CN116451331B - 一种猪场数字孪生模型的管理方法、装置及设备 - Google Patents
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Abstract
本发明公开了一种猪场数字孪生模型的管理方法、装置及设备，其包括：获取待处理工程文件，将所述待处理工程文件进行转化处理，得到3D场景地图，其中，所述待处理工程文件为dxf格式的多边形CAD图；基于所述3D场景地图进行模型对象的搭建，并将所述模型对象进行自动贴地以及拉伸变形，得到猪场模型，其中，所述模型对象包括猪只模型、栋舍模型、设备模型以及道路模型；将所述猪场模型的每一所述模型对象进行对应真实物体的关联绑定，通过所述猪场模型获取对应真实物体的实时数据实现对猪场环境以及生产数据的监测管理。能够实现猪场数字孪生模型的标准化，提高数据的可视化和数据分析的准确性，实现对猪场环境以及猪只生产过程的全面监测和管理。
Description
技术领域
本发明涉及生猪交易管理技术领域，尤其涉及一种猪场数字孪生模型的管理方法、装置及设备。
背景技术
数字孪生技术作为一种全新的数字化技术，已经被广泛应用于制造、设计、运维等领域，其应用前景非常广阔。但是，目前已有的数字孪生技术还存在一些缺点和不足，例如现在人工搭建，要求建模人员先去建模，建好的模型通过fbx格式导入unity开发、从而进行搭建，上述方式需要投入大量的人力去搭建地形模型很耗费时间、数据准确性不高；并且后续对于猪场环境以及猪只生长过程无法及时掌握实时情况，不便于管理。
发明内容
有鉴于此，本发明的目的在于提出一种猪场数字孪生模型的管理方法、装置以及设备，旨在解决上述存在的问题。
为实现上述目的，本发明提供一种猪场数字孪生模型的管理方法，所述方法包括：
获取待处理工程文件，将所述待处理工程文件进行转化处理，得到3D场景地图，其中，所述待处理工程文件为dxf格式的多边形CAD图；
基于所述3D场景地图进行模型对象的搭建，并将所述模型对象进行自动贴地以及拉伸变形，得到猪场模型，其中，所述模型对象包括猪只模型、栋舍模型、设备模型以及道路模型；
将所述猪场模型的每一所述模型对象进行对应真实物体的关联绑定，通过所述猪场模型获取对应真实物体的实时数据实现对猪场环境以及生产数据的监测管理。
优选的，所述获取待处理工程文件，将所述待处理工程文件进行转化处理，得到3D场景地图，包括：
获取所述待处理工程文件的矢量数据，得到二维数组；
对所述二维数组的顶点进行遍历，确定所述二维数组的坐标轴极值；
通过所述坐标轴极值求解所述多边形CAD图的面积；
根据所述坐标轴极值进行mesh绘制，得到长方形网格；
根据所述多边形CAD图的面积对所述长方形网格进行裁剪，得到所述3D场景地图。
优选的，所述将所述模型对象进行自动贴地，包括：
通过等高线对齐算法将所述模型对象进行自动贴地。
优选的，所述通过等高线对齐算法将所述模型对象进行自动贴地，包括：
根据屏幕的坐标原点获取当前鼠标在屏幕中的像素位置，根据所述像素位置确定当前鼠标的世界坐标位置；
基于射线检测法，根据所述当前鼠标的世界坐标位置生成的射线获取所述模型对象与所述3D场景地图的碰撞位置；
根据所述碰撞位置确定当前贴地的位置，根据所述当前贴地的位置以及所述3D场景地图的高度实现所述模型对象的自动贴地，其中，所述3D场景地图的高度为对应坐标轴极值的Y轴极值的最大值。
优选的，所述将所述模型对象进行拉伸变形，包括：
根据屏幕的坐标原点获取当前鼠标在屏幕中的像素位置，根据所述像素位置确定当前鼠标的世界坐标位置；
根据所述当前鼠标的世界坐标位置与所述模型对象的世界坐标位置之差，确定拉伸长度。
优选的，所述根据所述当前鼠标的世界坐标位置与所述模型对象的世界坐标位置之差，包括：
根据鼠标点击的第二位置确定对应的第二世界坐标位置，计算所述第二世界坐标位置与所述当前鼠标的世界坐标位置的向量差；
根据所述向量差获得所述第二世界坐标位置在标准向量上的投影，其中，所述标准向量为所述向量差进行归一化后得到的。
优选的，在所述将所述模型对象进行自动贴地以及拉伸变形之后，还包括：
