CN116934994B - Eam设备分布的立体地图构建方法、系统、设备及存储介质 - Google Patents
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Abstract
本申请提供了一种EAM设备分布的立体地图构建方法、系统、设备及存储介质，通过调用第一图像渲染引擎，根据球形半径以及渲染材质得到球形图层；调用几何类型组件，预处理格式标准化后的经纬度数据得到多边形数据集；调用投影转换组件，根据多边形数据集的经纬度转换得到各个区域的二维图形轮廓，通过三维拉伸组件将二维图形轮廓沿着指定路径拉伸成三维区域层；调用第二图像渲染引擎，根据EAM设备的经纬度信息构建设备位置对象；渲染EAM设备的设备位置对象得到设备层。本申请通过数字可视化手段，立体展示设备的状态与空间分布情况，为企业资产管理提供一种数字化展现方法，促进EAM系统具有更高的产品化服务、标准化服务和专业化服务。
Description
技术领域
本申请属于图像数据处理技术领域，具体涉及EAM设备分布的立体地图构建方法、系统、设备及存储介质。
背景技术
在资产密集型行业的管理软件规划中，企业资产管理EAM（Enterprise AssetManagement）系统以企业的资产设备为主要管理对象，按照定期检修、状态检修、缺陷管理、技术改造、故障检修和停机大修等各种维护策略，建立以维修工单为核心的计划、执行和分析管理制度，旨在于实现资产的高效、可靠和安全的运行，同时缩减维修成本，实现企业利润最大化。
目前，对于物理地点分布广、大型设备的管理手段，还停留在信息维护层面，其管理方法和展示单一。缺少在数字可视化、空间地理维度进行考虑，为企业资产管理提供一种数字化展现的方法。
上述陈述仅用于提供与本申请有关的背景技术信息，除非在此指出，否则在本部分中描述的内容对于本申请其它部分内容而言不是现有技术。
发明内容
本发明提出的EAM设备分布的立体地图构建方法、系统、设备及存储介质，通过对大型设备物联网设备空间位置数据的采集、数字可视化手段，立体展示设备的状态与空间分布情况，为企业资产管理提供一种数字化展现方法，促进EAM系统具有更高的产品化服务、标准化服务和专业化服务。
根据本申请实施例的第一个方面，提供了一种EAM设备分布的立体地图构建方法，包括：
调用第一图像渲染引擎，根据球形半径以及渲染材质得到球形图层；
获取球形图层中各个区域的经纬度数据，并进行数据格式标准化；调用几何类型组件，预处理格式标准化后的经纬度数据得到多边形数据集，一个多边形数据代表一个区域的经纬度数据；
调用投影转换组件，根据多边形数据集的经纬度转换得到各个区域的二维图形轮廓，通过三维拉伸组件将二维图形轮廓沿着指定路径拉伸成三维区域层；
调用第二图像渲染引擎，根据EAM设备的经纬度信息构建设备位置对象；确定设备位置对象与球形图层的空间角度和空间距离后，渲染EAM设备的设备位置对象得到设备层；
融合球形图层、三维区域层以及设备层得到EAM设备的立体地图。
在本申请一些实施方式中，几何类型组件为geometry.type。
在本申请一些实施方式中，投影转换组件为proj4js或d3-geo。
在本申请一些实施方式中，三维拉伸组件为挤压缓冲几何体模型ExtrudeGeometry。
在本申请一些实施方式中，调用投影转换组件，根据多边形数据集的经纬度转换得到各个区域的二维图形轮廓，通过三维拉伸组件将二维图形轮廓沿着指定路径拉伸成三维区域层，包括以下步骤：
采用如墨卡托投影方法或国标高斯-克吕格投影方法，计算得到各个区域平面的X轴与Y轴；调用投影转换组件或三角函数法，根据多边形数据集的经纬度计算得到各个区域边缘点的X坐标值以及Y坐标值；
根据各个区域边缘点的X坐标值以及Y坐标值，通过空间转换公式计算得到各个区域边缘点的Z坐标值；
调用三维拉伸组件，将各个区域的二维图形轮廓沿着从零至Z坐标值的路径进行拉伸，并根据球形图层自适应计算各个区域二维图形轮廓内部的曲面，最终得到各个区域的三维区域层。
在本申请一些实施方式中，调用第二图像渲染引擎，根据EAM设备的经纬度信息构建设备位置对象，包括以下步骤：
获取EAM各个设备的经纬度信息；
调用圆环平面模型RingGeometry，根据各个设备的经纬度信息构建各个设备的圆环状位置对象。
