CN117876642A - 数字模型的构建方法、计算机程序产品及电子设备 - Google Patents

Abstract

本申请实施例提供一种数字模型的构建方法、计算机程序产品及电子设备。该方法包括：获取目标场景的二维平面图文件，该文件中包括指示目标对象在目标场景中的布局方式的二维平面布局图；将目标对象在二维平面布局图中的二维位置坐标投射到目标场景的三维模型的坐标系下，得到目标对象在三维模型的坐标系下非高度方向上的坐标值；基于目标对象在目标场景中的部署高度、以及该非高度方向上的坐标值，确定目标对象在三维模型的坐标系下的三维位置坐标；将目标对象对应的虚拟模型添加到三维位置坐标对应的位置处，构建目标场景的数字模型。通过这种方式，可以自动实现在三维模型中添加各类目标对象的虚拟模型，无需用户手动添加，更加方便快捷。

Description

数字模型的构建方法、计算机程序产品及电子设备

技术领域

本申请涉及数字孪生技术领域，具体而言，涉及一种数字模型的构建方法、计算机程序产品及电子设备。

背景技术

数字孪生系统（Digital Twin System）是指通过数字技术对真实世界中的实体物体进行建模、仿真和预测的系统，通过构建与实体物体对应的数字模型，可以方便对实体物体的运行状态进行监测、预测以及优化决策。在构建某个真实的目标场景的数字模型时，通常会预先构建该目标场景的三维模型，针对部署在该目标场景中的一些目标对象，可以在该三维模型中添加这些目标对象的虚拟模型，以便在该三维模型中标记这些目标对象的位置。

目前，在三维模型中添加这些目标对象的虚拟模型时，有些方式是用户直接输入各个目标对象在场景中的位置坐标，基于用户输入的位置坐标自动在场景中的三维模型中添加该对象的虚拟模型，然而这种方式需要预先测量各个目标对象在目标场景中的位置信息，非常繁琐。也有些方式在界面中展示目标场景的三维模型，用户可以通过拖拽的方式将目标对象的虚拟模型拖动至三维模型的各个位置，这种方式构建的数字模型中虚拟模型的位置与目标对象在目标场景中的真实位置往往存在较大的偏差，无法真实反映目标对象在目标场景的情况，导致构建的数字模型不够准确。并且，无论是上述哪种方式，均需要用户手动操作，当目标场景中部署的目标对象数量较多时，会导致用户的工作量较大，非常浪费人力。

发明内容

有鉴于此，本申请提供一种数字模型的构建方法、计算机程序产品及电子设备。

根据本申请的第一方面，提供一种数字模型的构建方法，所述方法包括：

获取目标场景的二维平面图文件，所述二维平面图文件中包括用于指示目标对象在所述目标场景中的布局方式的二维平面布局图；

将所述目标对象在所述二维平面布局图中的二维位置坐标投射到预先构建的所述目标场景的三维模型的坐标系下，得到所述目标对象在所述三维模型的坐标系下非高度方向上的坐标值；

基于预先设置的所述目标对象在所述目标场景中的部署高度、以及所述非高度方向上的坐标值，确定所述目标对象在所述三维模型的坐标系下的三维位置坐标；

将所述目标对象对应的虚拟模型添加到所述三维位置坐标对应的位置处，以构建所述目标场景的数字模型。

根据本申请的第二方面，提供一种计算机程序产品，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述第一方面提及的方法。

根据本申请的第三方面，提供一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器、存储器以及存储于所述存储器可供所述处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被执行时可实现上述第一方面提及的方法。

根据本申请的第四方面，提供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，所述计算机程序被执行时实现上述第一方面提及的方法。

