CN115100813B - 基于数字孪生的智慧社区系统 - Google Patents

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CN115100813B CN202210637385.7A CN202210637385A CN115100813B CN 115100813 B CN115100813 B CN 115100813B CN 202210637385 A CN202210637385 A CN 202210637385A CN 115100813 B CN115100813 B CN 115100813B
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Abstract

本发明的实施例公开基于数字孪生的智慧社区系统，涉及智慧社区技术领域。所述系统，包括：社区三维模块，存储有利用WEBGL进行一比一实时场景还原的社区三维模型数据；监控模块，用于通过设置于社区各指定位置的采集设备采集社区内的目标数据，根据采集的目标数据对所述社区内的设备故障和/或危险预警事件进行智慧监控；报警模块，用于在所述监控模块监控到所述社区内发生设备故障和/或危险预警事件的第一时间进行危险/设备报修报警，同时根据所述社区三维模块存储的社区三维模型，向用户提供当前发生设备故障和/或危险预警事件位置的图像。本发明能够有效地提高社区住户的居住环境。

Description

基于数字孪生的智慧社区系统
技术领域
本发明属于智慧社区技术领域，尤其涉及基于数字孪生的智慧社区系统。
背景技术
作为以互联网技术、社区服务、智能家居为核心的智慧社区成为了转型的最佳途径。
目前智慧社区平台结合国内外智能建筑发展的情况，汇集信息技术、网络技术、传感技术，无线电技术等多种技术的应用，汇聚社区内的门禁系统、停车系统、监控系统等，并通过大量的传感器和监控设备采集社区的数据(特别是设备故障和危险事件)并进行展示，让管理人员和住户及时了解社区情况。但是，智慧社区平台目前只是汇聚设备故障及危险预警事件数据并展示，展示形式极为单一、不直观，如报表形式，不便于阅读，导致用户使用体验感较差。
发明内容
有鉴于此，本发明实施例提供基于数字孪生的智慧社区系统，用于解决现有智慧社区平台，社区数据展示形式不直观，不便于阅读理解，用户使用感较差等问题。本发明能够在社区三维模型中显示社区内当前发生设备故障和/或危险预警事件区域的社区图像，实现了直观展示数据的目标，有效地提高了用户的使用体验感，也便于社区管理人员及时对社区异常事件处理，有效地提高社区住户的居住环境。
本发明实施例提供基于数字孪生的智慧社区系统，包括：
社区三维模块，存储有利用WEBGL进行一比一实时场景还原的社区三维模型数据；
监控模块，用于通过设置于社区各指定位置的采集设备采集社区内的目标数据，根据采集的目标数据对所述社区内的设备故障和/或危险预警事件进行智慧监控；
报警模块，用于在所述监控模块监控到所述社区内发生设备故障和/或危险预警事件的第一时间进行危险/设备报修报警，同时根据所述社区三维模块存储的社区三维模型，向用户提供当前发生设备故障和/或危险预警事件位置的图像。
在一可选实施例中，所述目标数据包括社区门禁的人流量数据；
所述监控模块，包括：
社区门禁监控单元，用于统计社区各门禁的人流量，并在社区门禁的人流量超过预设阈值时向所述报警模块发送门禁人流异常预警信息；所述门禁监控单元还用于在监控到有门禁未认证成功但发生开门动作时，向所述报警模块发送门禁危险信息；所述社区门禁监控单元还用于在社区的任一门禁故障时向所述报警模块发送门禁故障信息；
其中，所述门禁人流异常预警信息至少包括门禁标识和人流量数据，所述门禁危险信息至少包括门禁标识和非法闯入警示，所述门禁故障信息至少包括发生故障的门禁标识和对应的故障数据。
在一可选实施例中，所述目标数据包括电梯的运行数据；
所述监控模块，包括：