在本申请一些实施方式中，确定设备位置对象与球形图层的空间角度和空间距离后，渲染EAM设备的设备位置对象得到设备层，包括以下步骤：
以设备位置对象目标空间位置为贴面中心点，计算贴面中心点与球形图层所在球心构成的第一法向量，并等比例缩放第一法向的XYZ三个分量进行归一化；
将网格对象默认贴在设备位置对象所在XOY平面进行渲染，设置XOY平面的第二法向量方向沿着Z轴与球形图层相切；
调用第一图像渲染引擎封装好的四元数库，定义四元数包括x轴移动量、y轴移动量、z轴移动量和旋转角度w四个分量；基于四元数库计算从第二法向量移动至第一法向量的移动路径对应的四元数值；
根据四元数值控制设备位置对象以合理角度在球形图层所在的三维球面地图上，渲染EAM设备的各个设备位置对象得到设备层。
根据本申请实施例的第二个方面，提供了一种EAM设备分布的立体地图构建系统，包括：
球形图层模块：用于调用第一图像渲染引擎，根据球形半径以及渲染材质得到球形图层；
区域数据处理模块：用于获取球形图层中各个区域的经纬度数据，并进行数据格式标准化；调用几何类型组件，预处理格式标准化后的经纬度数据得到多边形数据集，一个多边形数据代表一个区域的经纬度数据；
三维区域层模块：用于调用投影转换组件，根据多边形数据集的经纬度转换得到各个区域的二维图形轮廓，通过三维拉伸组件将二维图形轮廓沿着指定路径拉伸成三维区域层；
设备层模块：用于调用第二图像渲染引擎，根据EAM设备的经纬度信息构建设备位置对象；确定设备位置对象与球形图层的空间角度和空间距离后，渲染EAM设备的设备位置对象得到设备层；
融合展示层：用于融合球形图层、三维区域层以及设备层得到EAM设备的立体地图。
根据本申请实施例的第三个方面，提供了一种立体地图构建设备，包括：存储器，用于存储可执行指令；以及处理器，用于与存储器连接以执行可执行指令从而完成EAM设备分布的立体地图构建方法。
根据本申请实施例的第四个方面，提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序；计算机程序被处理器执行以实现EAM设备分布的立体地图构建方法。
采用本申请的EAM设备分布的立体地图构建方法、系统、设备及存储介质，通过调用第一图像渲染引擎，根据球形半径以及渲染材质得到球形图层；获取球形图层中各个区域的经纬度数据，并进行数据格式标准化；调用几何类型组件，预处理格式标准化后的经纬度数据得到多边形数据集，一个多边形数据代表一个区域的经纬度数据；调用投影转换组件，根据多边形数据集的经纬度转换得到各个区域的二维图形轮廓，通过三维拉伸组件将二维图形轮廓沿着指定路径拉伸成三维区域层；调用第二图像渲染引擎，根据EAM设备的经纬度信息构建设备位置对象；确定设备位置对象与球形图层的空间角度和空间距离后，渲染EAM设备的设备位置对象得到设备层；融合球形图层、三维区域层以及设备层得到EAM设备的立体地图。本申请通过数字可视化手段，立体展示设备的状态与空间分布情况，为企业资产管理提供一种数字化展现方法，促进EAM系统具有更高的产品化服务、标准化服务和专业化服务。
附图说明
此处所说明的附图用来提供对本申请的进一步理解，构成本申请的一部分，本申请的示意性实施例及其说明用于解释本申请，并不构成对本申请的不当限定。在附图中：
图1中示出了根据本申请实施例的EAM设备分布的立体地图构建方法的步骤示意图；
图2中示出了根据本申请实施例的二维图形拉伸为三维区域层的步骤示意图；
图3中示出了根据本申请实施例的构建设备位置对象的步骤示意图；
图4中示出了根据本申请实施例的得到设备层的步骤示意图；
图5中示出了根据本申请实施例的EAM设备分布的立体地图构建方法的原理框图；
图6中示出了根据本申请实施例的构建球形模型中二维平面示意图；
图7中示出了根据本申请实施例的构建球形模型中三维平面示意图；
图8中示出了根据本申请实施例中计算设备位置对象最合适的角度的示意图；
图9中示出了根据本申请实施例的EAM设备分布的立体地图构建系统的结构示意图；
图10中示出了根据本申请实施例的立体地图构建设备的结构示意图。
具体实施方式
关于本申请，企业资产管理EAM（Enterprise Asset Management）系统是面向资产密集型企业的信息化、制造业信息化、企业信息化解决方案的统称。EAM系统以往将着眼点放在维修的层次上，借助计算机实现维护工作管理和备件采购库存管理。后来将着眼点扩大到资产的层次上，将资产管理相关的项目管理、人力资源、安全与职业健康、维修成本、移动应用等子系统纳入EAM范围之内。
