，以及与所述目标物理实体对应的全量三维模型；
将所述目标物理实体抽象拆分为装配部件列表和装配部件结构；
根据所述装配部件列表和所述装配部件结构构建孪生实例描述模型，并基于所述孪生实例描述模型，对所述全量三维模型进行拆分，获取部件三维模型；
基于所述部件三维模型与所述装配部件结构的映射，确定所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系；并根据所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系，对所述目标物理实体或所述目标物理实体中的装配部件进行三维重构，生成对应的数字孪生实例；其中，所述数字孪生实例包括：在数字空间中与所述目标物理实体对应的虚拟实体对象。
与本发明的一实施例中，根据所述装配部件列表和所述装配部件结构构建孪生实例描述模型的过程包括：
将所述装配部件列表中所有装配部件的驱动部分抽象为装配部件属性；
将所述装配部件列表中所有装配部件的状态部分抽象为装配部件事件；
将所述装配部件列表中所有装配部件的表现部分抽象为装配部件动画表现和装配部件渲染表现；
根据所述装配部件列表、所述装配部件结构、所述装配部件属性、所述装配部件事件、所述装配部件动画表现和所述装配部件渲染表现定义所述孪生实例描述模型。
于本发明的一实施例中，基于所述部件三维模型与所述装配部件结构的映射，确定所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系的过程包括：
将所述装配部件列表中的每个装配部件映射到预设的装配部件资源中，生成对应的孪生映射关系；
基于所述孪生映射关系重定向所述装配部件资源，设置孪生映射关系级别；以及选择所述孪生映射关系，并绑定孪生映射属性和孪生映射事件；
对所述孪生映射属性添加孪生映射动画，生成所述孪生映射关系的渲染；
根据所述孪生映射关系级别、所述孪生映射关系的渲染、绑定孪生映射属性和孪生映射事件的孪生映射关系，确定所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系；
其中，所述孪生映射属性、所述孪生映射事件以及所述孪生映射动画，根据所述孪生实例描述模型和所述全量三维模型得到。
于本发明的一实施例中，对所述孪生映射属性添加孪生映射动画，生成所述孪生映射关系的渲染后，所述方法还包括：
获取绑定孪生映射属性和孪生映射事件的所有孪生映射关系，作为孪生实例映射关系集合；
将所述孪生实例映射关系集合和所述孪生映射关系的渲染进行结合，并发布至预设的孪生实例关系管理仓库中；以及，
获取待生成数字孪生实例，并将待生成数字孪生实例作为主键、所述孪生映射关系级别作为子键，根据所述主键和所述子键对所述孪生实例关系管理仓库进行管理；所述待生成数字孪生实例包括所述目标物理实体的整体、所述目标物理实体中的装配部件；所述待生成数字孪生实例的类型根据外部输入信号的响应结果确定。
于本发明的一实施例中，根据所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系，对所述目标物理实体或所述目标物理实体中的装配部件进行三维重构，生成对应的数字孪生实例的过程包括：
获取预先集成的孪生实例重构引擎；
基于所述待生成数字孪生实例和孪生映射关系级别，从所述孪生实例关系管理仓库中获取所述孪生实例映射关系集合；
将所述孪生实例映射关系集合传输至所述孪生实例重构引擎中进行解析，获取对应的解析结果；所述解析结果包括：资源地址、装配部件属性、装配部件事件、装配部件动画表现和装配部件渲染表现；
根据所述解析结果从预设装配部件仓库中获取装配部件；
利用获取到的所有装配部件进行组装，对所述待生成数字孪生实例进行三维重构，生成对应的数字孪生实例。
于本发明的一实施例中，利用获取到的所有装配部件进行组装，对所述待生成数字孪生实例进行三维重构，生成对应的数字孪生实例的过程包括：
将解析结果中的装配部件属性、装配部件事件、装配部件动画表现和装配部件渲染表现，附加至从预设装配部件仓库获取的每个装配部件中；
获取外部输入属性和外部输入事件，并将所述外部输入属性传输至解析结果的装配部件属性中；
利用包含所述外部输入属性的装配部件属性控制装配部件动画变化，对所述待生成数字孪生实例进行动画孪生；以及，
利用包含所述外部输入属性的装配部件属性控制装配部件渲染表现，对所述待生成数字孪生实例进行渲染效果变化；
将所述外部输入事件挂载至解析结果的装配部件属性中，对所述目标物理实体或所述目标物理实体的装配部件进行反控；
根据所述待生成数字孪生实例的动画孪生结果、渲染效果变化结果以及对所述目标物理实体或所述目标物理实体的装配部件的反控结果，对所述待生成数字孪生实例进行三维重构，生成对应的数字孪生实例。
于本发明的一实施例中，根据所述解析结果从预设装配部件仓库中获取装配部件前，所述方法还包括：
导出所述部件三维模型，生成本地模型；
将所述本地模型导入孪生建模编辑场景中，并在所述编辑场景中选择装配部件进行参数配置或结构调整；
将完成参数配置后的装配部件和完成结构调整后的装配部件上传至预设装配部件仓库。
于本发明的一实施例中，在所述编辑场景中选择装配部件进行结构调整的过程包括：
获取所述编辑场景中装配部件的面积参数，所述面积参数至少包括面积数量；
对所述面积数量进行调整，以使装配部件在调整后的面积数量低于调整前的面积数量；
根据调整后的面积数量对所述编辑场景中的装配部件进行结构调整。
于本发明的一实施例中，获取部件三维模型后，所述方法还包括：
导出所述部件三维模型，生成本地模型；
将所述本地模型导入孪生建模编辑场景中，并在所述编辑场景中对所述本地模型进行参数配置；
将完成参数配置后的本体模型上传至预设装配部件仓库。
本发明还提供一种生成数字孪生实例的系统，所述系统包括有：
实体采集模块，用于获取待孪生的目标物理实体，以及与所述目标物理实体对应的全量三维模型；
实体拆分模块，用于将所述目标物理实体抽象拆分为装配部件列表和装配部件结构；
模型构建模块，用于根据所述装配部件列表和所述装配部件结构构建孪生实例描述模型；
模型拆分模块，用于根据所述孪生实例描述模型，对所述全量三维模型进行拆分，获取部件三维模型；
映射模块，用于根据所述部件三维模型与所述装配部件结构的映射，确定所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系；
三维重构模块，用于根据所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系，对所述目标物理实体或所述目标物理实体中的装配部件进行三维重构，生成对应的数字孪生实例；其中，所述数字孪生实例包括：在数字空间中与所述目标物理实体对应的虚拟实体对象。
本发明还提供一种电子设备，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现上述中任一项所述的生成数字孪生实例的方法。
本发明还提供一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机执行上述中任一项所述的生成数字孪生实例的方法。
如上所述，本发明提供一种生成数字孪生实例的方法、系统、电子设备及存储介质，具有以下有益效果：