根据预先采集的不同纹理数据对不同的所述模型对象的表面进行uv贴图。
为实现上述目的，本发明还提供一种猪场数字孪生模型的管理装置，所述装置包括：
转化单元，用于获取待处理工程文件，将所述待处理工程文件进行转化处理，得到3D场景地图，其中，所述待处理工程文件为dxf格式的多边形CAD图；
构建单元，用于基于所述3D场景地图进行模型对象的搭建，并将所述模型对象进行自动贴地以及拉伸变形，得到猪场模型，其中，所述模型对象包括猪只模型、栋舍模型、设备模型以及道路模型；
监管单元，用于将所述猪场模型的每一所述模型对象进行对应真实物体的关联绑定，通过所述猪场模型获取对应真实物体的实时数据实现对猪场环境以及生产数据的监测管理。
为了实现上述目的，本发明还提出一种猪场数字孪生模型的管理设备，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行以实现如上述实施例所述的一种猪场数字孪生模型的管理方法的步骤。
为了实现上述目的，本发明还提出一种计算机可读存储介质，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如上述实施例所述的一种猪场数字孪生模型的管理方法的步骤。
有益效果：
以上方案，能够实现猪场数字孪生模型的标准化，提高数据的可视化和数据分析的准确性，实现对猪场环境以及猪只生产过程的全面监测和管理，便于管理人员及时进行响应，从而提高了数字孪生技术在猪场领域的应用价值。
以上方案，通过等高线对齐算法实现模型的自动贴地，能够将相关模型与地图表面完全自动贴合，提高贴合精度，降低处理时间，从而确保模型在地图上的准确性和一致性。
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他的附图。
图1为本发明一实施例提供的一种猪场数字孪生模型的管理方法的流程示意图。
图2为本发明一实施例提供的CAD图转换为3D场景地图的示意图。
图3为本发明一实施例提供的栋舍模型拉伸前后的效果图。
图4为本发明一实施例提供的栋舍模型uv贴图后的效果图。
图5为本发明一实施例提供的一种猪场数字孪生模型的管理装置的结构示意图。
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
为使本发明实施方式的目的、技术方案和优点更加清楚，下面将结合本发明实施方式中的附图，对本发明实施方式中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施方式是本发明一部分实施方式，而不是全部的实施方式。基于本发明中的实施方式，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他实施方式，都属于本发明保护的范围。因此，以下对在附图中提供的本发明的实施方式的详细描述并非旨在限制要求保护的本发明的范围，而是仅仅表示本发明的选定实施方式。基于本发明中的实施方式，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他实施方式，都属于本发明保护的范围。
以下结合实施例详细阐述本发明的内容。
参照图1所示为本发明一实施例提供的一种猪场数字孪生模型的管理方法的流程示意图。
本实施例中，该方法包括：
S11，获取待处理工程文件，将所述待处理工程文件进行转化处理，得到3D场景地图，其中，所述待处理工程文件为dxf格式的多边形CAD图。
进一步的，在步骤S11中，所述获取待处理工程文件，将所述待处理工程文件进行转化处理，得到3D场景地图，包括：
S11-1，获取所述待处理工程文件的矢量数据，得到二维数组；
S11-2，对所述二维数组的顶点进行遍历，确定所述二维数组的坐标轴极值；
S11-3，通过所述坐标轴极值求解所述多边形CAD图的面积；
S11-4，根据所述坐标轴极值进行mesh绘制，得到长方形网格；
S11-5，根据所述多边形CAD图的面积对所述长方形网格进行裁剪，得到所述3D场景地图。