应用本申请提供的方案，考虑到针对真实世界中的大多数目标场景，在该目标场景施工之前，均会预先绘制该目标场景的二维平面图文件，并且，针对目标场景中部署的各个目标对象，也会通过绘制二维平面布局图来展示各个目标对象在目标场景中的布局方式。为了在构建该目标场景的数字模型时，可以自动在目标场景的三维模型中快速地标记部署在目标场景中的各个目标对象的位置，本申请实施例中可以借助目标场景的二维平面图文件完成目标对象在三维模型中的标记，由于二维平面布局图中指示了目标对象在目标场景非高度方向上的位置信息，因而，可以基于该位置信息和预先设置的目标对象在目标场景的部署高度，确定标识目标对象在三维模型中的位置的三维位置坐标，进而基于该三维位置坐标自动将目标对象的虚拟模型添加到该三维模型中，以构建目标场景的数字模型。通过这种方式，可以自动在目标场景的三维模型中确定目标场景中的各类目标对象在该三维模型中的位置，并在三维模型中添加各类目标对象的虚拟模型，无需用户手动添加，更加方便快捷，尤其是在目标对象数量较多时，可以实现自动批量添加，提高虚拟模型的添加效率，大大减少用户的工作量。

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，并不能限制本说明书。

附图说明

为了更清楚地说明本申请实施例中的技术方案，下面将对实施例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申请的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1是本申请一个实施例的数字模型构建方法的流程图。

图2是本申请一个实施例的二维平面布局图的示意图。

图3（a）是本申请一个实施例的统一二维平面布局图和三维模型的坐标系的示意图。

图3（b）是本申请一个实施例的在三维模型中添加目标对象的虚拟模型的示意图。

图4是本申请一个实施例的展示与虚拟模型对应的目标对象采集的图像数据的示意图。

图5是本申请一个实施例的电子设备的逻辑结构的示意图。

具体实施方式

下面将结合本申请实施例中的附图，对本申请实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本申请一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本申请中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本申请保护的范围。

数字孪生系统（Digital Twin System）是指通过数字技术对真实世界中的实体物体进行建模、仿真和预测的系统，通过构建与实体物体对应的虚拟数字模型，可以方便对实体物体的运行状态进行监测、预测以及优化决策。在构建数字孪生系统时，较为关键的步骤是对实体物体进行建模，得到实体物体对应的数字模型。在构建某个真实的目标场景的数字模型时，通常会预先构建该目标场景的三维模型，针对部署在该目标场景中的一些目标对象，可以在该三维模型中添加这些目标对象的虚拟模型，以便在该三维模型中标记这些目标对象的位置。

比如，以构建某楼栋的数字模型为例，通常可以通过三维建模技术构建该楼栋的三维模型，对于楼栋中部署的一些小型化设备，比如，消防栓、摄像头、空调等设备，可以在构建好楼栋的三维模型后，在楼栋的三维模型中标记这些目标对象的位置，比如，在三维模型中的对应位置添加这些目标对象的虚拟模型，以完善该楼栋的数字模型。

目前，在目标场景的三维模型中添加部署在该目标场景中的各类目标对象的虚拟模型时，主要有两种方式：一种方式是用户直接输入各个目标对象在目标场景中的位置坐标，然后可以基于用户输入的位置坐标自动在场景中的三维模型中添加该对象的虚拟模型，然而这种方式需要预先测量各个目标对象在目标场景中的位置信息，非常繁琐。另一种方式在界面中展示该目标场景的三维模型，用户可以通过肉眼判定将目标对象的虚拟模型拖动至三维模型的对应位置处，这种方式构建的数字模型中虚拟模型的位置与目标对象在目标场景中的真实位置往往存在较大的偏差，无法真实反映目标对象在目标场景中的真实情况，导致构建的数字模型不够准确。并且，无论是上述哪种方式，均需要用户手动操作，当目标场景中部署的目标对象数量较多时，会导致用户的工作量较大，非常浪费人力。