梯控安全升降监控单元，用于实时采集社区内各电梯的运行数据，在电梯发生故障时向所述报警模块发送电梯故障信息；所述梯控安全升降监控单元还用于根据电梯的运行数据，判断电梯是否存在急升/急降事件，若是，则向所述报警模块发送电梯升降危险信息；所述梯控安全升降监控单元还用于根据电梯的运行数据，在任一电梯处于停止状态的时间超过预设时长时，获取对应电梯内的摄像头实时采集的电梯内图像，并基于预设人形识别算法识别当前获取的电梯内图像中是否有人，若识别出当前获取的电梯内图像中有人，则向所述报警模块发送电梯关人危险信息；
其中，所述电梯故障信息至少包括电梯标识和对应电梯的故障数据，所述电梯升降危险信息至少包括电梯标识和对应电梯的运行数据，所述电梯关人危险信息至少包括电梯标识和对应电梯内图像。
在一可选实施例中，所述目标数据包括社区内的环境图像数据；
所述监控模块，包括：
设置于社区内道路两侧的第一摄像头，所述第一摄像头用于采集社区内的环境图像，还用于在自身故障时向所述报警模块发送第一摄像头故障信息；所述第一摄像头故障信息至少包括第一摄像头标识和第一摄像头故障数据；
垃圾识别单元，用于对所述第一摄像头采集的社区内的环境图像进行垃圾识别，当识别图像中有垃圾时，向所述报警模块发送卫生环境预警信息；所述卫生环境预警信息至少包括有垃圾的社区内的环境图像以及采集对应图像的第一摄像头标识。
在一可选实施例中，所述监控模块，还包括：
黑名单监控单元，用于根据预设人脸识别算法对所述第一摄像头采集的社区内的环境图像中的行人进行人脸识别，判断当前识别出的人脸数据是否能在预先存储的黑名单人员人脸数据库中匹配到，若能匹配到，则向所述报警模块发送危险人员预警信息；所述危险人员预警信息至少包括匹配到的黑名单人员标识以及采集对应图像的第一摄像头标识。
在一可选实施例中，所述目标数据包括楼栋的侧面图像；
所述监控模块，包括：
设置于社区内每栋楼侧面的第二摄像头，所述第二摄像头用于采集对应楼栋的侧面图像，还用于在自身故障时向所述报警模块发送第二摄像头故障信息；所述第二摄像头故障信息至少包括第二摄像头标识和第二摄像头故障数据；
高空抛物识别单元，用于根据所述第二摄像头采集的对应楼栋的多帧连续侧面图像，基于预设坠落物体识别算法识别是否存在高空抛物事件，若是，则向所述报警模块发送高空抛物预警信息；所述高空抛物预警信息至少包括识别出高空抛物事件的楼栋侧面图像以及对应第二摄像头标识。
在一可选实施例中，所述社区三维模块和报警模块设置于社区巡逻车上。
在一可选实施例中，所述社区三维模型数据设置于预设的三维立体空间直角坐标系的第一象限内；所述报警模块预先存储有社区内的各门禁标识、电梯标识、第一摄像头标识、第二摄像头标识、黑名单人员标识与各标识对应物在所述社区三维模型中的坐标点的对应关系；
所述报警模块，包括：
投影单元，用于根据第一公式将所述监控模块发来的标识对应的目标坐标点分别投影到所述三维立体空间直角坐标系的三个平面坐标系上；
确定单元，用于剔除所述三个平面坐标系上的重复投影目标坐标点，并根据第二公式确定投影在所述三个平面坐标系上的非重复投影目标坐标点的个数最大值，将所述最大值对应的平面坐标系确定为目标平面坐标系；
采集单元，用于依据所述社区三维模型，面向所述目标平面坐标系采集社区平面图像，得到包括待处理投影坐标点的社区平面图像；其中，所述待处理投影坐标点为所述目标平面坐标系中的非重复投影目标坐标点；
顶点计算单元，用于根据所述待处理投影坐标点，基于第三公式计算当前发生设备故障和/或危险预警事件的区域的若干顶点坐标；
分割显示单元，用于将当前的社区平面图像中所述若干顶点坐标连线围成的最大区域之外的无用图像区域切除，得到当前发生设备故障和/或危险预警事件的区域图像并显示给用户；
其中，所述第一公式为：
Figure BDA0003681058680000051