但是目前对于设备物理地点分布广、尤其是大型设备的管理手段，还停留在信息维护层面，设备展示手段单一、而且关注重点倾向数据方面。亟需在数字可视化、数字孪生、空间地理等维度进行物联网设备管理手段的升级，通过对大型设备物联网设备空间位置数据的采集、数字可视化手段，立体展示设备的状态与空间分布情况，为企业资产管理提供一种数字化展现方法，进而促进EAM系统延伸向更高的产品化、标准化和专业化。
基于此，本申请的EAM设备分布的立体地图构建方法、系统、设备及存储介质，通过调用第一图像渲染引擎，根据球形半径以及渲染材质得到球形图层；第一图像渲染引擎为ThreeJS；获取球形图层中各个区域的经纬度数据，并进行数据格式标准化；调用几何类型组件，预处理格式标准化后的经纬度数据得到多边形数据集，一个多边形数据代表一个区域的经纬度数据；调用投影转换组件，根据多边形数据集的经纬度转换得到各个区域的二维图形轮廓，通过三维拉伸组件将二维图形轮廓沿着指定路径拉伸成三维区域层；调用第二图像渲染引擎，根据EAM设备的经纬度信息构建设备位置对象；确定设备位置对象与球形图层的空间角度和空间距离后，渲染EAM设备的设备位置对象得到设备层；融合球形图层、三维区域层以及设备层得到EAM设备的立体地图。
本申请与传统采用canvas绘制的2D地图的设备分布地图相比，空间展现能力更强。相比传统采用的WebGL技术，本申请采用ThreeJS库开发难度低，实现成本低，开发效率高的效果。
另外，本申请根据EAM设备的位置信息过程中，通过扩展ThreeJS库二维图形对象到三维平面的处理机制，提高了设备立体分布地图的构建效率和效果。
为了使本申请实施例中的技术方案及优点更加清楚明白，以下结合附图对本申请的示例性实施例进行进一步详细的说明，显然，所描述的实施例仅是本申请的一部分实施例，而不是所有实施例的穷举。需要说明的是，在不冲突的情况下，本申请中的实施例及实施例中的特征可以相互组合。
实施例1
图1中示出了根据本申请实施例的EAM设备分布的立体地图构建方法的步骤示意图。
如图1所示，本申请实施例的EAM设备分布的立体地图构建方法包括以下步骤：
S1：调用第一图像渲染引擎，根据球形半径以及渲染材质得到球形图层；
S2：获取球形图层中各个区域的经纬度数据，并进行数据格式标准化；调用几何类型组件，预处理格式标准化后的经纬度数据得到多边形数据集，一个多边形数据代表一个区域的经纬度数据；
S3：调用投影转换组件，根据多边形数据集的经纬度转换得到各个区域的二维图形轮廓，通过三维拉伸组件将二维图形轮廓沿着指定路径拉伸成三维区域层；
S4：调用第二图像渲染引擎，根据EAM设备的经纬度信息构建设备位置对象；确定设备位置对象与球形图层的空间角度和空间距离后，渲染EAM设备的设备位置对象得到设备层；
S5：融合球形图层、三维区域层以及设备层得到EAM设备的立体地图。
其中，几何类型组件为geometry.type。投影转换组件采用proj4js或d3-geo。
其中，第一图像渲染引擎为ThreeJS。
图2中示出了根据本申请实施例的二维图形拉伸为三维区域层的步骤示意图。
如图2所示，具体实施时，S3中调用投影转换组件，根据多边形数据集的经纬度转换得到各个区域的二维图形轮廓，通过三维拉伸组件将二维图形轮廓沿着指定路径拉伸成三维区域层，包括以下步骤：
S31：采用如墨卡托投影方法或国标高斯-克吕格投影方法，计算得到各个区域平面的X轴与Y轴；调用投影转换组件或三角函数法，根据多边形数据集的经纬度计算得到各个区域边缘点的X坐标值以及Y坐标值；
S32：根据各个区域边缘点的X坐标值以及Y坐标值，通过空间转换公式计算得到各个区域边缘点的Z坐标值；
S33：调用三维拉伸组件，将各个区域的二维图形轮廓沿着从零至Z坐标值的路径进行拉伸，并根据球形图层自适应计算各个区域二维图形轮廓内部的曲面，最终得到各个区域的三维区域层。
图3中示出了根据本申请实施例的构建设备位置对象的步骤示意图。
如图3所示，S4中，调用第二图像渲染引擎，根据EAM设备的经纬度信息构建设备位置对象，包括以下步骤：
S41：获取EAM各个设备的经纬度信息；