在本实施例中，通过导入.dxf格式的CAD图（不规则的多边形）的文件，获取文件的矢量数据进行记录矢量图的二维数组。对所得到的二维数组进行遍历，遍历每一个二维数组的顶点，根据二维数组的每个顶点的记录数据确定二维数组的x轴（x轴上的数值）、y轴（y轴上的数值）的极值，包括x轴的最大值xMax和最小值xMin，y轴的最大值yMax和最小值yMin，进一步的，可通过采用冒泡排序法获取x轴、y轴的极值。从而获得二维数组的上下左右四边的极值点：最左边的点（xMin,0）、最右边的点（xMax，0）、最上边的点（0，yMax）、最下边的点（0，yMin）。通过得到的极值来限制生成的3D场景地图的取值范围，以防止生成的3D场景地图超出cad图的范围。
其中，所述通过所述坐标轴极值求解所述多边形CAD图的面积，包括：
将所述多边形CAD图分割为多个三角形，并根据所述坐标轴极值以及三角形面积公式求解每一三角形的面积，得到所述多边形CAD图的面积。
具体的，将多边形CAD图分割为多个三角形，根据极值点xMax、xMin、yMax、yMin以及三角形面积公式可以求出每个三角形对应的面积，进而根据计算每个三角形的面积得出多边形CAD图的总面积。在另一实施例中，可以通过推导出多边形CAD图的质心，其对应的计算公式为：，假设该多边形CAD图X被剖分为i个三角形X1,X2,....,Xi，每个图形的质心点为Ci ，面积为Ai，那么该多边形CAD图的质心点坐标为(Cx，Cy)，分解为i个三角形对应的质心坐标为(Cix，Ciy)。所以，通过计算每个三角形质心的横（纵）坐标，并与该三角形的面积作乘积，最终将每个乘积加和与总面积作除，即为多边形CAD图质心的横（纵）坐标，从而可根据多边形CAD图的质心点坐标求取CAD图的面积。
通过获取所需创建的mesh网格的长宽数值，根据极值点xMax、xMin、yMax、yMin进行绘制，得到一个长（xMax-xMin）、宽（yMax-yMin）的长方形网格（为固定长宽）。根据多边形CAD图的面积对长方形网格进行裁剪，得到3D场景地图。进一步的，通过在Unity3D中，使用Plane类来表示一个平面（平面的位置为世界坐标的原地（0,0,0）），其构造函数可以接收一个点和一个法向量作为参数，表示平面的位置和方向。为了方便计算，可以将切割平面的法向量规范化。（unity中的平面位置和方向会影响法向量，而法向量规范化则可以使得法向量更准确，从而影响平面渲染效果。此外，Unity中的平面也可以通过对网格进行裁剪来达到渲染效果的目的。因此，平面位置和方向规范化与对网格进行裁剪的过程有关联。）经过裁剪得到了新的mesh，再通过unity中的Mesh Filter组件将新的mesh数据发送给unity中的Mesh Renderer组件进行渲染。那么就可以自定义mesh的渲染数据，然后挂上一个MeshRenderer组件从而渲染出所要的效果，从而得到3D场景地图。可参照图2所示（其中，左边为多边形CAD图，右边为转化后的3D场景地图）。
S12，基于所述3D场景地图进行模型对象的搭建，并将所述模型对象进行自动贴地以及拉伸变形，得到猪场模型，其中，所述模型对象包括猪只模型、栋舍模型、设备模型以及道路模型。
其中，所述将所述模型对象进行自动贴地，包括：
通过等高线对齐算法将所述模型对象进行自动贴地。
进一步的，所述通过等高线对齐算法将所述模型对象进行自动贴地，包括：
S12-11，根据屏幕的坐标原点获取当前鼠标在屏幕中的像素位置，根据所述像素位置确定当前鼠标的世界坐标位置；
S12-12，基于射线检测法，根据所述当前鼠标的世界坐标位置生成的射线获取所述模型对象与所述3D场景地图的碰撞位置；
S12-13，根据所述碰撞位置确定当前贴地的位置，根据所述当前贴地的位置以及所述3D场景地图的高度实现所述模型对象的自动贴地，其中，所述3D场景地图的高度为对应坐标轴极值的Y轴极值的最大值。