本发明首先获取待孪生的目标物理实体以及与目标物理实体对应的全量三维模型；再对目标物理实体进行抽象拆分，将目标物理实体抽象拆分为装配部件列表和装配部件结构；并根据装配部件列表和装配部件结构定义孪生实例描述模型；以及基于孪生实例描述模型，对全量三维模型进行拆分，获取部件三维模型；再建立部件三维模型与装配部件结构的映射，并获取孪生实例描述模型与全量三维模型的映射关系；最后根据孪生实例描述模型与全量三维模型的映射关系，对目标物理实体或目标物理实体中的装配部件进行三维重构，生成对应的数字孪生实例。由此可知，本发明通过对目标物理实体进行抽象拆分以及对全量三维模型进行拆分后，再对目标物理实体或目标物理实体中的装配部件进行三维重构，可以生成对应的数字孪生实例。相当于本发明通过对目标物理实体进行抽象拆分以及对全量三维模型进行拆分，能够对目标物理实体进行颗粒化处理；同时，本发明通过对目标物理实体进行颗粒化处理后，可以将其用于对车辆进行三维虚拟实体的渲染，增加其应用场景；并且本发明还可以对拆分后的部件三维模型进行实时升级，增加模型的复用性，让生成的数字孪生实例可以根据变化需求拓展和收缩，从而实现对本地模型的实时操控需求。
应当理解的是，以上的一般描述和后文的细节描述仅是示例性和解释性的，并不能限制本申请。
附图说明
此处的附图被并入说明书中并构成本说明书的一部分，示出了符合本申请的实施例，并与说明书一起用于解释本申请的原理。显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本申请的一些实施例，对于本领域普通技术者来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。在附图中：
图1为应用本申请中一个或多个实施例中技术方案的示例性系统架构的示意图；
图2为本申请中一实施例提供的生成数字孪生实例的方法流程示意图；
图3为本申请中一实施例提供的获取孪生实例描述模型与全量三维模型的映射关系的示意图；
图4为本申请中一实施例提供的生成数字孪生实例的流程示意图；
图5为本申请中另一实施例提供的生成数字孪生实例的流程示意图；
图6为本申请中另一实施例提供的生成数字孪生实例的方法流程示意图；
图7为本申请中一实施例提供的将部件上传至三维资源云仓库的流程示意图；
图8为本申请中一实施例提供的三维资源云仓库的硬件结构示意图；
图9为本申请中一实施例提供的对孪生实体三维部件与孪生实体虚拟部件进行映射的流程示意图；
图10为本申请中一实施例提供的对孪生实体三维部件进行重构的流程示意图；
图11为本申请中一实施例提供的生成数字孪生实例的系统硬件结构示意图；
图12为适用于实现本申请中一个或多个实施例的电子设备的硬件结构示意图。
具体实施方式
以下将参照附图和优选实施例来说明本发明的实施方式，本领域技术人员可由本说明书中所揭露的内容轻易地了解本发明的其他优点与功效。本发明还可以通过另外不同的具体实施方式加以实施或应用，本说明书中的各项细节也可以基于不同观点与应用，在没有背离本发明的精神下进行各种修饰或改变。应当理解，优选实施例仅为了说明本发明，而不是为了限制本发明的保护范围。
需要说明的是，以下实施例中所提供的图示仅以示意方式说明本发明的基本构想，遂图式中仅显示与本发明中有关的组件而非按照实际实施时的组件数目、形状及尺寸绘制，其实际实施时各组件的型态、数量及比例可为一种随意的改变，且其组件布局型态也可能更为复杂。
在下文描述中，探讨了大量细节，以提供对本发明实施例的更透彻的解释，然而，对本领域技术人员来说，可以在没有这些具体细节的情况下实施本发明的实施例是显而易见的，在其他实施例中，以方框图的形式而不是以细节的形式来示出公知的结构和设备，以避免使本发明的实施例难以理解。
物理实体：在真实空间中的物理对象，例如汽车、机器人、飞机等物理对象。
数字孪生实例：在数字空间中与物理实体对应的虚拟实体对象。
描述模型：用于描述物理实体的结构、部件、名称、代码、动态属性和静态属性等数据的模型或工具。
3D：通常是三维空间维度，一般指长、宽、高，英文全称是：3-dimensional，简称三维或3D。
在现有文献中，现有文献1(专利申请CN102104584A)描述了一种从云端组合3D模型并下发3D模型应用的方法，但是其并未提供3D模型定义方案，也不能满足对本地模型的实时操控的需求。现有文献2(专利申请CN108629850A)描述了一种在UNITY中对3D模型的减面的方法，但是并没有提供应用方案以满足颗粒化，复杂化的应用场景。其中，Unity是一个用纯C语言编写的测试工具。它简洁实用，多应用于嵌入式系统。Unity工具可以裁剪用于各种规模的嵌入式项目，当然，只要是纯C语言的项目，Unity都可以使用。现有文献3(专利申请CN109146090A)描述了一种基于装配体对孪生实体进行组装的技术，但是并未对装配体生成、管理提供方法和工具。导致目前的数字孪生实例不能满足对本地模型的实时操控需求，也无法提供颗粒化、复杂化的应用场景。因此，为了解决这些问题，本申请的实施例分别提出一种生成数字孪生实例的方法、一种生成数字孪生实例的系统、一种电子设备以及一种计算机可读存储介质，以下将对这些实施例进行详细描述。
图1示出了一种可以应用本申请中一个或多个实施例中技术方案的示例性系统架构的示意图。如图1所示，系统架构100可以包括终端设备110、网络120和服务器130。终端设备110可以包括智能手机、平板电脑、笔记本电脑、台式电脑等各种电子设备。服务器130可以是独立的物理服务器，也可以是多个物理服务器构成的服务器集群或者分布式系统，还可以是提供云计算服务的云服务器。网络120可以是能够在终端设备110和服务器130之间提供通信链路的各种连接类型的通信介质，例如可以是有线通信链路或者无线通信链路。
根据实现需要，本申请实施例中的系统架构可以具有任意数目的终端设备、网络和服务器。例如，服务器130可以是由多个服务器设备组成的服务器群组。另外，本申请实施例提供的技术方案可以应用于终端设备110，也可以应用于服务器130，或者可以由终端设备110和服务器130共同实施，本申请对此不做特殊限定。
在本申请的一个实施例中，本申请的终端设备110或服务器130可以获取待孪生的目标物理实体以及与目标物理实体对应的全量三维模型，对目标物理实体进行抽象拆分，将目标物理实体抽象拆分为装配部件列表和装配部件结构；并根据装配部件列表和装配部件结构定义孪生实例描述模型；以及基于孪生实例描述模型，对全量三维模型进行拆分，获取部件三维模型；建立部件三维模型与装配部件结构的映射，并获取孪生实例描述模型与全量三维模型的映射关系；最后根据孪生实例描述模型与全量三维模型的映射关系，对目标物理实体或目标物理实体中的装配部件进行三维重构，生成对应的数字孪生实例。利用终端设备110或服务器130执行本申请生成数字孪生实例的方法，可以对目标物理实体进行抽象拆分以及对全量三维模型进行拆分，能够对目标物理实体进行颗粒化处理；同时，通过对目标物理实体进行颗粒化处理后，可以将其用于对车辆进行三维虚拟实体的渲染，增加其应用场景。
以上部分介绍了应用本申请技术方案的示例性系统架构的内容，接下来继续介绍本申请的生成数字孪生实例的方法。
图2示出了本申请一实施例提供的生成数字孪生实例的方法流程示意图。具体地，在一示例性实施例中，如图2所示，本实施例提供一种生成数字孪生实例的方法，该方法包括以下步骤：