S42：调用圆环平面模型RingGeometry，根据各个设备的经纬度信息构建各个设备的圆环状位置对象。
图4中示出了根据本申请实施例的得到设备层的步骤示意图。
如图4所示，S4中，确定设备位置对象与球形图层的空间角度和空间距离后，渲染EAM设备的设备位置对象得到设备层，包括以下步骤：
S43：以设备位置对象目标空间位置为贴面中心点，计算贴面中心点与球形图层所在球心构成的第一法向量，并等比例缩放第一法向的XYZ三个分量进行归一化；
S44：将网格对象默认贴在设备位置对象所在XOY平面进行渲染，设置XOY平面的法线方向沿着Z轴与球形图层相切，使XOY平面的第二法向量取(0, 0, 1)；
S45：调用第一图像渲染引擎封装好的四元数库，定义四元数包括x轴移动量、y轴移动量、z轴移动量和旋转角度w四个分量；基于四元数库计算从第二法向量移动至第一法向量的移动路径对应的四元数值；
S46：根据四元数值控制设备位置对象以合理角度在球形图层所在的三维球面地图上，渲染EAM设备的各个设备位置对象得到设备层。
进而，通过对大型设备物联网设备空间位置数据的采集、数字可视化手段，立体展示设备的状态与空间分布情况，为企业资产管理提供一种数字化展现方法，促进EAM系统具有更高的产品化服务、标准化服务和专业化服务。
且，本申请与传统采用canvas绘制的2D地图的设备分布地图相比，空间展现能力更强。相比传统采用的WebGL技术，本申请采用ThreeJS库开发难度低，实现成本低，开发效率高的效果。
图5中示出了根据本申请实施例的EAM设备分布的立体地图构建方法的原理框图。
如图5所示，整体说明构建原理时，本申请实施例的立体地图构建方法主要包括从三个层面进行地图构建，包括构建球形三维地图层、构建目标三维区域层以及设备层。
关于构建球形三维地图层，调用第一图像渲染引擎，具体在ThreeJS中定义一个三维球形模型SphereGeometry，固定球体半径后通过一种用于具有镜面高光的光泽表面的材质MeshPhongMaterial进行三维立体地图的球面贴图，得到球形图层。
图6中示出了根据本申请实施例的构建球形模型中二维平面示意图；图7中示出了根据本申请实施例的构建球形模型中三维平面示意图。
本实施例优选，图6是平面计算示意图，不需要投影点，图7是三维立体示意图，计算方法都是三角函数。
如图6和图7所示，在ThreeJS中，创建球缓冲几何体模型时有以下几个重要参数：半径 (radius) 以及分段数、水平（经线）方向起始角度 (phiStart，默认值 0)、水平方向角度大小 (phiLength，默认值为Math.PI * 2)、垂直方向起始角 (thetaStart，默认值为0)、垂直方向角度大小 (thetaLength，默认值为Math.PI)。
其中水平（经线）方向起始角度phiStart的起始点为 x 轴负方向，垂直方向起始角thetaStart起始点为 z 轴正方向，该球形几何体是通过扫描并计算围绕着Y轴（水平扫描）和X轴（垂直扫描）的顶点来创建的。
其中，球形的固定半径phi 的值为 0-Math.PI*2，对应的经度范围为 - 180 到180，所以与经度对应的 phi 值应为 180+lng（lng为经度 longitude）。角度值theta 的值为 0-Math.PI，对应的纬度为 90 到 - 90，所以与纬度对应的角度theta 值应为 90-lat（lat为纬度 latitude）。
最后，基于经度（lng）、纬度（lat）和球体半径（radius），以及创建时角度的对应关系，结合三角函数，可以算出对应的三维世界坐标。公式为：y = r * cos(theta)；x = -r *Math.sin(theta) *Math.cos(phi)；z = r *Math.sin(theta) * Math.sin(phi)；其中x与z需要先算出投影点，再计算具体的坐标。
关于构建目标三维区域层，本实施例中目标区域可以是一个国家、一个省份。首先，1）采集北斗或GPS提供的地图位置信息的GeoJSON据进行预处理，地图位置信息包括经度和纬度数据。目标区域中又包括多个小区域，例如一个国家包括多个不同多边形形状的省份。
具体通过GeoJSON数据加载经纬度信息，根据geometry.type判定是多边形集multiPolygon还是单多边形Polygon，封装没有闭合的单多边形，最终统一成一个多边形集合，如Array列表形式，方便后续的数据处理时进行调用。