在本实施例中，通过将猪只模型、栋舍模型、设备模型、道路模型以及建筑体模型等各种模型在所得到的3D场景地图上进行搭建。在搭建时，如果通过人工去搭建与地面贴近位置存在贴合不精准、时间又冗长，因而可通过下述方式将栋舍、设备以及建筑体等与3D场景地图的地形表面完全自动贴合，提高贴合的精准度和效率。具体的，以屏幕窗口坐标为依据，根据计算机屏幕原理可将屏幕左上角坐标（0,0）作为屏幕坐标原点来获取鼠标的世界坐标位置mousepos(x，y，z)（即，鼠标在屏幕中的像素位置/绝对位置），由于屏幕坐标是二维坐标（xs，ys），而鼠标的三维坐标pos(xpos，ypos，zpos)，其中xpos=xs，ypos=ys，zpos=0；而由unity引擎的屏幕坐标转为世界坐标的公式：mousepos=Camera.main.ScreenToWorldPoint(pos)，从而获取当前鼠标的世界坐标位置mousePos(x，y，z)。
由当前鼠标的世界坐标位置mousePos(x，y，z)生成射线ray=camera.ScreenPointToRay(mousepos)，利用unity引擎自带的射线检测方法对鼠标点击生成的射线检测获取当前模型对象碰撞点位置，即根据当前鼠标的世界坐标位置生成的射线Physics.Raycast(ray,out RaycastHit hitinfo,float distance,intLayerMask)获取模型对象与3D场景地图的碰撞位置p1（x1，y1，z1），其中，ray表示生成的射线，hitinfo表示射线检测到的碰撞体，distance表示检测的最大距离，LayerMask表示检测的层级（3D场景地图的层级）。通过前述导入CAD图得到的二维数组，所得到的3D场景地图的高度的最大值为yMax，则3D场景地图的高度为h=yMax。假设3D场景地图的世界坐标pt(xt，yt，zt)，而生成的3D场景地图需要将位置放在世界坐标原点（0,0,0）位置上，则此时的pt（xt，yt，zt），其中xt=0，zt=0，yt=0。由于检测的层级是3D场景地图的层级则可知，鼠标当前的y轴高度则是3D场景地图pt的y轴高度，则p1（x1，y1，z1）其中y1=yt=0；则确定当前模型对象需要贴地面的位置点pm(xm,ym,zm)其中xm=x1，zm=z1，ym=y1+h/2。其中，p1为鼠标射线与3D场景地图的相交点，而pm则是模型放置在3D场景地图上的点，两个点的x，z 相同，但是y值不同。而pm是通过计算模型与地形直接的距离，pm值是通过p1加上模型与地形在y轴的差值，形成模型放置位置自然而然贴近地面，以实现自动贴地的目的。
进一步的，所述将所述模型对象进行拉伸变形，包括：
S12-21，根据屏幕的坐标原点获取当前鼠标在屏幕中的像素位置，根据所述像素位置确定当前鼠标的世界坐标位置；
S12-22，根据所述当前鼠标的世界坐标位置与所述模型对象的世界坐标位置之差，确定拉伸长度；其中，拉伸长度包括横向拉伸长度和纵向拉伸长度。
更进一步的，所述根据所述当前鼠标的世界坐标位置与所述模型对象的世界坐标位置之差，包括：
根据鼠标点击的第二位置确定对应的第二世界坐标位置，计算所述第二世界坐标位置与所述当前鼠标的世界坐标位置的向量差；
根据所述向量差获得所述第二世界坐标位置在标准向量上的投影，其中，所述标准向量为所述向量差进行归一化后得到的。
在本实施例中，在3D场景地图进行上各种模型的搭建时，包括：
a、栋舍的搭建需要根据不同尺寸进行模型拉伸，以根据当前鼠标的世界坐标位置与模型对象的世界坐标位置之差，确定得到所需要的拉伸长度。具体的，假设模型对象的宽度为w，长度为h，根据鼠标点击的新位置newmousePos(x1,y1,z1)计算该新位置与世界坐标位置mousePos(x,y,z)的向量差：farword=(newmousePos-mousePos)，从而根据dot=Vector3.Dot（farword.normalized,newmousePos）计算相应的投影，其中，farword.normalized表示farword进行归一化后的标准向量，dot表示newmousePos在farword.normalized上的投影。如果鼠标在横坐标上进行拉伸，则（dot-h）为实际拉伸的长度，同时需要根据拉伸的长度（dot-h）来求需要自动增加的窗户，窗户宽w1、窗户间的间距为distance，则生成的窗户模型需要（dot-h）/(w1+distance)，取整数，则为需要生成的个数；如果在纵向拉伸，则（dot-w）/(w1+distance)，取整数，则为需要生成的个数来生成补充相对应的设备（风机，水帘等）。可参照图3所示（其中，左边为原栋舍模型图，右边为对应拉伸后的效果图）。