所述第一公式中，,X(i),Y(i)-表示所述监控模块发来的标识对应的第i个目标坐标点的空间坐标的横坐标和纵坐标；,X(i),Z(i)-表示所述监控模块发来的标识对应的第i个目标坐标点的空间坐标的横坐标和竖坐标；,Y(i),Z(i)-表示所述监控模块发来的标识对应的第i个目标坐标点的空间坐标的纵坐标和竖坐标； ,x(i),y(i)-表示包含重复坐标的第i个目标坐标点投影到所述三维立体空间直角坐标系的XOY平面坐标系上的坐标；,x(i),z(i)-表示包含重复坐标的第i个目标坐标点投影到所述三维立体空间直角坐标系的XOZ平面坐标系上的坐标； ,y(i),z(i)-表示包含重复坐标的第i个目标坐标点投影到所述三维立体空间直角坐标系的YOZ平面坐标系上的坐标；||表示求取绝对值；a表示整数变量，a＝1,…,i-1；其中，若投影的坐标点中出现(-1,-1)则表示对应的投影坐标出现重复；
所述第二公式为：
Figure BDA0003681058680000052
所述第二公式中，M表示所述投影在三个平面坐标系上的非重复投影目标坐标点的个数最大值；i＝1,2,…,n；n表示在所述三维立体空间直角坐标系内所述目标坐标点的总数；max*+表示求取括号内三列数值中的最大值；
Figure BDA0003681058680000061
表示将i的值从1取值到n带入到括号内得到满足括号内算式的i值个数；
所述第三公式为：
Figure BDA0003681058680000062
所述第三公式中每一行表示当前发生设备故障和/或危险预警事件的区域的一个顶点坐标；
Figure BDA0003681058680000063
表示将k的值从1取值到m带入到括号内得到括号内的最大值；
Figure BDA0003681058680000064
表示将k的值从1取值到m带入到括号内得到括号内的最小值； ,A(k),B(k)-表示去除投影在所述目标平面坐标系上的(-1,-1)点后得到的第k 个待处理投影坐标点；k＝1,2,…,m；m为所述目标平面坐标系中的待处理投影坐标点的总数。
本发明提供的基于数字孪生的智慧社区系统，预先利用WEBGL进行一比一实时场景还原社区三维模型数据，然后实时采集社区内目标数据，并根据目标数据对社区内设备故障和/或危险预警事件进行智慧监控，最后在社区三维模型中显示设备故障和/或危险预警事件的区域图像。本发明能够以3D可视化的形式直观展示社区设备故障和危险事件位置信息，便于社区管理人员进行管理，有效地提高了用户的使用体验感，也为社区住户提供了一个安全温馨的居住环境。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，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它的附图。
图1为本发明实施例提供的基于数字孪生的智慧社区系统结构示意图。
具体实施方式
下面结合附图对本发明实施例进行详细描述。
应当明确，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例，都属于本发明保护的范围。
图1为本发明实施例提供的基于数字孪生的智慧社区系统结构示意图。参见图1，该系统包括：
社区三维模块1，存储有利用WEBGL进行一比一实时场景还原的社区三维模型数据；
监控模块2，用于通过设置于社区各指定位置的采集设备采集社区内的目标数据，根据采集的目标数据对所述社区内的设备故障和/或危险预警事件进行智慧监控；
报警模块3，用于在监控模块2监控到所述社区内发生设备故障和/或危险预警事件的第一时间进行危险/设备报修报警，同时根据所述社区三维模块1存储的社区三维模型，向用户提供当前发生设备故障和/或危险预警事件位置的图像。
优选地，社区三维模块1和报警模块3设置于社区巡逻车上。
本实施例中，社区三维模块1和报警模块3设置于社区巡逻车上，便于社区管理人员能及时的知晓危险/设备报修报警，并保证能第一时间的赶往现场进行处理。