S210，获取待孪生的目标物理实体，以及与所述目标物理实体对应的全量三维模型。作为示例，本申请实施例中的目标物理实体包括但不限于汽车、机器人、飞机等物理对象，还可以包括汽车、机器人、飞机等物理对象中的一个或多个部件。其中，全量三维模型可以是目标物理实体的三维机械结构模型，例如可以是通过各种机械绘图工具、机械绘图软件绘制而成的三维机械结构模型。作为一示例，本实施例可以将车辆或车辆中的部件作为待孪生的目标物理实体。
S220，对所述目标物理实体进行抽象拆分，将所述目标物理实体抽象拆分为装配部件列表和装配部件结构。作为示例，本实施例在对目标物理实体进行抽象拆分时，可以按照多种方式进行抽象拆分，例如可以按照功能和组成的方式，来将目标物理实体抽象拆分为装配部件列表和装配部件结构；此外，在对目标物理实体进行抽象拆分时，本实施例还可以采用别的抽象拆分方式，本实施例在此处不做任何限制。
S230，根据所述装配部件列表和所述装配部件结构构建孪生实例描述模型。具体地，本实施例根据所述装配部件列表和所述装配部件结构构建孪生实例描述模型的过程包括：将所述装配部件列表中所有装配部件的驱动部分抽象为装配部件属性；将所述装配部件列表中所有装配部件的状态部分抽象为装配部件事件；将所述装配部件列表中所有装配部件的表现部分抽象为装配部件动画表现和装配部件渲染表现；根据所述装配部件列表、所述装配部件结构、所述装配部件属性、所述装配部件事件、所述装配部件动画表现和所述装配部件渲染表现定义所述孪生实例描述模型。
S240，基于所述孪生实例描述模型，对所述全量三维模型进行拆分，获取部件三维模型。作为示例，本实施例对所述全量三维模型进行拆分时，可以按照步骤S220中的装配部件列表来对全量三维模型进行拆分。
S250，建立所述部件三维模型与所述装配部件结构的映射，并获取所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系。作为示例，本实施例在建立所述部件三维模型与所述装配部件结构的映射时，可以根据步骤S220中的装配部件结构来建立，例如可以先获取按照步骤S220中的装配部件列表拆分得到的部件三维模型，然后按照步骤S220中的装配部件结构来对拆分得到的部件三维模型进行结构调整，使之与装配部件列表中对应的装配部件完全映射，从而建立部件三维模型与装配部件结构的映射。同时，在完成部件三维模型与装配部件结构的映射建立后，再获取孪生实例描述模型与全量三维模型的映射关系。
S260，根据所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系，对所述目标物理实体或所述目标物理实体中的装配部件进行三维重构，生成对应的数字孪生实例。
由此可知，本实施例通过对目标物理实体进行抽象拆分以及对全量三维模型进行拆分后，再对目标物理实体或目标物理实体中的装配部件进行三维重构，可以生成对应的数字孪生实例。相当于本实施例通过对目标物理实体进行抽象拆分以及对全量三维模型进行拆分，能够对目标物理实体进行颗粒化处理；同时，本实施例通过对目标物理实体进行颗粒化处理后，可以将其用于对车辆进行三维虚拟实体的渲染，增加其应用场景；并且本实施例还可以对拆分后的部件三维模型进行实时升级，增加模型的复用性，让生成的数字孪生实例可以根据变化需求拓展和收缩，从而实现对本地模型的实时操控需求。
图3示出了本申请中一实施例提供的获取孪生实例描述模型与全量三维模型的映射关系的示意图。在一示例实施例中，如图3所示，基于所述部件三维模型与所述装配部件结构的映射，确定所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系的过程包括：
S310，将所述装配部件列表中的每个装配部件映射到预设的装配部件资源中，生成对应的孪生映射关系；
S320，基于所述孪生映射关系重定向所述装配部件资源，设置孪生映射关系级别；以及选择所述孪生映射关系，并绑定孪生映射属性和孪生映射事件；
S330，对所述孪生映射属性添加孪生映射动画，生成所述孪生映射关系的渲染；
S340，根据所述孪生映射关系级别、所述孪生映射关系的渲染、绑定孪生映射属性和孪生映射事件的孪生映射关系，确定所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系。
具体地，在孪生实例三维配置页面，选中需要待生成的孪生实例X，然后点击一键映射，将装配部件映射到预设的装配部件资源中，生成孪生映射关系；选择孪生映射关系，并重定向装配部件模型资源，设置或生成孪生映射关系级别；选择孪生映射关系，绑定孪生映射属性和孪生映射事件；选择孪生映射属性，并添加孪生映射动画，生成孪生映射关系的渲染。最后根据所述孪生映射关系级别、所述孪生映射关系的渲染、绑定孪生映射属性和孪生映射事件的孪生映射关系，确定所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系。其中，所述孪生映射属性、所述孪生映射事件以及所述孪生映射动画，根据所述孪生实例描述模型和所述全量三维模型得到。作为示例，例如孪生映射属性可以是孪生实例描述模型和全量三维模型之前的属性，孪生映射事件可以是孪生实例描述模型和全量三维模型之前的事件，孪生映射动画可以是孪生实例描述模型和全量三维模型之前的动画。
根据上述记载，在一示例实施例中，对所述孪生映射属性添加孪生映射动画，生成所述孪生映射关系的渲染后，还包括：
获取绑定孪生映射属性和孪生映射事件的所有孪生映射关系，作为孪生实例映射关系集合；
将所述孪生实例映射关系集合和所述孪生映射关系的渲染进行结合，并发布至预设的孪生实例关系管理仓库中；以及，获取待生成数字孪生实例，并将待生成数字孪生实例作为主键、所述孪生映射关系级别作为子键，根据所述主键和所述子键对所述孪生实例关系管理仓库进行管理。
其中，对孪生实例关系管理仓库进行的管理包括查询孪生实例关系管理仓库中的孪生实例映射关系集合、对孪生实例关系管理仓库中的孪生实例映射关系集合进行分类、定位孪生实例关系管理仓库中的孪生实例映射关系集合。此外，本实施例中的待生成数字孪生实例包括目标物理实体的整体、目标物理实体中的装配部件；待生成数字孪生实例的类型根据外部输入信号的响应结果确定。作为一示例，例如外部人员通过向终端设备输入选择目标物理实体的整体作为待生成数字孪生实例的信号或指令，则终端设备响应对应的信号或指令后，将会基于对应的响应结果将目标物理实体的整体作为待生成数字孪生实例。作为另一示例，例如外部人员通过向终端设备输入选择目标物理实体中的一个装配部件作为待生成数字孪生实例的信号或指令，则终端设备响应对应的信号或指令后，将会基于对应的响应结果将目标物理实体的一个装配部件作为待生成数字孪生实例。作为又一示例，例如外部人员通过向终端设备输入选择目标物理实体中的多个装配部件作为待生成数字孪生实例的信号或指令，则终端设备响应对应的信号或指令后，将会基于对应的响应结果将目标物理实体的多个装配部件作为待生成数字孪生实例。
图4示出了本申请中一实施例提供的生成数字孪生实例的流程示意图。在一示例实施例中，如图4所示，步骤S260中根据所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系，对所述目标物理实体或所述目标物理实体中的装配部件进行三维重构，生成对应的数字孪生实例的过程包括：
S410，获取预先集成的孪生实例重构引擎。作为示例，本实施例可以先在终端设备中集成孪生实例重构引擎；其中，在终端设备集成孪生实例重构引擎的方式本实施例不做具体限制。