GeoJSON是一种对地理数据结构进行编码的格式，GeoJSON对象可以表示几何信息、要素或者要素集合，一个完整的GeoJSON数据结构总是一个JSON对象。
2）接下来，再定义组成球面地图的各二维形状平面对象THREE.Shape，将预处理的多边形集合的经纬度位置信息转换成3D模型中的XYZ位置，方法参照图5和图6相关上文介绍，赋予各个区域二维平面的边缘点得到二维空间轮廓，其中，二维平面的X轴与Y轴可采用如墨卡托投影或国标高斯-克吕格投影进行计算，然后引用JS库如：proj4js、d3-geo进行空间坐标换算得到各个区域边缘点的X坐标值以及Y坐标值，也可以通过三角函数法进行自定义投影计算，减少第三方库的依赖。
3）根据各个区域边缘点的X坐标值以及Y坐标值，通过空间转换公式计算得到各个区域边缘点的Z坐标值。
具体的，二维形状平面对象THREE.Shape对象是一个二维轮廓线，由一系列的点、线条和圆弧等组成，默认没有Z轴，但轮廓线上的点具有空间坐标，故经过预处理经纬度位置信息转换成3D模型中的XYZ位置时，可赋予二维平面的轮廓线上的点实现三维空间轮廓，此时只需要将平面上的圆弧Z轴的默认值0拉伸转换成计算后的Z坐标值。本实施例通过勾股定理原理进行转换，因轮廓点的空间坐标XYZ三个值均为轮廓点到圆心的半径|AB|，通过空间转换公式:
;
其中，|AB|取值为球形图层所在球面半径，（x1,y1,z1）和（x2,y2,z2）分别为轮廓线上的两个点的空间坐标。
具体方法为：通过半径|AB|的平方减去两个轮廓点X轴方向距离的平方，再减去两个轮廓点Y轴方向距离的平方，最后通过开平方，得出Z轴到球心距离的绝对值，因为开平方是绝对值，需要增加方向±，使得区域多边形在合理的位置上，此处根据模型扫描方向，取值为负数，考虑区域对象图层与球面图层的立体位置以及显示效果，可以对Z轴到圆心的距离进行调整，如向外延展0.3以免被原有球面覆盖，最终计算获得Z轴数值。
然后采用扩展几何模型ExtrudeGeometry，将二维形状平面的Z轴由默认值0转换成成计算得到的Z轴数值。
本申请实施例采用勾股定理通过已知的XY值算出Z值，而不需要重新通过经纬度再计算空间位置坐标，提高了转换效率。
关于构建设备层，从IOT平台中采集EAM设备的经纬度信息，通过圆环平面模型RingGeometry，构建圆环形状的设备位置对象，其它实施例中还可以通过其它模型构建其它形状的设备位置对象，例如除了用圆环状对象代表设备，还可以采用设备图片或者立方体形状代表设备以显示在地图上。
通过网格Mesh对象合并后，再采用XOY平面与四元数属性计算，最终以合理角度在三维球面地图上展示设备位置效果。
ThreeJS默认坐标系是一个默认Y轴向上的右手坐标系，X轴水平向右，Z轴垂直Canvas画布向外。在三维球面上的某点进行贴图渲染时，需要贴图与球面进行相切，计算设备位置对象最合适的角度进行渲染贴图，以达到从不同角度观看立体地图时都可以最大面积看到渲染的设备对象。否则就算贴图开了双面可见，也不能保证旋转球面后贴图在任意角度都可以观察到。具体需要进行设备位置对象的角度矫正，使设备所在平面的法向量与球半径向量平行并重叠，从而使设备所在平面相切于球形图层所在球面。
图8中示出了根据本申请实施例中计算设备位置对象最合适的角度的示意图。
其中，计算设备位置对象最合适的角度并进行渲染贴图时，主要步骤为：
第一步：如图8所示，以设备位置对象目标空间位置为贴面中心点，计算贴面中心点C三维坐标与球形图层球心Q构成的第一法向量，并进行归一化，即等比例缩放向量的XYZ三个分量，缩放到向量长度为1。
第二步：将网格MESH对象默认贴在设备位置对象所在XOY平面的贴图，设置XOY平面的法线方向沿着Z轴与球形图层相切，使XOY平面的第二法向量取(0, 0, 1)。
第三步：调用第一图像渲染引擎封装好的四元数库，定义四元数包括x轴移动量、y轴移动量、z轴移动量和旋转角度w四个分量；基于所述四元数库计算从所述第二法向量移动至所述第一法向量的移动路径对应的四元数值。
第四步：根据四元数值控制设备位置对象以合理角度在所述球形图层所在的三维球面地图上，渲染EAM设备的各个设备位置对象得到设备层。