上述技术方案的有益效果为：WEBGL(Web Graphics Library)是一个跨平台、免费的底层3D绘图API的Web标准。WebGL是网页上渲染三维图形图像的技术，它本身是HTML5规范的一部分。预先利用WEBGL进行一比一实时场景还原社区三维模型数据，然后实时采集社区内目标数据，并根据目标数据对社区内设备故障和/或危险预警事件进行智慧监控，最后在社区三维模型中显示设备故障和/或危险预警事件位置的图像。本发明能够以3D可视化的形式直观展示社区设备故障和危险事件区域图像，便于社区管理人员进行管理，有效地提高了用户的使用体验感，也为社区住户提供了一个安全温馨的居住环境。
作为一可选实施例，所述目标数据包括社区门禁的人流量数据；
监控模块2，包括：
社区门禁监控单元，用于统计社区各门禁的人流量，并在社区门禁的人流量超过预设阈值时向报警模块3发送门禁人流异常预警信息；所述门禁监控单元还用于在监控到有门禁未认证成功但发生开门动作时，向报警模块3发送门禁危险信息；所述社区门禁监控单元还用于在社区的任一门禁故障时向报警模块3发送门禁故障信息；
其中，所述门禁人流异常预警信息至少包括门禁标识和人流量数据，所述门禁危险信息至少包括门禁标识和非法闯入警示，所述门禁故障信息至少包括发生故障的门禁标识和对应的故障数据。
上述技术方案的有益效果为：本发明提供的基于数字孪生的智慧社区系统，能够实时统计各门禁的人流数据，并在人流较大时进行门禁人流异常预警，也能在有人非法闯门禁时进行门禁危险信息报警，进一步的还能在门禁故障时进行故障报警，并且在社区三维模型中展示报警的门禁位置，达到了在门禁发生故障及危险的第一时间进行危险报修报警，为住户提供了一个安全温馨的居住环境。
作为一可选实施例，所述目标数据包括电梯的运行数据；
监控模块2，包括：
梯控安全升降监控单元，用于实时采集社区内各电梯的运行数据，在电梯发生故障时向报警模块3发送电梯故障信息；所述梯控安全升降监控单元还用于根据电梯的运行数据，判断电梯是否存在急升/急降事件，若是，则向报警模块3发送电梯升降危险信息；所述梯控安全升降监控单元还用于根据电梯的运行数据，在任一电梯处于停止状态的时间超过预设时长时，获取对应电梯内的摄像头实时采集的电梯内图像，并基于预设人形识别算法识别当前获取的电梯内图像中是否有人，若识别出当前获取的电梯内图像中有人，则向报警模块3 发送电梯关人危险信息；
其中，所述电梯故障信息至少包括电梯标识和对应电梯的故障数据，所述电梯升降危险信息至少包括电梯标识和对应电梯的运行数据，所述电梯关人危险信息至少包括电梯标识和对应电梯内图像。
上述技术方案的有益效果为：本发明提供的基于数字孪生的智慧社区系统，能够在电梯故障时进行故障报警，并能在电梯出现急升/急降事件时进行危险报警，进一步的有人员被困电梯时进行危险报警，并且在社区三维模型中展示报警的电梯位置，达到了在电梯发生故障及危险的第一时间进行危险报修报警，便于社区管理人员安排人员进行故障快速的维修和危险事件处置，达到为住户提供一个安全温馨的居住环境的目的。
作为一可选实施例，所述目标数据包括社区内的环境图像数据；
监控模块2，包括：
设置于社区内道路两侧的第一摄像头，所述第一摄像头用于采集社区内的环境图像，还用于在自身故障时向报警模块3发送第一摄像头故障信息；所述第一摄像头故障信息至少包括第一摄像头标识和第一摄像头故障数据；
垃圾识别单元，用于对所述第一摄像头采集的社区内的环境图像进行垃圾识别，当识别图像中有垃圾时，向报警模块3发送卫生环境预警信息；所述卫生环境预警信息至少包括有垃圾的社区内的环境图像以及采集对应图像的第一摄像头标识。
上述技术方案的有益效果为：本发明提供的基于数字孪生的智慧社区系统，能够通过摄像头采集社区内环境图像，然后根据此环境图像及垃圾识别算法，获得社区内环境卫生情况，并在社区内环境卫生较差时进行卫生环境预警；另外在摄像头设备出现故障时，能进行摄像头故障报警，并且在社区三维模型中展示报警的摄像头位置，达到了在摄像头发生故障及卫生环境较差的第一时间进行报警，便于社区管理人员安排人员进行故障快速的维修和打扫环境卫生，有效地提高了住户居住环境的卫生。