S420，基于所述待生成数字孪生实例和孪生映射关系级别，从所述孪生实例关系管理仓库中获取所述孪生实例映射关系集合。作为示例，例如从终端设备传入的待生成数字孪生实例的编号，孪生映射关系级别，然后从孪生实例关系管理仓库中摘取出孪生实例映射关系集合。
S430，将所述孪生实例映射关系集合传输至所述孪生实例重构引擎中进行解析，获取对应的解析结果；所述解析结果包括：资源地址、装配部件属性、装配部件事件、装配部件动画表现和装配部件渲染表现。
S440，根据所述解析结果从预设装配部件仓库中获取装配部件。作为示例，本实施例可以基于解析结果，从预设装配部件仓库中拉取装配部件资源；其中，拉取的装配部件资源包括装配部件。作为一示例，在本实施例中构建预设装配部件仓库的方法可以是：导出部件三维模型，生成本地模型；将本地模型导入孪生建模编辑场景中，并在所述编辑场景中选择装配部件进行参数配置或结构调整；将完成参数配置后的装配部件和完成结构调整后的装配部件上传至预设装配部件仓库。在所述编辑场景中选择装配部件进行结构调整的过程可以是：获取所述编辑场景中装配部件的面积参数，所述面积参数至少包括面积数量；对所述面积数量进行调整，以使装配部件在调整后的面积数量低于调整前的面积数量；根据调整后的面积数量对所述编辑场景中的装配部件进行结构调整。具体地，本实施例可以将孪生建模工具将部件三维模型导出为本地模型，然后将本地模型导入孪生建模编辑场景中，在孪生建模编辑场景中选择装配部件来设置名称、模型代码、标签、模型类别和减面参数；和/或，在孪生建模编辑场景中选择装配部件来根据步骤S220中装配部件结构的最新变化灵活调整装配部件的结构。此外，本实施例还可以对预设装配部件仓库进行管理，例如可以在装配部件仓库中列举所有装配部件资源，然后进行查询、分类、定位、预览和删除等管理。
S450，利用获取到的所有装配部件进行组装，对所述待生成数字孪生实例进行三维重构，生成对应的数字孪生实例。
图5为本申请中另一实施例提供的生成数字孪生实例的流程示意图；在一示例实施例中，如图5所示，步骤S450中利用获取到的所有装配部件进行组装，对所述待生成数字孪生实例进行三维重构，生成对应的数字孪生实例的过程包括：
S510，将解析结果中的装配部件属性、装配部件事件、装配部件动画表现和装配部件渲染表现，附加至从预设装配部件仓库获取的每个装配部件中；
S520，获取外部输入属性和外部输入事件，并将所述外部输入属性传输至解析结果的装配部件属性中；作为示例，本实施例中的所述外部输入属性和所述外部输入事件根据外部输入信号的响应结果得到；其中，外部输入信号由外部人员在终端设备上产生，可以包括外部输入属性对应的输入信号、外部输入事件对应的输入信号。终端设备响应外部输入属性对应的输入信号后，可以得到一个响应结果，该响应结果就包括外部输入属性。同理，终端设备响应外部输入事件对应的输入信号后，可以得到一个响应结果，该响应结果就包括外部输入事件。
S530，利用包含所述外部输入属性的装配部件属性控制装配部件动画变化，对所述待生成数字孪生实例进行动画孪生，从而实现孪生实例动画孪生。
S540，利用包含所述外部输入属性的装配部件属性控制装配部件渲染表现，对所述待生成数字孪生实例进行渲染效果变化，从而实现孪生实例渲染效果变化。
S550，将所述外部输入事件挂载至解析结果的装配部件属性中，对所述目标物理实体或所述目标物理实体的装配部件进行反控，从而实现孪生实例到物理对象的反控。
S560，根据所述待生成数字孪生实例的动画孪生结果、渲染效果变化结果以及对所述目标物理实体或所述目标物理实体的装配部件的反控结果，对所述待生成数字孪生实例进行三维重构，生成对应的数字孪生实例。
在一示例中，获取部件三维模型后，还包括：导出所述部件三维模型，生成本地模型；将所述本地模型导入孪生建模编辑场景中，并在所述编辑场景中对所述本地模型进行参数配置；将完成参数配置后的本体模型上传至预设装配部件仓库。其中，在编辑场景中对本地模型进行参数配置的方式可以是选择本地模型，然后设置颜色、贴图、光滑度、金属度、双面显示、发线贴图、自发光和减面参数，完成对本地模型的参数配置。
如图6所示，在一示例性实施例中，本发明还提供一种生成数字孪生实例的方法，包括以下步骤：
S610，定义孪生实例描述模型；作为示例，例如可以利用描述模型构建工具定义孪生实例描述模型。
S620，对需要孪生的物理实体进行建模；作为示例，例如可以利用美术制作工具对需要孪生的物理实体进行建模；在本实施例中，可以将需要孪生的物理实体记为孪生实体。
S630，根据描述模型分割孪生实体三维模型，得到与孪生实体三维模型对应的部件；以及，根据孪生实例描述模型结构规范标准化孪生实体三维模型,。
S640，对需要孪生的物理实体三维模型进行轻量化和属性配置，并将与孪生实体三维模型对应的部件进行颗粒化入库；作为示例，例如可以利用三维建模工具对孪生实体三维模型进行轻量化和属性配置。
S650，将与孪生实体三维模型对应的部件上传至三维资源云仓库中，并在三维资源云仓库中列举所有装配部件资源。将与孪生实体三维模型对应的部件上传至三维资源云仓库如图7所示。具体地，将与孪生实体三维模型对应的部件导入至本地资源管理，然后生成本地模型，再将本地模型导入孪生建模编辑场景中，在孪生建模编辑场景中对本地模型和装配部件进行编辑。例如，可以对本地模型设置网络属性、设置网络轻量化层级和设置模型空间属性偏移；可以对装配部件设置材质属性、修改水漫反射颜色及自发光颜色、修改水漫反射纹理贴图、修改金属度贴图、修改粗糙度贴图以及修改双面渲染设置，还可以对装配部件设置部件属性、设置部件名称、设置部件代码、设置部件标签、设置部件渲染模式。此外，还可以进行资源管理，例如拉取云端部件资源到本地资源环境，上传部件资源到三维资源云仓库，以及从三维资源云仓库删除部件资源。其中，三维资源云仓库的硬件结构示意图如图8所示。
S660，绑定孪生实体三维部件与孪生实体虚拟部件，对孪生实体三维部件与孪生实体虚拟部件进行映射；其中，孪生实体虚拟部件是指孪生实体三维部件在数字空间所对应的部件。具体地，对孪生实体三维部件与孪生实体虚拟部件进行映射的过程如图9所示，选择孪生实体虚拟部件，发出所有孪生映射关系，然后再从三维资源云仓库中获取部件三维资源集合，并将所获取的部件三维资源映射到孪生实体描述模型中，所述孪生实体描述模型位于三维建模工具管理端。再添加描述模型定义属性到部件，以及添加动画、渲染设置到部件，最后生成三维资源映射关系集合，并将所生成三维资源映射关系集合发布到三维资源映射关系仓库中。
S670，根据映射结果对孪生实体三维部件进行三维重构，生成对应的孪生实体虚拟部件。具体地，根据映射结果对孪生实体三维部件进行三维重构的过程如图10所示。在图10中，首先获取数字孪生重构引擎，然后根据描述模型仓库和三维资源映射关系仓库对孪生实体描述模型进行分析，然后再进行描述模型三维资源映射关系分析，同时基于三维资源点云仓库获取部件三维资源；然后再对孪生实体三维部件进行三维重构，得到孪生实体三维对象；同时添加动画和描述模型定义到孪生实体三维对象，对孪生实体三维对象应用渲染设置，从而得到孪生实体三维对象模型渲染、孪生实体三维对象模型控制和孪生实体三维对象模型监控，再对孪生实体三维对象模型消息进行监控，最后输出孪生实体三维对象反控时间监控与抛出。
S680，对生成的孪生实体虚拟部件进行渲染，并将渲染结果发送至终端设备的显示屏幕中。