b、猪只、设备、其他建筑的搭建需要根据模型选中需要的模型时，将鼠标移动到3d场景地图进行点击，则计算鼠标点击的世界坐标位置mousePos(x,y,z)的向量，根据S12-13，进行计算贴地面原理，将所需要的模型，进行一一搭建，从而搭建出完整的数字孪生猪场。
进一步的，在所述将所述模型对象进行自动贴地以及拉伸变形之后，还包括：
根据预先采集的不同纹理数据对不同的所述模型对象的表面进行uv贴图。
具体的，通过在3D场景地图所搭建的模型进行uv贴图替换，以实现uv贴图替换不同模型对象的表面的uv纹理数据，如图4所示的栋舍模型的屋顶等贴图替换。UVs是驻留在多边形网格顶点上的两维纹理坐标点，它们定义了一个两维纹理坐标系统，称为UV纹理空间，这个空间用U和V两个字母定义坐标轴。用于确定如何将一个纹理图像放置在三维的模型表面。
S13，将所述猪场模型的每一所述模型对象进行对应真实物体的关联绑定，通过所述猪场模型获取对应真实物体的实时数据实现对猪场环境以及生产数据的监测管理。
其中，通过所述猪场模型获取对应真实物体的实时数据实现对猪场环境以及生产数据的监测管理，包括：
a、将物理猪场的设备实时数据接入物联网系统平台，物联网系统平台将实时数据进行收集、解析、存储、整合并提供各个传送数据接口。
b、通过物联网平台接口，将各种设备(如智能花洒、轨道机器、消毒机器人、环控设备、风机、保温灯、保温板、饲喂器)的实时数据传入到数字孪生猪场，数字孪生猪场将设备的运行状态、实时调度的监测，并将获取的数据传送到数字孪生猪场，通过对数字孪生猪场的交互操作，将操作的结果反馈至物联网系统平台，物联网系统平台基于实时数据对物理设备进行进行状态变更和相对应的数据进行存储，从而完成了对物理设备远程控制。通过虚拟设备驱动获取监测结果，从而达到数字孪生猪场的合理健康的监测。
c、根据系统平台的数据可以实时管控设备，当设备如果数据发生异常，虚拟猪场及时提示相对应的模型设备进行预警。当达到某个危险警报范围，虚拟猪场会自动下达命令将改变物理设备的运行状态或者自接将该设备进行关闭操作。同时虚拟猪场会展示模型操作动画，更加形象直观展示对展厅的设备进行监测以及及时解决方案。
在本实施例中，不同的模型需要对应物理世界真实物体产品，通过将各模型与对应真实物体关联并进行唯一标识，获取真实物体一一映射的实时数据，如包括监测节点、数据采集节点、数据传输节点、数据处理节点和云端管理节点等数据，对各节点采集的数据进行处理和分析，实现对猪场环境、生产数据以及猪只生长过程等的全面监测和管理，并当存在风险时可根据预设的报警策略自动发出警报，以提醒管理人员及时进行响应处理，同时还可以根据实时数据生成各种报表和分析报告。另外，通过对数据的加密存储和共享，以确保数据的安全性和可追溯性。以上方式能够实现猪场数字孪生标准化，提高了数字孪生技术在猪场领域的应用价值。
参照图5所示为本发明一实施例提供的一种猪场数字孪生模型的管理装置的结构示意图。
在本实施例中，该装置50包括：
转化单元51，用于获取待处理工程文件，将所述待处理工程文件进行转化处理，得到3D场景地图，其中，所述待处理工程文件为dxf格式的多边形CAD图；
构建单元52，用于基于所述3D场景地图进行模型对象的搭建，并将所述模型对象进行自动贴地以及拉伸变形，得到猪场模型，其中，所述模型对象包括猪只模型、栋舍模型、设备模型以及道路模型；
监管单元53，用于将所述猪场模型的每一所述模型对象进行对应真实物体的关联绑定，通过所述猪场模型获取对应真实物体的实时数据实现对猪场环境以及生产数据的监测管理。
该装置50的各个单元模块可分别执行上述方法实施例中对应步骤，故在此不对各单元模块进行赘述，详细请参见以上对应步骤的说明。