作为一可选实施例，监控模块2，还包括：
黑名单监控单元，用于根据预设人脸识别算法对所述第一摄像头采集的社区内的环境图像中的行人进行人脸识别，判断当前识别出的人脸数据是否能在预先存储的黑名单人员人脸数据库中匹配到，若能匹配到，则向报警模块3发送危险人员预警信息；所述危险人员预警信息至少包括匹配到的黑名单人员标识以及采集对应图像的第一摄像头标识。
上述技术方案的有益效果为：本发明提供的基于数字孪生的智慧社区系统，能够根据摄像头采集的社区内环境图像，使用人脸识别算法获得图像中的人员的标识信息，并在人员的标识信息为黑名单人员(黑名单人员可包括：小偷、传销、通缉犯等人员)后，进行危险人员报警，并且在社区三维模型中展示报警对应的摄像头位置，达到了有危险人员进入社区的第一时间进行报警，便于社区管理人员安排人员进行处理，有效地提高了住户居住环境的安全性。
作为一可选实施例，所述目标数据包括楼栋的侧面图像；
监控模块2，包括：
设置于社区内每栋楼侧面的第二摄像头，所述第二摄像头用于采集对应楼栋的侧面图像，还用于在自身故障时向报警模块3发送第二摄像头故障信息；所述第二摄像头故障信息至少包括第二摄像头标识和第二摄像头故障数据；
高空抛物识别单元，用于根据所述第二摄像头采集的对应楼栋的多帧连续侧面图像，基于预设坠落物体识别算法识别是否存在高空抛物事件，若是，则向报警模块3发送高空抛物预警信息；所述高空抛物预警信息至少包括识别出高空抛物事件的楼栋侧面图像以及对应第二摄像头标识。
上述技术方案的有益效果为：本发明提供的基于数字孪生的智慧社区系统，可以通过摄像头采集楼栋的侧面图像，并采用坠落物体识别算法智能的分析是否存在高空抛物事件，是则立即进行高空抛物报警，且能在摄像头故障时进行故障报警，并且在社区三维模型中展示报警对应的摄像头位置，便于社区管理人员安排人员进行处理，有效地提高了住户居住环境的安全性，和设备维修维护的效率。
作为一可选实施例，所述社区三维模型数据设置于预设的三维立体空间直角坐标系的第一象限内；报警模块3预先存储有社区内的各门禁标识、电梯标识、第一摄像头标识、第二摄像头标识、黑名单人员标识与各标识对应物在所述社区三维模型中的坐标点的对应关系；
报警模块3，包括：
投影单元，用于根据第一公式将所述监控模块发来的标识对应的目标坐标点分别投影到所述三维立体空间直角坐标系的三个平面坐标系上；
确定单元，用于剔除所述三个平面坐标系上的重复投影目标坐标点，并根据第二公式确定投影在所述三个平面坐标系上的非重复投影目标坐标点的个数最大值，将所述最大值对应的平面坐标系确定为目标平面坐标系；
采集单元，用于依据所述社区三维模型，面向所述目标平面坐标系采集社区平面图像，得到包括待处理投影坐标点的社区平面图像；其中，所述待处理投影坐标点为所述目标平面坐标系中的非重复投影目标坐标点；
顶点计算单元，用于根据所述待处理投影坐标点，基于第三公式计算当前发生设备故障和/或危险预警事件的区域的若干顶点坐标；
分割显示单元，用于将当前的社区平面图像中所述若干顶点坐标连线围成的最大区域之外的无用图像区域切除，得到当前发生设备故障和/或危险预警事件的区域图像并显示给用户；
其中，所述第一公式为：
Figure BDA0003681058680000111
所述第一公式中，,X(i),Y(i)-表示所述监控模块发来的标识对应的第i个目标坐标点的空间坐标的横坐标和纵坐标；,X(i),Z(i)-表示所述监控模块发来的标识对应的第i个目标坐标点的空间坐标的横坐标和竖坐标；,Y(i),Z(i)-表示所述监控模块发来的标识对应的第i个目标坐标点的空间坐标的纵坐标和竖坐标； ,x(i),y(i)-表示包含重复坐标的第i个目标坐标点投影到所述三维立体空间直角坐标系的XOY平面坐标系上的坐标；,x(i),z(i)-表示包含重复坐标的第i个目标坐标点投影到所述三维立体空间直角坐标系的XOZ平面坐标系上的坐标； ,y(i),z(i)-表示包含重复坐标的第i个目标坐标点投影到所述三维立体空间直角坐标系的YOZ平面坐标系上的坐标；||表示求取绝对值；a表示整数变量，a＝1,…,i-1；其中，若投影的坐标点中出现(-1,-1)则表示对应的投影坐标出现重复；