基于此，本申请实施例提供了一种数字模型的构建方法，考虑到针对真实世界中的大多数目标场景，在该目标场景施工之前，均会预先绘制该目标场景的二维平面图文件（比如，CAD文件），并且，针对目标场景中部署的各个目标对象，也会通过绘制二维平面布局图来展示各个目标对象在目标场景中的布局方式。比如，以某个楼栋为例，在该楼栋施工之前，通常会绘制该楼栋的二维平面图文件，二维平面图文件中通常包括用于指示消防栓、摄像头、空调等各类设备在楼栋中的部署位置的二维平面布局图。为了在构建该目标场景的数字模型时，可以自动在目标场景的三维模型中快速地标记部署在目标场景中的各个目标对象的位置，本申请实施例中可以借助目标场景的二维平面图文件完成目标对象在三维模型中的标记，由于二维平面布局图中指示了目标对象在目标场景非高度方向上的位置信息，因而，可以基于该位置信息和预先设置的目标对象在目标场景的部署高度，确定标识目标对象在三维模型中的位置的三维位置坐标，进而基于该三维位置坐标自动将目标对象的虚拟模型添加到该三维模型中，以构建目标场景的数字模型。本申请实施例中二维平面图文件可以是利用各类绘图软件绘制的二维平面图文件，比如，可以是采用CAD、AutoDeskSketchBook、CorelDRAW、Adobe Illustrator等绘图软件绘制的二维平面图文件。

本申请实施例通过借助已有的目标场景的二维平面图文件，自动确定目标对象在三维模型中的非高度方向的坐标值，结合预先设置的各目标对象的部署高度，即可以自动确定标识各个目标对象在三维模型中的位置的三维位置坐标，进而将各目标对象的虚拟模型添加到该三维位置坐标处，通过这种方式，可以自动实现在三维模型中添加各类目标对象的虚拟模型，无需用户手动添加，更加方便快捷。

本申请实施例提供的数字模型构建方法可以应用于数字孪生系统，比如，在构建数字孪生系统的数字模型时，可以通过该数字孪生系统实现上述方法，已完成数字孪生系统中数字模型的构建。或者，本申请实施例提供的方法也可以应用于除孪生系统以外的其他的具有类似位置标记功能的系统中，本申请实施例不做限制。上述数字孪生系统或具有类似位置标记功能的系统可以部署在手机、电脑、服务器或服务器集群等各类电子设备中，本申请实施例不做限制。

本申请实施例中的目标场景可以是真实世界中的各类实体场景，或实体系统。比如，目标场景可以是某个学校、楼栋、车间、或者某个设备等等，本申请实施例不做限制。

本申请实施例中的目标对象可以是部署在该目标场景中的各类对象，比如，可以是摄像头、消防栓、空调、传感器等各类对象，本申请实施例不做限制。

如图1所示，本申请实施例提供的数字模型的构建方法可以包括以下步骤：

S102、获取目标场景的二维平面图文件，所述二维平面图文件中包括用于指示目标对象在所述目标场景中的布局方式的二维平面布局图；

在步骤S102中，可以获取目标场景的二维平面图文件，其中，二维平面图文件可以是通过各类绘图软件绘制的目标场景二维平面图，比如，可以是目标场景的CAD文件，或者也可以是通过其他绘图软件绘制的该目标场景的二维平面图。其中，该二维平面图文件中包括用于指示目标对象在该目标场景中的布局方式的二维平面布局图，针对目标场景中部署的各个目标对象，可以通过该二维平面布局图标记各个目标对象在目标场景中的部署位置。其中，目标对象在目标场景中的部署位置可以通过单个点位表示，也可以通过多个点位表示，本申请实施例不做限制。

比如，以目标场景为某个楼栋为例，该二维平面图文件可以是通过CAD绘制的该楼栋的平面图文件。其中，该CAD文件中可以包括多个图层，每个图层可以绘制有楼栋的一个楼层的结构示意图，或者每个图层可以绘制有楼栋的一个房间的结构示意图。当然，该二维平面图文件也可以包括多个CAD文件，每个CAD文件包括一个图层，用于绘制该楼栋的所有楼层的结构示意图。其中，针对楼栋中安装的摄像头、消防栓等设备，可以预先绘制表示这些设备在楼栋中各个楼层或房间中安装位置的二维平面布局图，比如，每个楼层可以绘制一张或多张二维平面布局图，比如，如图2所示，可以将该楼层安装的所有设备绘制到一张二维平面布局图中，也可以将不同类型的设备绘制在不同的二维平面布局中，比如，摄像头绘制在一张二维平面布局图中，消防栓绘制在一张二维平面布局图中，具体可以基于实际需求设置，本申请实施例不做限制。