采用本申请的EAM设备分布的立体地图构建方法，通过调用第一图像渲染引擎，根据球形半径以及渲染材质得到球形图层；获取球形图层中各个区域的经纬度数据，并进行数据格式标准化；调用几何类型组件，预处理格式标准化后的经纬度数据得到多边形数据集，一个多边形数据代表一个区域的经纬度数据；调用投影转换组件，根据多边形数据集的经纬度转换得到各个区域的二维图形轮廓，通过三维拉伸组件将二维图形轮廓沿着指定路径拉伸成三维区域层；调用第二图像渲染引擎，根据EAM设备的经纬度信息构建设备位置对象；确定设备位置对象与球形图层的空间角度和空间距离后，渲染EAM设备的设备位置对象得到设备层；融合球形图层、三维区域层以及设备层得到EAM设备的立体地图。
本申请通过数字可视化手段，立体展示设备的状态与空间分布情况，为企业资产管理提供一种数字化展现方法，促进EAM系统具有更高的产品化服务、标准化服务和专业化服务。
实施例2
本实施例提供了一种EAM设备分布的立体地图构建系统，对于本实施例的EAM设备分布的立体地图构建系统中未披露的细节，请参照其它实施例中的EAM设备分布的立体地图构建方法的具体实施内容。
图9中示出了根据本申请实施例的EAM设备分布的立体地图构建系统的结构示意图。
如图9所示，EAM设备分布的立体地图构建系统，包括球形图层模块10、区域数据处理模块20、三维区域层模块30、设备层模块40以及融合展示层50。
具体的，
球形图层模块10：用于调用第一图像渲染引擎，根据球形半径以及渲染材质得到球形图层；
区域数据处理模块20：用于获取球形图层中各个区域的经纬度数据，并进行数据格式标准化；调用几何类型组件，预处理格式标准化后的经纬度数据得到多边形数据集，一个多边形数据代表一个区域的经纬度数据；
三维区域层模块30：用于调用投影转换组件，根据多边形数据集的经纬度转换得到各个区域的二维图形轮廓，通过三维拉伸组件将二维图形轮廓沿着指定路径拉伸成三维区域层；
设备层模块40：用于调用第二图像渲染引擎，根据EAM设备的经纬度信息构建设备位置对象；确定设备位置对象与球形图层的空间角度和空间距离后，渲染EAM设备的设备位置对象得到设备层；
融合展示层50：用于融合球形图层、三维区域层以及设备层得到EAM设备的立体地图。
本申请的EAM设备分布的立体地图构建系统，通过数字可视化手段，立体展示设备的状态与空间分布情况，为企业资产管理提供一种数字化展现方法，促进EAM系统具有更高的产品化服务、标准化服务和专业化服务。
本申请与传统采用canvas绘制的2D地图的设备分布地图相比，空间展现能力更强。相比传统采用的WebGL技术，本申请采用ThreeJS库开发难度低，实现成本低，开发效率高的效果。
另外，本申请根据EAM设备的位置信息过程中，通过扩展ThreeJS库二维图形对象到三维平面的处理机制，提高了设备立体分布地图的构建效率和效果。
实施例3
本实施例提供了一种立体地图构建设备，对于本实施例的立体地图构建设备中未披露的细节，请参照其它实施例中的EAM设备分布的立体地图构建方法或系统具体的实施内容。
图10中示出了根据本申请实施例的立体地图构建设备400或图像识别设备的结构示意图。
如图10所示，立体地图构建设备400或图像识别设备，包括：
存储器402：用于存储可执行指令；以及
处理器401:用于与存储器402连接以执行可执行指令从而完成EAM设备分布的立体地图构建方法或者图像识别方法。
本领域技术人员可以理解，示意图10仅仅是立体地图构建设备400或图像识别设备的示例，并不构成对立体地图构建设备400或图像识别设备的限定，可以包括比图示更多或更少的部件，或者组合某些部件，或者不同的部件，例如立体地图构建设备400还可以包括输入输出设备、网络接入设备、总线等。
所称处理器401(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 SpecificIntegrated Circuit，ASIC)、现场可编程门阵列(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401也可以是任何常规的处理器等，处理器401是立体地图构建设备400的控制中心，利用各种接口和线路连接整个立体地图构建设备400的各个部分。