所述第二公式为：
Figure BDA0003681058680000121
所述第二公式中，M表示所述投影在三个平面坐标系上的非重复投影目标坐标点的个数最大值；i＝1,2,…,n；n表示在所述三维立体空间直角坐标系内所述目标坐标点的总数；max*+表示求取括号内三列数值中的最大值；
Figure BDA0003681058680000122
表示将i的值从1取值到n带入到括号内得到满足括号内算式的i值个数；
所述第三公式为：
Figure BDA0003681058680000123
所述第三公式中每一行表示当前发生设备故障和/或危险预警事件的区域的一个顶点坐标；
Figure BDA0003681058680000124
表示将k的值从1取值到m带入到括号内得到括号内的最大值；
Figure BDA0003681058680000125
表示将k的值从1取值到m带入到括号内得到括号内的最小值； ,A(k),B(k)-表示去除投影在所述目标平面坐标系上的(-1,-1)点后得到的第k 个待处理投影坐标点；k＝1,2,…,m；m为所述目标平面坐标系中的待处理投影坐标点的总数。
上述技术方案的有益效果为：利用第一公式(1)将故障及危险坐标点分别投影到三维立体空间直角坐标系的三个平面坐标系(XOY、XOZ、YOZ)上，从而将投影后的重复点筛选出来方便后续进行剔除；然后利用第二公式(2)根据投影在三个平面坐标系(XOY、XOZ、YOZ)上的故障及危险坐标点个数确定出目标平面坐标系，从而选择出三个平面坐标系中的最佳拍摄角度，可以快速的拍摄出具有故障及危险较多特征的社区图像；最后利用第三公式(3)根据在目标平面坐标系上的投影目标坐标点对采集的社区平面图像进行无用区域分割处理，进而将具体的故障及危险位置的社区图像提取出来提供给用户以及存储，将无用部分剔除，节约储存空间，提高储存效率。
从上述实施例的内容可知，利用WEBGL进行一比一实时场景还原，在社区设备(如门禁、电梯、摄像头等)发生故障及危险(如高空抛物、电梯运行异常、黑名单人员进入、硬闯门禁等危险)的第一时间，首先定位所述故障及危险坐标点的位置，然后将所述故障及危险坐标点分别投影到三维立体空间直角坐标系的三个平面坐标系(XOY、XOZ、YOZ)上，根据投影后的坐标点个数，向着投影后的坐标点个数最多的平面坐标系采集所述发生故障及危险事件的平面图像，并且根据投影在所述投影后的坐标点个数最多的平面坐标系上的坐标点，对采集的平面图像进行无用区域分割处理，从而快速方便的得到关于社区设备发生故障及危险的事件的平面图像并进行储存，进而可为后期提供图像证据或救援的参考图像，并在社区设备发生故障及危险的第一时间进行危险报修报警，为住户提供一个安全温馨的居住环境。
本发明是参照根据本发明实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和 /或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/ 或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。
这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。
这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。
显然，本领域的技术人员可以对本发明进行各种改动和变型而不脱离本发明的精神和范围。这样，倘若本发明的这些修改和变型属于本发明权利要求及其等同技术的范围之内，则本发明也意图包含这些改动和变型在内。以上所述，仅为本发明的具体实施方式，但本发明的保护范围并不局限于此，任何熟悉本技术领域的技术人员在本发明揭露的技术范围内，可轻易想到的变化或替换，都应涵盖在本发明的保护范围之内。因此，本发明的保护范围应以权利要求的保护范围为准。