S104、将所述目标对象在所述二维平面布局图中的二维位置坐标投射到预先构建的所述目标场景的三维模型的坐标系下，得到所述目标对象在所述三维模型的坐标系下非高度方向上的坐标值；

在步骤S104中，在获取到二维平面布局图后，即可以确定目标对象在二维平面布局图中的二维位置坐标，其中，针对每个目标对象，其在二维平面布局图中可以通过一个点位表示，也可以通过多个点位表示，因而，每个目标对象在二维平面布局图中的二维位置坐标可以是一个，也可以是多个。比如，在一些场景，二维平面布局图可以是目标场景的俯视图，因而该二维位置坐标表示了目标对象在目标场景非高度方向上的位置信息。考虑到目标场景的二维平面布局图的坐标系和预先构建的目标场景的三维模型的坐标系不一致，为了可以根据目标对象在二维平面布局中的位置确定目标对象在目标场景的三维模型中的对应位置，可以对目标对象在二维平面布局图中的二维位置坐标进行坐标系转换，将其投射到目标场景的三维模型的坐标系下，从而可以得到目标对象在三维模型的坐标系下非高度方向上的坐标值。

当然，二维平面图也可以是目标场景的仰视图、XY平面的剖视图等，本申请实施例不做限制。

比如，以目标场景为某个楼栋、目标对象为楼栋中安装的摄像头为例，通过摄像头在某个楼层的二维平面布局图，可以确定各个摄像头在楼层中的平面位置信息，比如，以楼层左右、前后、和上下方向分别对应坐标系的X，Y、Z轴为例，通过二维平面布局图可以确定摄像头在二维平面布局图的坐标系下X、Y方向上的坐标值。通过将楼栋的二维平面布局图的坐标系和楼栋的三维模型的坐标系统一，即可以确定摄像头在三维模型的坐标系下X、Y方向上的坐标值。

S106、基于预先设置的所述目标对象在所述目标场景中的部署高度、以及所述非高度方向上的坐标值，确定所述目标对象在所述三维模型的坐标系下的三维位置坐标；

在步骤S106中，由于二维平面布局图中仅展示目标对象在目标场景非高度方向上的位置信息，为了得到目标对象在目标场景的三维位置信息，还需要知道目标对象在目标场景中的高度信息。因此，针对目标场景中的目标对象，可以预先设置好各目标对象在目标场景中的部署高度，在确定目标对象在三维模型的坐标系下非高度方向上的坐标值后，可以结合该部署高度，确定目标对象在三维模型的坐标系下的三维位置坐标。

其中，考虑到同一类型的目标对象在目标场景中的部署高度通常一致，因而，在设置目标对象的部署高度时，针对同一类型的目标对象可以统一设置一个默认高度。当然，针对同一类型的目标对象，如果各个目标对象的部署高度不一致，也可以分别针对每个目标对象单独设置。用户可以预先设置好各个目标对象的部署高度然后以文件的形式保存，在构建数字模型时，用户可以上传该文件，系统可以自动获取用户上传的文件，然后对该文件进行解析，得到各个目标对象的部署高度。

其中，需要指出的是，将各目标对象在二维平面布局图中的二维位置坐标投射到预先构建的目标场景的三维模型的坐标系下，得到各目标对象在三维模型的坐标系下非高度方向上的坐标值的步骤，与获取各目标对象的部署高度的步骤的顺序不做限定，可以是先获取各目标对象的部署高度，然后再确定各目标对象在三维模型的坐标系下非高度方向上的坐标值；也可以是先确定各目标对象在三维模型的坐标系下非高度方向上的坐标值，然后在获取各目标对象的部署高度，具体可以基于实际需求灵活设置。