综上所述，本发明提供一种生成数字孪生实例的方法，首先获取待孪生的目标物理实体以及与目标物理实体对应的全量三维模型；再对目标物理实体进行抽象拆分，将目标物理实体抽象拆分为装配部件列表和装配部件结构；并根据装配部件列表和装配部件结构定义孪生实例描述模型；以及基于孪生实例描述模型，对全量三维模型进行拆分，获取部件三维模型；再建立部件三维模型与装配部件结构的映射，并获取孪生实例描述模型与全量三维模型的映射关系；最后根据孪生实例描述模型与全量三维模型的映射关系，对目标物理实体或目标物理实体中的装配部件进行三维重构，生成对应的数字孪生实例。由此可知，本方法通过对目标物理实体进行抽象拆分以及对全量三维模型进行拆分后，再对目标物理实体或目标物理实体中的装配部件进行三维重构，可以生成对应的数字孪生实例。相当于本方法通过对目标物理实体进行抽象拆分以及对全量三维模型进行拆分，能够对目标物理实体进行颗粒化处理；同时，本方法通过对目标物理实体进行颗粒化处理后，可以将其用于对车辆进行三维虚拟实体的渲染，增加其应用场景；并且本方法还可以对拆分后的部件三维模型进行实时升级，增加模型的复用性，让生成的数字孪生实例可以根据变化需求拓展和收缩，从而实现对本地模型的实时操控需求。相当于本发明可以提供一种方法以将孪生实例模型拆分、配置、管理、分发、重构。即在美术工具中为孪生实例建立三维模型，并根据孪生实例描述模型进行拆分，设置层级和命名，再导出至专有的数字孪生三维建模工具，并对拆分后的部件进行层级、命名、编号、偏移、材质、类别等设置，以及对模型进行减面，然后再上传仓库；在云端为孪生实例的描述模型和三维模型建立映射，设置动画，绑定描述属性，并发布到三维模型-描述模型关系仓库；最后在三维重构端从三维资源云仓库拉取发布的实例配置，然后装配件包，组装孪生实例，并附加属性、事件和渲染。如果目标物理实体是车辆，则本方法可以用于车辆数字孪生系统三维虚拟实体的渲染，从而决数字孪生系统中三维模型与孪生实例之间的操控与事件的强耦合。
如图11所示，本发明还提供一种生成数字孪生实例的系统，所述系统包括有：
实体采集模块M1100，用于获取待孪生的目标物理实体，以及与所述目标物理实体对应的全量三维模型。作为示例，本申请实施例中的目标物理实体包括但不限于汽车、机器人、飞机等物理对象，还可以包括汽车、机器人、飞机等物理对象中的一个或多个部件。其中，全量三维模型可以是目标物理实体的三维机械结构模型，例如可以是通过各种机械绘图工具、机械绘图软件绘制而成的三维机械结构模型。作为一示例，本实施例可以将车辆或车辆中的部件作为待孪生的目标物理实体。
实体拆分模块M1120，用于对所述目标物理实体进行抽象拆分，将所述目标物理实体抽象拆分为装配部件列表和装配部件结构。作为示例，本实施例在对目标物理实体进行抽象拆分时，可以按照多种方式进行抽象拆分，例如可以按照功能和组成的方式，来将目标物理实体抽象拆分为装配部件列表和装配部件结构；此外，在对目标物理实体进行抽象拆分时，本实施例还可以采用别的抽象拆分方式，本实施例在此处不做任何限制。
模型构建模块M1130，用于根据所述装配部件列表和所述装配部件结构构建孪生实例描述模型。具体地，本实施例根据所述装配部件列表和所述装配部件结构构建孪生实例描述模型的过程包括：将所述装配部件列表中所有装配部件的驱动部分抽象为装配部件属性；将所述装配部件列表中所有装配部件的状态部分抽象为装配部件事件；将所述装配部件列表中所有装配部件的表现部分抽象为装配部件动画表现和装配部件渲染表现；根据所述装配部件列表、所述装配部件结构、所述装配部件属性、所述装配部件事件、所述装配部件动画表现和所述装配部件渲染表现定义所述孪生实例描述模型。
模型拆分模块M1140，用于根据所述孪生实例描述模型，对所述全量三维模型进行拆分，获取部件三维模型。作为示例，本实施例对所述全量三维模型进行拆分时，可以按照实体拆分模块M1120中的装配部件列表来对全量三维模型进行拆分。
映射模块M1150，用于根据所述部件三维模型与所述装配部件结构的映射，确定所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系。作为示例，本实施例在建立所述部件三维模型与所述装配部件结构的映射时，可以根据实体拆分模块M1120中的装配部件结构来建立，例如可以先获取按照实体拆分模块M1120中的装配部件列表拆分得到的部件三维模型，然后按照实体拆分模块M1120中的装配部件结构来对拆分得到的部件三维模型进行结构调整，使之与装配部件列表中对应的装配部件完全映射，从而建立部件三维模型与装配部件结构的映射。同时，在完成部件三维模型与装配部件结构的映射建立后，再获取孪生实例描述模型与全量三维模型的映射关系。
三维重构模块M1160，用于根据所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系，对所述目标物理实体或所述目标物理实体中的装配部件进行三维重构，生成对应的数字孪生实例。
由此可知，本实施例通过对目标物理实体进行抽象拆分以及对全量三维模型进行拆分后，再对目标物理实体或目标物理实体中的装配部件进行三维重构，可以生成对应的数字孪生实例。相当于本实施例通过对目标物理实体进行抽象拆分以及对全量三维模型进行拆分，能够对目标物理实体进行颗粒化处理；同时，本实施例通过对目标物理实体进行颗粒化处理后，可以将其用于对车辆进行三维虚拟实体的渲染，增加其应用场景；并且本实施例还可以对拆分后的部件三维模型进行实时升级，增加模型的复用性，让生成的数字孪生实例可以根据变化需求拓展和收缩，从而实现对本地模型的实时操控需求。
在一示例实施例中，映射模块M1150根据所述部件三维模型与所述装配部件结构的映射，确定所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系的过程包括：将所述装配部件列表中的每个装配部件映射到预设的装配部件资源中，生成对应的孪生映射关系；基于所述孪生映射关系重定向所述装配部件资源，设置孪生映射关系级别；以及选择所述孪生映射关系，并绑定孪生映射属性和孪生映射事件；对所述孪生映射属性添加孪生映射动画，生成所述孪生映射关系的渲染；根据所述孪生映射关系级别、所述孪生映射关系的渲染、绑定孪生映射属性和孪生映射事件的孪生映射关系，确定所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系。
具体地，在孪生实例三维配置页面，选中需要待生成的孪生实例X，然后点击一键映射，将装配部件映射到预设的装配部件资源中，生成孪生映射关系；选择孪生映射关系，并重定向装配部件模型资源，设置或生成孪生映射关系级别；选择孪生映射关系，绑定孪生映射属性和孪生映射事件；选择孪生映射属性，并添加孪生映射动画，生成孪生映射关系的渲染。最后根据所述孪生映射关系级别、所述孪生映射关系的渲染、绑定孪生映射属性和孪生映射事件的孪生映射关系，确定所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系。其中，所述孪生映射属性、所述孪生映射事件以及所述孪生映射动画，根据所述孪生实例描述模型和所述全量三维模型得到。作为示例，例如孪生映射属性可以是孪生实例描述模型和全量三维模型之前的属性，孪生映射事件可以是孪生实例描述模型和全量三维模型之前的事件，孪生映射动画可以是孪生实例描述模型和全量三维模型之前的动画。