Claims (7)

1.基于数字孪生的智慧社区系统，其特征在于，包括：
社区三维模块，存储有利用WEBGL进行一比一实时场景还原的社区三维模型数据；
监控模块，用于通过设置于社区各指定位置的采集设备采集社区内的目标数据，根据采集的目标数据对所述社区内的设备故障和/或危险预警事件进行智慧监控；
报警模块，用于在所述监控模块监控到所述社区内发生设备故障和/或危险预警事件的第一时间进行危险/设备报修报警，同时根据所述社区三维模块存储的社区三维模型，向用户提供当前发生设备故障和/或危险预警事件位置的图像；
其中，所述社区三维模型数据设置于预设的三维立体空间直角坐标系的第一象限内；所述报警模块预先存储有社区内的各门禁标识、电梯标识、第一摄像头标识、第二摄像头标识、黑名单人员标识与各标识对应物在所述社区三维模型中的坐标点的对应关系；
所述报警模块，包括：
投影单元，用于根据第一公式将所述监控模块发来的标识对应的目标坐标点分别投影到所述三维立体空间直角坐标系的三个平面坐标系上；
确定单元，用于剔除所述三个平面坐标系上的重复投影目标坐标点，并根据第二公式确定投影在所述三个平面坐标系上的非重复投影目标坐标点的个数最大值，将所述最大值对应的平面坐标系确定为目标平面坐标系；
采集单元，用于依据所述社区三维模型，面向所述目标平面坐标系采集社区平面图像，得到包括待处理投影坐标点的社区平面图像；其中，所述待处理投影坐标点为所述目标平面坐标系中的非重复投影目标坐标点；
顶点计算单元，用于根据所述待处理投影坐标点，基于第三公式计算当前发生设备故障和/或危险预警事件的区域的若干顶点坐标；
分割显示单元，用于将当前的社区平面图像中所述若干顶点坐标连线围成的最大区域之外的无用图像区域切除，得到当前发生设备故障和/或危险预警事件的区域图像并显示给用户；
其中，所述第一公式为：
Figure FDA0003980079000000021
所述第一公式中，[X(i)，Y(i)]表示所述监控模块发来的标识对应的第i个目标坐标点的空间坐标的横坐标和纵坐标；[X(i)，Z(i)]表示所述监控模块发来的标识对应的第i个目标坐标点的空间坐标的横坐标和竖坐标；[Y(i)，Z(i)]表示所述监控模块发来的标识对应的第i个目标坐标点的空间坐标的纵坐标和竖坐标；[x(i)，y(i)]表示包含重复坐标的第i个目标坐标点投影到所述三维立体空间直角坐标系的XOY平面坐标系上的坐标；[x(i)，z(i)]表示包含重复坐标的第i个目标坐标点投影到所述三维立体空间直角坐标系的XOZ平面坐标系上的坐标；[y(i)，z(i)]表示包含重复坐标的第i个目标坐标点投影到所述三维立体空间直角坐标系的YOZ平面坐标系上的坐标；||表示求取绝对值；a表示整数变量，a＝1，...，i-1；其中，若投影的坐标点中出现(-1，-1)则表示对应的投影坐标出现重复；
所述第二公式为：
Figure FDA0003980079000000022
所述第二公式中，M表示所述投影在三个平面坐标系上的非重复投影目标坐标点的个数最大值；i＝1，2，...，n；n表示在所述三维立体空间直角坐标系内所述目标坐标点的总数；max{}表示求取括号内三列数值中的最大值；
Figure FDA0003980079000000031
表示将i的值从1取值到n带入到括号内得到满足括号内算式的i值个数；
所述第三公式为：
Figure FDA0003980079000000032
所述第三公式中，每一行表示当前发生设备故障和/或危险预警事件的区域的一个顶点坐标；
Figure FDA0003980079000000033
表示将k的值从1取值到m带入到括号内得到括号内的最大值；
Figure FDA0003980079000000034