本发明实施例还提供一种设备，该设备包括如上所述的猪场数字孪生模型的管理装置，其中，猪场数字孪生模型的管理装置可以采用图5实施例的结构，其对应地，可以执行图1所示方法实施例的技术方案，其实现原理和技术效果类似，详细可以参见上述实施例中的相关记载，此处不再赘述。
所述设备包括：手机、数码相机或平板电脑等具有拍照功能的设备，或者具有图像处理功能的设备，或者具有图像显示功能的设备。所述设备可包括存储器、处理器、输入单元、显示单元、电源等部件。
其中，存储器可用于存储软件程序以及模块，处理器通过运行存储在存储器的软件程序以及模块，从而执行各种功能应用以及数据处理。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(例如图像播放功能等)等；存储数据区可存储根据设备的使用所创建的数据等。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。相应地，存储器还可以包括存储器控制器，以提供处理器和输入单元对存储器的访问。
输入单元可用于接收输入的数字或字符或图像信息，以及产生与用户设置以及功能控制有关的键盘、鼠标、操作杆、光学或者轨迹球信号输入。具体地，本实施例的输入单元除了包括摄像头，还可包括触敏表面（例如触摸显示屏）以及其他输入设备。
显示单元可用于显示由用户输入的信息或提供给用户的信息以及设备的各种图形用户接口，这些图形用户接口可以由图形、文本、图标、视频和其任意组合来构成。显示单元可包括显示面板，可选的，可以采用LCD(Liquid Crystal Display，液晶显示器)、OLED(OrganicLight-Emitting Diode,有机发光二极管)等形式来配置显示面板。进一步的，触敏表面可覆盖显示面板，当触敏表面检测到在其上或附近的触摸操作后，传送给处理器以确定触摸事件的类型，随后处理器根据触摸事件的类型在显示面板上提供相应的视觉输出。
本发明实施例还提供了一种计算机可读存储介质，该计算机可读存储介质可以是上述实施例中的存储器中所包含的计算机可读存储介质；也可以是单独存在，未装配入设备中的计算机可读存储介质。该计算机可读存储介质中存储有至少一条指令，所述指令由处理器加载并执行以实现图1所示的猪场数字孪生模型的管理方法。所述计算机可读存储介质可以是只读存储器，磁盘或光盘等。
需要说明的是，本说明书中的各个实施例均采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似的部分互相参见即可。对于装置实施例、设备实施例及存储介质实施例而言，由于其与方法实施例基本相似，所以描述的比较简单，相关之处参见方法实施例的部分说明即可。
并且，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、物品或者设备不仅包括那些要素，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、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。
上述说明示出并描述了本发明的优选实施例，应当理解本发明并非局限于本文所披露的形式，不应看作是对其他实施例的排除，而可用于各种其他组合、修改和环境，并能够在本文发明构想范围内，通过上述教导或相关领域的技术或知识进行改动。而本领域人员所进行的改动和变化不脱离本发明的精神和范围，则都应在本发明所附权利要求的保护范围内。
Claims (6)
1.一种猪场数字孪生模型的管理方法，其特征在于，所述方法包括：获取待处理工程文件，将所述待处理工程文件进行转化处理，得到3D场景地图，其中，所述待处理工程文件为dxf格式的多边形CAD图；
基于所述3D场景地图进行模型对象的搭建，并将所述模型对象进行自动贴地以及拉伸变形，得到猪场模型，其中，所述模型对象包括猪只模型、栋舍模型、设备模型以及道路模型；其中，
所述将所述模型对象进行自动贴地，包括：通过等高线对齐算法将所述模型对象进行自动贴地；进一步包括：
根据屏幕的坐标原点获取当前鼠标在屏幕中的像素位置，根据所述像素位置确定当前鼠标的世界坐标位置；