根据上述记载，在一示例实施例中，对所述孪生映射属性添加孪生映射动画，生成所述孪生映射关系的渲染后，还包括：
获取绑定孪生映射属性和孪生映射事件的所有孪生映射关系，作为孪生实例映射关系集合；
将所述孪生实例映射关系集合和所述孪生映射关系的渲染进行结合，并发布至预设的孪生实例关系管理仓库中；以及，获取待生成数字孪生实例，并将待生成数字孪生实例作为主键、所述孪生映射关系级别作为子键，根据所述主键和所述子键对所述孪生实例关系管理仓库进行管理。
其中，对孪生实例关系管理仓库进行的管理包括查询孪生实例关系管理仓库中的孪生实例映射关系集合、对孪生实例关系管理仓库中的孪生实例映射关系集合进行分类、定位孪生实例关系管理仓库中的孪生实例映射关系集合。此外，本实施例中的待生成数字孪生实例包括目标物理实体的整体、目标物理实体中的装配部件；待生成数字孪生实例的类型根据外部输入信号的响应结果确定。作为一示例，例如外部人员通过向终端设备输入选择目标物理实体的整体作为待生成数字孪生实例的信号或指令，则终端设备响应对应的信号或指令后，将会基于对应的响应结果将目标物理实体的整体作为待生成数字孪生实例。作为另一示例，例如外部人员通过向终端设备输入选择目标物理实体中的一个装配部件作为待生成数字孪生实例的信号或指令，则终端设备响应对应的信号或指令后，将会基于对应的响应结果将目标物理实体的一个装配部件作为待生成数字孪生实例。作为又一示例，例如外部人员通过向终端设备输入选择目标物理实体中的多个装配部件作为待生成数字孪生实例的信号或指令，则终端设备响应对应的信号或指令后，将会基于对应的响应结果将目标物理实体的多个装配部件作为待生成数字孪生实例。
在一示例实施例中，三维重构模块M1160根据所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系，对所述目标物理实体或所述目标物理实体中的装配部件进行三维重构，生成对应的数字孪生实例的过程包括：
获取预先集成的孪生实例重构引擎。作为示例，本实施例可以先在终端设备中集成孪生实例重构引擎；其中，在终端设备集成孪生实例重构引擎的方式本实施例不做具体限制。
基于所述待生成数字孪生实例和孪生映射关系级别，从所述孪生实例关系管理仓库中获取所述孪生实例映射关系集合。作为示例，例如从终端设备传入的待生成数字孪生实例的编号，孪生映射关系级别，然后从孪生实例关系管理仓库中摘取出孪生实例映射关系集合。
将所述孪生实例映射关系集合传输至所述孪生实例重构引擎中进行解析，获取对应的解析结果；所述解析结果包括：资源地址、装配部件属性、装配部件事件、装配部件动画表现和装配部件渲染表现。
根据所述解析结果从预设装配部件仓库中获取装配部件。作为示例，本实施例可以基于解析结果，从预设装配部件仓库中拉取装配部件资源；其中，拉取的装配部件资源包括装配部件。作为一示例，在本实施例中构建预设装配部件仓库的方法可以是：导出部件三维模型，生成本地模型；将本地模型导入孪生建模编辑场景中，并在所述编辑场景中选择装配部件进行参数配置或结构调整；将完成参数配置后的装配部件和完成结构调整后的装配部件上传至预设装配部件仓库。在所述编辑场景中选择装配部件进行结构调整的过程可以是：获取所述编辑场景中装配部件的面积参数，所述面积参数至少包括面积数量；对所述面积数量进行调整，以使装配部件在调整后的面积数量低于调整前的面积数量；根据调整后的面积数量对所述编辑场景中的装配部件进行结构调整。具体地，本实施例可以将孪生建模工具将部件三维模型导出为本地模型，然后将本地模型导入孪生建模编辑场景中，在孪生建模编辑场景中选择装配部件来设置名称、模型代码、标签、模型类别和减面参数；和/或，在孪生建模编辑场景中选择装配部件来根据实体拆分模块M1120中装配部件结构的最新变化灵活调整装配部件的结构。此外，本实施例还可以对预设装配部件仓库进行管理，例如可以在装配部件仓库中列举所有装配部件资源，然后进行查询、分类、定位、预览和删除等管理。
利用获取到的所有装配部件进行组装，对所述待生成数字孪生实例进行三维重构，生成对应的数字孪生实例。
在一示例实施例中，三维重构模块M1160中利用获取到的所有装配部件进行组装，对所述待生成数字孪生实例进行三维重构，生成对应的数字孪生实例的过程包括：
将解析结果中的装配部件属性、装配部件事件、装配部件动画表现和装配部件渲染表现，附加至从预设装配部件仓库获取的每个装配部件中；
获取外部输入属性和外部输入事件，并将所述外部输入属性传输至解析结果的装配部件属性中；作为示例，本实施例中的所述外部输入属性和所述外部输入事件根据外部输入信号的响应结果得到；其中，外部输入信号由外部人员在终端设备上产生，可以包括外部输入属性对应的输入信号、外部输入事件对应的输入信号。终端设备响应外部输入属性对应的输入信号后，可以得到一个响应结果，该响应结果就包括外部输入属性。同理，终端设备响应外部输入事件对应的输入信号后，可以得到一个响应结果，该响应结果就包括外部输入事件。
利用包含所述外部输入属性的装配部件属性控制装配部件动画变化，对所述待生成数字孪生实例进行动画孪生；
利用包含所述外部输入属性的装配部件属性控制装配部件渲染表现，对所述待生成数字孪生实例进行渲染效果变化；
将所述外部输入事件挂载至解析结果的装配部件属性中，对所述目标物理实体或所述目标物理实体的装配部件进行反控；
根据所述待生成数字孪生实例的动画孪生结果、渲染效果变化结果以及对所述目标物理实体或所述目标物理实体的装配部件的反控结果，对所述待生成数字孪生实例进行三维重构，生成对应的数字孪生实例。
在一示例中，获取部件三维模型后，还包括：导出所述部件三维模型，生成本地模型；将所述本地模型导入孪生建模编辑场景中，并在所述编辑场景中对所述本地模型进行参数配置；将完成参数配置后的本体模型上传至预设装配部件仓库。其中，在编辑场景中对本地模型进行参数配置的方式可以是选择本地模型，然后设置颜色、贴图、光滑度、金属度、双面显示、发线贴图、自发光和减面参数，完成对本地模型的参数配置。
综上所述，本发明提供一种生成数字孪生实例的方法，首先获取待孪生的目标物理实体以及与目标物理实体对应的全量三维模型；再对目标物理实体进行抽象拆分，将目标物理实体抽象拆分为装配部件列表和装配部件结构；并根据装配部件列表和装配部件结构定义孪生实例描述模型；以及基于孪生实例描述模型，对全量三维模型进行拆分，获取部件三维模型；再建立部件三维模型与装配部件结构的映射，并获取孪生实例描述模型与全量三维模型的映射关系；最后根据孪生实例描述模型与全量三维模型的映射关系，对目标物理实体或目标物理实体中的装配部件进行三维重构，生成对应的数字孪生实例。由此可知，本方法通过对目标物理实体进行抽象拆分以及对全量三维模型进行拆分后，再对目标物理实体或目标物理实体中的装配部件进行三维重构，可以生成对应的数字孪生实例。相当于本方法通过对目标物理实体进行抽象拆分以及对全量三维模型进行拆分，能够对目标物理实体进行颗粒化处理；同时，本方法通过对目标物理实体进行颗粒化处理后，可以将其用于对车辆进行三维虚拟实体的渲染，增加其应用场景；并且本方法还可以对拆分后的部件三维模型进行实时升级，增加模型的复用性，让生成的数字孪生实例可以根据变化需求拓展和收缩，从而实现对本地模型的实时操控需求。相当于本发明可以提供一种方法以将孪生实例模型拆分、配置、管理、分发、重构。即在美术工具中为孪生实例建立三维模型，并根据孪生实例描述模型进行拆分，设置层级和命名，再导出至专有的数字孪生三维建模工具，并对拆分后的部件进行层级、命名、编号、偏移、材质、类别等设置，以及对模型进行减面，然后再上传仓库；在云端为孪生实例的描述模型和三维模型建立映射，设置动画，绑定描述属性，并发布到三维模型-描述模型关系仓库；最后在三维重构端从三维资源云仓库拉取发布的实例配置，然后装配件包，组装孪生实例，并附加属性、事件和渲染。如果目标物理实体是车辆，则本方法可以用于车辆数字孪生系统三维虚拟实体的渲染，从而决数字孪生系统中三维模型与孪生实例之间的操控与事件的强耦合。