存储器402可用于存储计算机可读指令，处理器401通过运行或执行存储在存储器402内的计算机可读指令或模块，以及调用存储在存储器402内的数据，实现立体地图构建设备400的各种功能。存储器402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（比如声音播放功能、图像播放功能等）等；存储数据区可存储根据立体地图构建设备400使用所创建的数据等。此外，存储器402可以包括硬盘、内存、插接式硬盘，智能存储卡（Smart Media Card， SMC），安全数字（SecureDigital， SD）卡，闪存卡（Flash Card）、至少一个磁盘存储器件、闪存器件、只读存储器（Read-OnlyMemory，ROM）、随机存取存储器（RandomAccess Memory，RAM）或其他非易失性/易失性存储器件。
立体地图构建设备400集成的模块如果以软件功能模块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方法中的全部或部分流程，也可以通过计算机可读指令来指令相关的硬件来完成，的计算机可读指令可存储于一计算机可读存储介质中，该计算机可读指令在被处理器执行时，可实现上述各个方法实施例的步骤。
实施例5
本实施例提供了一种计算机可读存储介质，其上存储有计算机程序；计算机程序被处理器执行以实现其他实施例中的EAM设备分布的立体地图构建方法。
本申请实施例的立体地图构建设备及存储介质，通过调用第一图像渲染引擎，根据球形半径以及渲染材质得到球形图层；获取球形图层中各个区域的经纬度数据，并进行数据格式标准化；调用几何类型组件，预处理格式标准化后的经纬度数据得到多边形数据集，一个多边形数据代表一个区域的经纬度数据；调用投影转换组件，根据多边形数据集的经纬度转换得到各个区域的二维图形轮廓，通过三维拉伸组件将二维图形轮廓沿着指定路径拉伸成三维区域层；调用第二图像渲染引擎，根据EAM设备的经纬度信息构建设备位置对象；确定设备位置对象与球形图层的空间角度和空间距离后，渲染EAM设备的设备位置对象得到设备层；融合球形图层、三维区域层以及设备层得到EAM设备的立体地图。本申请通过数字可视化手段，立体展示设备的状态与空间分布情况，为企业资产管理提供一种数字化展现方法，促进EAM系统具有更高的产品化服务、标准化服务和专业化服务。
本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质（包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等）上实施的计算机程序产品的形式。
本申请是参照根据本申请实施例的方法、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。
在本发明使用的术语是仅仅出于描述特定实施例的目的，而非旨在限制本发明。在本发明和所附权利要求书中所使用的单数形式的“一种”、“所述”和“该”也旨在包括多数形式，除非上下文清楚地表示其他含义。还应当理解，本文中使用的术语“和/或”是指并包含一个或多个相关联的列出项目的任何或所有可能组合。
应当理解，尽管在本发明可能采用术语第一、第二、第三等来描述各种信息，但这些信息不应限于这些术语。这些术语仅用来将同一类型的信息彼此区分开。例如，在不脱离本发明范围的情况下，第一信息也可以被称为第二信息，类似地，第二信息也可以被称为第一信息。取决于语境，如在此所使用的词语“如果”可以被解释成为“在……时”或“当……时”或“响应于确定”。
尽管已描述了本申请的优选实施例，但本领域内的技术人员一旦得知了基本创造性概念，则可对这些实施例作出另外的变更和修改。所以，所附权利要求意欲解释为包括优选实施例以及落入本申请范围的所有变更和修改。
显然，本领域的技术人员可以对本申请进行各种改动和变型而不脱离本申请的精神和范围。这样，倘若本申请的这些修改和变型属于本申请权利要求及其等同技术的范围之内，则本申请也意图包含这些改动和变型在内。
Claims (10)
1.一种EAM设备分布的立体地图构建方法，其特征在于，包括：
调用第一图像渲染引擎，根据球形半径以及渲染材质得到球形图层；
获取球形图层中各个区域的经纬度数据，并进行数据格式标准化；调用几何类型组件，预处理格式标准化后的经纬度数据得到多边形数据集，一个多边形数据代表一个区域的经纬度数据；