S108、将所述目标对象对应的虚拟模型添加到所述三维位置坐标对应的位置处，以构建所述目标场景的数字模型。

在步骤S108中，在确定目标对象在三维模型的坐标系下的三维位置坐标后，即可以将该目标对象的虚拟模型添加到该三维位置坐标对应的位置处，以便在三维模型中标记该目标对象的位置，从而构建目标场景的数字模型。其中，该目标对象的虚拟模型可以是各种可以代表该目标对象的模型，比如，虚拟模型可以是某个点、某个图形或图案、或者是该目标对象的三维模型等等，本申请实施例不做限制。

在一些场景，该目标对象的数量可以是多个，因而可以针对每个目标对象，逐一确定该目标对象在该三维模型的坐标系下的三维位置坐标，然后基于确定的三维位置坐标将该多个目标对象对应的虚拟模型依次添加到各自的三维位置坐标对应的位置处，以构建目标场景的数字模型。或者也可以基于确定的三维位置坐标将该多个目标对象对应的虚拟模型批量添加到各自的三维位置坐标对应的位置处，以构建目标场景的数字模型，从而可以实现一键完成多个目标对象的虚拟模型的批量添加。在一些实施例中，考虑到目标场景的二维平面布局图的坐标系与目标场景的三维模型的坐标系不同，在将目标对象在该二维平面布局图中的二维位置坐标投射到该三维模型的坐标系下时，可以先对两者的坐标系进行统一。考虑到两者的维度不同，为了统一两者的坐标系，可以先将该目标场景的三维模型转化成二维平面模型，然后确定该二维平面模型和该二维平面布局图各自的坐标系之间的映射关系，基于该映射关系将目标对象在该二维平面布局图中的二维位置坐标投射到该三维模型的坐标系下。比如，如果二维平面布局图为目标场景的俯视图或仰视图，则可以将目标场景的三维模型在高度方向上投影，得到二维平面模型，然后确定二维平面模型和和二维平面布局图的映射关系。同理，如果二维平面布局图为目标场景在XY平面的剖视图，也可以确定该三维模型在XY平面的剖视图，得到对应的二维平面模型。其中，将该目标场景的三维模型转化成二维平面模型的具体方式，可以基于二维平面布局的特性灵活确定，本申请实施例不做限制。

在一些实施例中，在确定该二维平面模型和该二维平面布局图各自的坐标系之间的映射关系时，可以先从二维平面模型和二维平面布局图中确定多组特征信息对，每组特征信息对由二维平面模型和二维平面布局图中对应于所述目标场景中同一位置的两个特征信息组成。其中，该特征信息可以是特征点（比如，轮廓点）、特征线段（比如，轮廓线）、特征图形（比如，某些特定物体）等等。在从二维平面模型和二维平面布局图中确定多组特征信息对后，即可以基于这多组特征信息对确定二维平面模型的坐标系和二维平面布局图的坐标系之间的映射关系。

其中，在从二维平面模型和二维平面布局图中确定对应目标场景同一位置的特征信息对时，可以自动实现，也可以通过用户手动标定实现。比如，可以将投影得到的二维平面模型，以及二维平面布局图通过交互界面展示给用户，由用户在上面标注对应于目标场景同一位置的特征信息（比如，特征点、特征线段或特征图形）。或者，也可以对二维平面模型和二维平面布局图进行解析，通过算法自动从两者提取特征信息，并对特征信息进行匹配，得到对应于目标场景同一位置的特征信息对。