需要说明的是，上述实施例所提供的生成数字孪生实例的系统与上述实施例所提供的生成数字孪生实例的方法属于同一构思，其中各个模块执行操作的具体方式已经在方法实施例中进行了详细描述，此处不再赘述。上述实施例所提供的生成数字孪生实例的系统在实际应用中，可以根据需要而将上述功能分配由不同的功能模块完成，即将装置的内部结构划分成不同的功能模块，以完成以上描述的全部或者部分功能，本处也不对此进行限制。
本申请的实施例还提供了一种电子设备，包括：一个或多个处理器；存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现上述各个实施例中提供的生成数字孪生实例的方法。
图12示出了适于用来实现本申请实施例的电子设备的计算机系统的结构示意图。需要说明的是，图12示出的电子设备的计算机系统1200仅是一个示例，不应对本申请实施例的功能和使用范围带来任何限制。
如图12所示，计算机系统1200包括中央处理单元(Central Processing Unit，CPU)1201，其可以根据存储在只读存储器(Read-Only Memory，ROM)1202中的程序或者从储存部分1208加载到随机访问存储器(Random Access Memory，RAM)1203中的程序而执行各种适当的动作和处理，例如执行上述实施例中所述的方法。在RAM 1203中，还存储有系统操作所需的各种程序和数据。CPU 1201、ROM 1202以及RAM 1203通过总线1204彼此相连。输入/输出(Input/Output，I/O)接口1205也连接至总线1204。
以下部件连接至I/O接口1205：包括键盘、鼠标等的输入部分1206；包括诸如阴极射线管(Cathode Ray Tube，CRT)、液晶显示器(Liquid Crystal Display，LCD)等以及扬声器等的输出部分1207；包括硬盘等的储存部分1208；以及包括诸如LAN(Local AreaNetwork，局域网)卡、调制解调器等的网络接口卡的通信部分1209。通信部分1209经由诸如因特网的网络执行通信处理。驱动器1210也根据需要连接至I/O接口1205。可拆卸介质1211，诸如磁盘、光盘、磁光盘、半导体存储器等等，根据需要安装在驱动器1210上，以便于从其上读出的计算机程序根据需要被安装入储存部分1208。
特别地，根据本申请的实施例，上文参考流程图描述的过程可以被实现为计算机软件程序。例如，本申请的实施例包括一种计算机程序产品，其包括承载在计算机可读介质上的计算机程序，该计算机程序包含用于执行流程图所示的方法的计算机程序。在这样的实施例中，该计算机程序可以通过通信部分1209从网络上被下载和安装，和/或从可拆卸介质1211被安装。在该计算机程序被中央处理单元(CPU)1201执行时，执行本申请的系统中限定的各种功能。
需要说明的是，本申请实施例所示的计算机可读介质可以是计算机可读信号介质或者计算机可读存储介质或者是上述两者的任意组合。计算机可读存储介质例如可以是电、磁、光、电磁、红外线、或半导体的系统、装置或器件，或者任意以上的组合。计算机可读存储介质的更具体的例子可以包括但不限于：具有一个或多个导线的电连接、便携式计算机磁盘、硬盘、随机访问存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、可擦式可编程只读存储器(Erasable Programmable Read Only Memory，EPROM)、闪存、光纤、便携式紧凑磁盘只读存储器(Compact Disc Read-Only Memory，CD-ROM)、光存储器件、磁存储器件、或者上述的任意合适的组合。在本申请中，计算机可读的信号介质可以包括在基带中或者作为载波一部分传播的数据信号，其中承载了计算机可读的计算机程序。这种传播的数据信号可以采用多种形式，包括但不限于电磁信号、光信号或上述的任意合适的组合。计算机可读的信号介质还可以是计算机可读存储介质以外的任何计算机可读介质，该计算机可读介质可以发送、传播或者传输用于由指令执行系统、装置或者器件使用或者与其结合使用的程序。计算机可读介质上包含的计算机程序可以用任何适当的介质传输，包括但不限于：无线、有线等等，或者上述的任意合适的组合。
附图中的流程图和框图，图示了按照本申请各种实施例的系统、方法和计算机程序产品的可能实现的体系架构、功能和操作。其中，流程图或框图中的每个方框可以代表一个模块、程序段、或代码的一部分，上述模块、程序段、或代码的一部分包含一个或多个用于实现规定的逻辑功能的可执行指令。也应当注意，在有些作为替换的实现中，方框中所标注的功能也可以以不同于附图中所标注的顺序发生。例如，两个接连地表示的方框实际上可以基本并行地执行，它们有时也可以按相反的顺序执行，这依所涉及的功能而定。也要注意的是，框图或流程图中的每个方框、以及框图或流程图中的方框的组合，可以用执行规定的功能或操作的专用的基于硬件的系统来实现，或者可以用专用硬件与计算机指令的组合来实现。
描述于本申请实施例中所涉及到的单元可以通过软件的方式实现，也可以通过硬件的方式来实现，所描述的单元也可以设置在处理器中。其中，这些单元的名称在某种情况下并不构成对该单元本身的限定。
本申请的另一方面还提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序，该计算机程序被处理器执行时实现如前所述的生成数字孪生实例的方法。该计算机可读存储介质可以是上述实施例中描述的电子设备中所包含的，也可以是单独存在，而未装配入该电子设备中。
本申请的另一方面还提供了一种计算机程序产品或计算机程序，该计算机程序产品或计算机程序包括计算机指令，该计算机指令存储在计算机可读存储介质中。计算机设备的处理器从计算机可读存储介质读取该计算机指令，处理器执行该计算机指令，使得该计算机设备执行上述各个实施例中提供的生成数字孪生实例的方法。
上述实施例仅示例性说明本发明的原理及其功效，而非用于限制本发明。任何熟悉此技术的人士皆可在不违背本发明的精神及范畴下，对上述实施例进行修饰或改变。因此，但凡所属技术领域中具有通常知识者在未脱离本发明所揭示的精神与技术思想下所完成的一切等效修饰或改变，仍应由本发明的权利要求所涵盖。

Claims (12)

1.一种生成数字孪生实例的方法，其特征在于，所述方法包括以下步骤：
获取待孪生的目标物理实体，以及与所述目标物理实体对应的全量三维模型；
将所述目标物理实体抽象拆分为装配部件列表和装配部件结构；
根据所述装配部件列表和所述装配部件结构构建孪生实例描述模型，并基于所述孪生实例描述模型，对所述全量三维模型进行拆分，获取部件三维模型；