调用投影转换组件，根据所述多边形数据集的经纬度转换得到各个区域的二维图形轮廓，通过三维拉伸组件将所述二维图形轮廓沿着指定路径拉伸成三维区域层，并根据所述球形图层自适应计算各个区域的二维图形轮廓内部的曲面；
调用第二图像渲染引擎，根据EAM设备的经纬度信息构建设备位置对象；确定设备位置对象与所述球形图层的空间角度和空间距离后，渲染所述EAM设备的设备位置对象得到设备层；
融合所述球形图层、三维区域层以及设备层得到EAM设备的立体地图。
2.根据权利要求1所述的立体地图构建方法，其特征在于，所述几何类型组件为geometry.type。
3.根据权利要求1所述的立体地图构建方法，其特征在于，所述投影转换组件为proj4js或d3-geo。
4.根据权利要求1所述的立体地图构建方法，其特征在于，所述第一图像渲染引擎为ThreeJS。
5.根据权利要求1所述的立体地图构建方法，其特征在于，所述调用投影转换组件，根据所述多边形数据集的经纬度转换得到各个区域的二维图形轮廓，通过三维拉伸组件将所述二维图形轮廓沿着指定路径拉伸成三维区域层，包括以下步骤：
采用墨卡托投影方法或国标高斯-克吕格投影方法，计算得到各个区域平面的X轴与Y轴；调用投影转换组件或三角函数法，根据多边形数据集的经纬度计算得到各个区域边缘点的X坐标值以及Y坐标值；
根据各个区域边缘点的X坐标值以及Y坐标值，通过空间转换公式计算得到各个区域边缘点的Z坐标值；
调用三维拉伸组件，将所述各个区域的二维图形轮廓沿着从零至Z坐标值的路径进行拉伸，并根据所述球形图层自适应计算各个区域二维图形轮廓内部的曲面，最终得到各个区域的三维区域层。
6.根据权利要求1所述的立体地图构建方法，其特征在于，所述调用第二图像渲染引擎，根据EAM设备的经纬度信息构建设备位置对象，包括以下步骤：
获取EAM各个设备的经纬度信息；
调用圆环平面模型RingGeometry，根据所述各个设备的经纬度信息构建各个设备的圆环状位置对象。
7.根据权利要求1所述的立体地图构建方法，其特征在于，所述确定设备位置对象与所述球形图层的空间角度和空间距离后，渲染所述EAM设备的设备位置对象得到设备层，包括以下步骤：
以设备位置对象目标空间位置为贴面中心点，计算所述贴面中心点与所述球形图层所在球心构成的第一法向量，并等比例缩放第一法向量的XYZ三个分量进行归一化；
将网格对象默认贴在设备位置对象所在XOY平面进行渲染，设置XOY平面的第二法向量方向沿着Z轴与球形图层相切；
调用第一图像渲染引擎封装好的四元数库，定义四元数包括x轴移动量、y轴移动量、z轴移动量和旋转角度w四个分量；基于所述四元数库计算从所述第二法向量移动至所述第一法向量的移动路径对应的四元数值；
根据所述四元数值控制设备位置对象以合理角度在所述球形图层所在的三维球面地图上，渲染EAM设备的各个设备位置对象得到设备层。
8.一种EAM设备分布的立体地图构建系统，其特征在于，包括：
球形图层模块：用于调用第一图像渲染引擎，根据球形半径以及渲染材质得到球形图层；
区域数据处理模块：用于获取球形图层中各个区域的经纬度数据，并进行数据格式标准化；调用几何类型组件，预处理格式标准化后的经纬度数据得到多边形数据集，一个多边形数据代表一个区域的经纬度数据；
三维区域层模块：用于调用投影转换组件，根据所述多边形数据集的经纬度转换得到各个区域的二维图形轮廓，通过三维拉伸组件将所述二维图形轮廓沿着指定路径拉伸成三维区域层，并根据所述球形图层自适应计算各个区域的二维图形轮廓内部的曲面；
设备层模块：用于调用第二图像渲染引擎，根据EAM设备的经纬度信息构建设备位置对象；确定设备位置对象与所述球形图层的空间角度和空间距离后，渲染所述EAM设备的设备位置对象得到设备层；
融合展示层：用于融合所述球形图层、三维区域层以及设备层得到EAM设备的立体地图。
9.一种立体地图构建设备，其特征在于，包括：
存储器，用于存储可执行指令；以及
处理器，用于与存储器连接以执行可执行指令从而完成如权利要求1-7任一项所述的方法。
10.一种计算机可读存储介质，其特征在于，其上存储有计算机程序；计算机程序被处理器执行以实现如权利要求1-7任一项所述的方法。
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