表示将k的值从1取值到m带入到括号内得到括号内的最小值；[A(k)，B(k)]表示去除投影在所述目标平面坐标系上的(-1，-1)点后得到的第k个待处理投影坐标点；k＝1，2，...，m；m为所述目标平面坐标系中的待处理投影坐标点的总数。
2.如权利要求1所述的基于数字孪生的智慧社区系统，其特征在于，所述目标数据包括社区门禁的人流量数据；
所述监控模块，包括：
社区门禁监控单元，用于统计社区各门禁的人流量，并在社区门禁的人流量超过预设阈值时向所述报警模块发送门禁人流异常预警信息；所述门禁监控单元还用于在监控到有门禁未认证成功但发生开门动作时，向所述报警模块发送门禁危险信息；所述社区门禁监控单元还用于在社区的任一门禁故障时向所述报警模块发送门禁故障信息；
其中，所述门禁人流异常预警信息至少包括门禁标识和人流量数据，所述门禁危险信息至少包括门禁标识和非法闯入警示，所述门禁故障信息至少包括发生故障的门禁标识和对应的故障数据。
3.如权利要求1所述的基于数字孪生的智慧社区系统，其特征在于，所述目标数据包括电梯的运行数据；
所述监控模块，包括：
梯控安全升降监控单元，用于实时采集社区内各电梯的运行数据，在电梯发生故障时向所述报警模块发送电梯故障信息；所述梯控安全升降监控单元还用于根据电梯的运行数据，判断电梯是否存在急升/急降事件，若是，则向所述报警模块发送电梯升降危险信息；所述梯控安全升降监控单元还用于根据电梯的运行数据，在任一电梯处于停止状态的时间超过预设时长时，获取对应电梯内的摄像头实时采集的电梯内图像，并基于预设人形识别算法识别当前获取的电梯内图像中是否有人，若识别出当前获取的电梯内图像中有人，则向所述报警模块发送电梯关人危险信息；
其中，所述电梯故障信息至少包括电梯标识和对应电梯的故障数据，所述电梯升降危险信息至少包括电梯标识和对应电梯的运行数据，所述电梯关人危险信息至少包括电梯标识和对应电梯内图像。
4.如权利要求1所述的基于数字孪生的智慧社区系统，其特征在于，所述目标数据包括社区内的环境图像数据；
所述监控模块，包括：
设置于社区内道路两侧的第一摄像头，所述第一摄像头用于采集社区内的环境图像，还用于在自身故障时向所述报警模块发送第一摄像头故障信息；所述第一摄像头故障信息至少包括第一摄像头标识和第一摄像头故障数据；
垃圾识别单元，用于对所述第一摄像头采集的社区内的环境图像进行垃圾识别，当识别图像中有垃圾时，向所述报警模块发送卫生环境预警信息；所述卫生环境预警信息至少包括有垃圾的社区内的环境图像以及采集对应图像的第一摄像头标识。
5.如权利要求4所述的基于数字孪生的智慧社区系统，其特征在于，所述监控模块，还包括：
黑名单监控单元，用于根据预设人脸识别算法对所述第一摄像头采集的社区内的环境图像中的行人进行人脸识别，判断当前识别出的人脸数据是否能在预先存储的黑名单人员人脸数据库中匹配到，若能匹配到，则向所述报警模块发送危险人员预警信息；所述危险人员预警信息至少包括匹配到的黑名单人员标识以及采集对应图像的第一摄像头标识。
6.如权利要求1所述的基于数字孪生的智慧社区系统，其特征在于，所述目标数据包括楼栋的侧面图像；
所述监控模块，包括：
设置于社区内每栋楼侧面的第二摄像头，所述第二摄像头用于采集对应楼栋的侧面图像，还用于在自身故障时向所述报警模块发送第二摄像头故障信息；所述第二摄像头故障信息至少包括第二摄像头标识和第二摄像头故障数据；
高空抛物识别单元，用于根据所述第二摄像头采集的对应楼栋的多帧连续侧面图像，基于预设坠落物体识别算法识别是否存在高空抛物事件，若是，则向所述报警模块发送高空抛物预警信息；所述高空抛物预警信息至少包括识别出高空抛物事件的楼栋侧面图像以及对应第二摄像头标识。
7.如权利要求1-6任一项所述的基于数字孪生的智慧社区系统，其特征在于，所述社区三维模块和报警模块设置于社区巡逻车上。
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