基于射线检测法，根据所述当前鼠标的世界坐标位置生成的射线获取所述模型对象与所述3D场景地图的碰撞位置；
根据所述碰撞位置确定当前贴地的位置，根据所述当前贴地的位置以及所述3D场景地图的高度实现所述模型对象的自动贴地，其中，所述3D场景地图的高度为对应坐标轴极值的Y轴极值的最大值；
所述将所述模型对象进行拉伸变形，包括：
根据屏幕的坐标原点获取当前鼠标在屏幕中的像素位置，根据所述像素位置确定当前鼠标的世界坐标位置；
根据所述当前鼠标的世界坐标位置与所述模型对象的世界坐标位置之差，确定拉伸长度；进一步包括：
根据鼠标点击的第二位置确定对应的第二世界坐标位置，计算所述第二世界坐标位置与所述当前鼠标的世界坐标位置的向量差；
根据所述向量差获得所述第二世界坐标位置在标准向量上的投影，其中，所述标准向量为所述向量差进行归一化后得到的；
将所述猪场模型的每一所述模型对象进行对应真实物体的关联绑定，通过所述猪场模型获取对应真实物体的实时数据实现对猪场环境以及生产数据的监测管理。
2.根据权利要求1所述的一种猪场数字孪生模型的管理方法，其特征在于，所述获取待处理工程文件，将所述待处理工程文件进行转化处理，得到3D场景地图，包括：
获取所述待处理工程文件的矢量数据，得到二维数组；
对所述二维数组的顶点进行遍历，确定所述二维数组的坐标轴极值；通过所述坐标轴极值求解所述多边形CAD图的面积；
根据所述坐标轴极值进行mesh绘制，得到长方形网格；
根据所述多边形CAD图的面积对所述长方形网格进行裁剪，得到所述3D场景地图。
3.根据权利要求1所述的一种猪场数字孪生模型的管理方法，其特征在于，在所述将所述模型对象进行自动贴地以及拉伸变形之后，还包括：
根据预先采集的不同纹理数据对不同的所述模型对象的表面进行uv贴图。
4.一种猪场数字孪生模型的管理装置，其特征在于，所述装置包括：转化单元，用于获取待处理工程文件，将所述待处理工程文件进行转化处理，得到3D场景地图，其中，所述待处理工程文件为dxf格式的多边形CAD图；
构建单元，用于基于所述3D场景地图进行模型对象的搭建，并将所述模型对象进行自动贴地以及拉伸变形，得到猪场模型，其中，所述模型对象包括猪只模型、栋舍模型、设备模型以及道路模型；其中，所述将所述模型对象进行自动贴地，包括：通过等高线对齐算法将所述模型对象进行自动贴地；进一步包括：
根据屏幕的坐标原点获取当前鼠标在屏幕中的像素位置，根据所述像素位置确定当前鼠标的世界坐标位置；
基于射线检测法，根据所述当前鼠标的世界坐标位置生成的射线获取所述模型对象与所述3D场景地图的碰撞位置；
根据所述碰撞位置确定当前贴地的位置，根据所述当前贴地的位置以及所述3D场景地图的高度实现所述模型对象的自动贴地，其中，所述3D场景地图的高度为对应坐标轴极值的Y轴极值的最大值；
所述将所述模型对象进行拉伸变形，包括：
根据屏幕的坐标原点获取当前鼠标在屏幕中的像素位置，根据所述像素位置确定当前鼠标的世界坐标位置；
根据所述当前鼠标的世界坐标位置与所述模型对象的世界坐标位置之差，确定拉伸长度；进一步包括：
根据鼠标点击的第二位置确定对应的第二世界坐标位置，计算所述第二世界坐标位置与所述当前鼠标的世界坐标位置的向量差；
根据所述向量差获得所述第二世界坐标位置在标准向量上的投影，其中，所述标准向量为所述向量差进行归一化后得到的；
监管单元，用于将所述猪场模型的每一所述模型对象进行对应真实物体的关联绑定，通过所述猪场模型获取对应真实物体的实时数据实现对猪场环境以及生产数据的监测管理。
5.一种猪场数字孪生模型的管理设备，其特征在于，包括处理器、存储器以及存储在所述存储器内的计算机程序，所述计算机程序被所述处理器执行以实现如权利要求1至3任意一项所述的一种猪场数字孪生模型的管理方法的步骤。
6.一种计算机可读存储介质，其特征在于，所述计算机可读存储介质上存储有计算机程序，所述计算机程序被处理器执行以实现如权利要求1至3任意一项所述的一种猪场数字孪生模型的管理方法的步骤。
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