基于所述部件三维模型与所述装配部件结构的映射，确定所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系；
根据所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系，对所述目标物理实体或所述目标物理实体中的装配部件进行三维重构，生成对应的数字孪生实例；其中，所述数字孪生实例包括：在数字空间中与所述目标物理实体对应的虚拟实体对象。
2.根据权利要求1所述的生成数字孪生实例的方法，其特征在于，根据所述装配部件列表和所述装配部件结构构建孪生实例描述模型的过程包括：
将所述装配部件列表中所有装配部件的驱动部分抽象为装配部件属性；
将所述装配部件列表中所有装配部件的状态部分抽象为装配部件事件；
将所述装配部件列表中所有装配部件的表现部分抽象为装配部件动画表现和装配部件渲染表现；
根据所述装配部件列表、所述装配部件结构、所述装配部件属性、所述装配部件事件、所述装配部件动画表现和所述装配部件渲染表现定义所述孪生实例描述模型。
3.根据权利要求1所述的生成数字孪生实例的方法，其特征在于，基于所述部件三维模型与所述装配部件结构的映射，确定所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系的过程包括：
将所述装配部件列表中的每个装配部件映射到预设的装配部件资源中，生成对应的孪生映射关系；
基于所述孪生映射关系重定向所述装配部件资源，设置孪生映射关系级别；以及选择所述孪生映射关系，并绑定孪生映射属性和孪生映射事件；
对所述孪生映射属性添加孪生映射动画，生成所述孪生映射关系的渲染；
根据所述孪生映射关系级别、所述孪生映射关系的渲染、绑定孪生映射属性和孪生映射事件的孪生映射关系，确定所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系；
其中，所述孪生映射属性、所述孪生映射事件以及所述孪生映射动画，根据所述孪生实例描述模型和所述全量三维模型得到。
4.根据权利要求3所述的生成数字孪生实例的方法，其特征在于，对所述孪生映射属性添加孪生映射动画，生成所述孪生映射关系的渲染后，所述方法还包括：
获取绑定孪生映射属性和孪生映射事件的所有孪生映射关系，作为孪生实例映射关系集合；
将所述孪生实例映射关系集合和所述孪生映射关系的渲染进行结合，并发布至预设的孪生实例关系管理仓库中；以及，
获取待生成数字孪生实例，并将待生成数字孪生实例作为主键、所述孪生映射关系级别作为子键，根据所述主键和所述子键对所述孪生实例关系管理仓库进行管理；所述待生成数字孪生实例包括所述目标物理实体的整体、所述目标物理实体中的装配部件；所述待生成数字孪生实例的类型根据外部输入信号的响应结果确定。
5.根据权利要求4所述的生成数字孪生实例的方法，其特征在于，根据所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系，对所述目标物理实体或所述目标物理实体中的装配部件进行三维重构，生成对应的数字孪生实例的过程包括：
获取预先集成的孪生实例重构引擎；
基于所述待生成数字孪生实例和孪生映射关系级别，从所述孪生实例关系管理仓库中获取所述孪生实例映射关系集合；
将所述孪生实例映射关系集合传输至所述孪生实例重构引擎中进行解析，获取对应的解析结果；所述解析结果包括：资源地址、装配部件属性、装配部件事件、装配部件动画表现和装配部件渲染表现；
根据所述解析结果从预设装配部件仓库中获取装配部件；
利用获取到的所有装配部件进行组装，对所述待生成数字孪生实例进行三维重构，生成对应的数字孪生实例。
6.根据权利要求5所述的生成数字孪生实例的方法，其特征在于，利用获取到的所有装配部件进行组装，对所述待生成数字孪生实例进行三维重构，生成对应的数字孪生实例的过程包括：
将解析结果中的装配部件属性、装配部件事件、装配部件动画表现和装配部件渲染表现，附加至从预设装配部件仓库获取的每个装配部件中；
获取外部输入属性和外部输入事件，并将所述外部输入属性传输至解析结果的装配部件属性中；
利用包含所述外部输入属性的装配部件属性控制装配部件动画变化，对所述待生成数字孪生实例进行动画孪生；以及，
利用包含所述外部输入属性的装配部件属性控制装配部件渲染表现，对所述待生成数字孪生实例进行渲染效果变化；
将所述外部输入事件挂载至解析结果的装配部件属性中，对所述目标物理实体或所述目标物理实体的装配部件进行反控；
根据所述待生成数字孪生实例的动画孪生结果、渲染效果变化结果以及对所述目标物理实体或所述目标物理实体的装配部件的反控结果，对所述待生成数字孪生实例进行三维重构，生成对应的数字孪生实例。
7.根据权利要求5或6所述的生成数字孪生实例的方法，其特征在于，根据所述解析结果从预设装配部件仓库中获取装配部件前，所述方法还包括：
导出所述部件三维模型，生成本地模型；
将所述本地模型导入孪生建模编辑场景中，并在所述编辑场景中选择装配部件进行参数配置或结构调整；
将完成参数配置后的装配部件和完成结构调整后的装配部件上传至预设装配部件仓库。
8.根据权利要求7所述的生成数字孪生实例的方法，其特征在于，在所述编辑场景中选择装配部件进行结构调整的过程包括：
获取所述编辑场景中装配部件的面积参数，所述面积参数至少包括面积数量；
对所述面积数量进行调整，以使装配部件在调整后的面积数量低于调整前的面积数量；
根据调整后的面积数量对所述编辑场景中的装配部件进行结构调整。
9.根据权利要求1、5或6所述的生成数字孪生实例的方法，其特征在于，获取部件三维模型后，所述方法还包括：
导出所述部件三维模型，生成本地模型；
将所述本地模型导入孪生建模编辑场景中，并在所述编辑场景中对所述本地模型进行参数配置；
将完成参数配置后的本体模型上传至预设装配部件仓库。
10.一种生成数字孪生实例的系统，其特征在于，所述系统包括有：
实体采集模块，用于获取待孪生的目标物理实体，以及与所述目标物理实体对应的全量三维模型；
实体拆分模块，用于将所述目标物理实体抽象拆分为装配部件列表和装配部件结构；
模型构建模块，用于根据所述装配部件列表和所述装配部件结构构建孪生实例描述模型；
模型拆分模块，用于根据所述孪生实例描述模型，对所述全量三维模型进行拆分，获取部件三维模型；
映射模块，用于根据所述部件三维模型与所述装配部件结构的映射，确定所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系；
三维重构模块，用于根据所述孪生实例描述模型与所述全量三维模型的映射关系，对所述目标物理实体或所述目标物理实体中的装配部件进行三维重构，生成对应的数字孪生实例；其中，所述数字孪生实例包括：在数字空间中与所述目标物理实体对应的虚拟实体对象。
11.一种电子设备，其特征在于，包括：
一个或多个处理器；
存储装置，用于存储一个或多个程序，当所述一个或多个程序被所述一个或多个处理器执行时，使得所述电子设备实现如权利要求1至9中任一项所述的生成数字孪生实例的方法。
12.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机可读指令，当所述计算机可读指令被计算机的处理器执行时，使计算机执行权利要求1至9中任一项所述的生成数字孪生实例的方法。
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