以下结合一个具体例子说明，比如，如图3（a）所示，假设二维平面布局图为目标场景的俯视图，可以将目标场景的三维模型在高度方向投影，得到二维平面模型，然后可以从二维平面模型和二维平面布局图中确定多组二维点对，其中，每组二维点对由二维平面模型和二维平面布局图中对应于目标场景中同一位置的两个二维点组成。比如，假设目标场景为楼栋，楼栋中包括三根柱子，即在楼栋的三维模型中包括三根柱子的虚拟模型，其位置分别为三维点A、B、C的位置。其中一根柱子在三维模型的位置为三维点A的位置，其在二维平面模型中对应的位置为二维点A1，其在二维平面布局图中对应的位置为二维点A2，即可以得到一组二维点对（A1，A2）。针对三维B、C也是类似，可以分别确定两组二维点对，通过多组二维点对的坐标即可以确定二维平面模型的坐标系和二维平面布局图的坐标系之间的映射关系，然后可以基于该映射关系将目标对象在二维平面布局图中的二维位置坐标投射到目标场景的三维模型的坐标系(三维模型的坐标系即为二维模型的坐标系加上高度方向的坐标值)下，得到目标对象在该三维模型的坐标系下非高度方向上的坐标值。

比如，如图3（b）所示，在确定二维平面模型和二维平面布局图各自的坐标的映射关系后，针对二维平面布局图中的目标对象（摄像头P），可以基于摄像头P的非高度方向的坐标（x,y）和该映射关系确定摄像头P在三维模型的坐标系下非高度方向的坐标（x’,y’），然后可以基于摄像头的部署高度(z’)确定摄像头P在三维模型的坐标系下的三维位置坐标（x’,y’,z’），基于该三维位置坐标将摄像头P的虚拟模型添加到该三维模型中。

在一些实施例中，目标场景中的目标对象通常包括多个，考虑到添加到三维模型中的各个虚拟模型均是与目标场景中真实的目标对象一一对应的，为了可以将虚拟模型与目标场景中真实的目标对象关联起来，以便用户在查看数字模型时，可以知道该虚拟模型对应的真实目标对象的各类信息，比如，该目标对象的各种属性信息（性能参数、图片、型号等等）、该目标对象的运行状态、该目标对象采集的数据等等。可以预先制备关联文件，该关联文件中可以记录二维平面布局图中的各个目标对象的二维位置坐标与目标场景中的各个真实的目标对象的标识信息的关联关系，然后可以基于该关联关系将虚拟模型与上述标识信息绑定。其中，标识信息可以是各种可以唯一标识该目标对象的信息，比如，该目标对象的设备型号、编号、编码信息（比如，条形码、二维码等）等等。由于每个目标对象的属性、运行状态、采集的数据都与目标对象的标识信息关联，从而，用户在查看目标场景的数字模型时，可以基于该绑定关系知道数字模型中的各个虚拟模型对应的真实目标对象的各类信息。

当然，为了确定添加到数字模型中的虚拟模型与目标场景中的真实目标对象的关联信息，也可以在添加虚拟模型后，由用户逐一针对每个虚拟模型手动设置其对应的真实目标对象。即将两者进行关联的方式可以有多种，具体可以基于实际需求灵活选择。

在一些实施例中，该目标对象可以各种类型的传感器，比如，可以图像传感器、温度传感器、位置传感器等等。为了方便用户在查看数字模型时，可以知道该数字模型中的任一虚拟模型对应的真实目标对象采集的数据源，在将虚拟模型和真实目标对象的标识信息绑定之后，可以确定与该虚拟模型绑定的标识信息标识的传感器，然后获取该传感器采集的数据并展示给用户。比如，以标识信息为传感器的型号或编号为例，针对任一虚拟模型，可以获取与该虚拟模型绑定的传感器编号，然后获取该编号指示的传感器采集的数据，并展示在交互界面中，以便用户可以通过查看数字模型对真实的目标场景中各个传感器采集的数据进行监测。

比如，如图4所示，以目标场景为某个楼栋、目标对象为楼栋中安装的摄像头为例，可以将数字模型中的虚拟摄像头模型与目标场景中的真实摄像头绑定，当用户选中数字模型中的某个虚拟摄像头模型时或当用户将鼠标悬浮在某个虚拟摄像头模型，即可以展示该虚拟摄像头模型对应的真实摄像头采集的图像数据。

在一些实施例中，在将目标对象对应的虚拟模型添加到最终确定的三维位置坐标对应的位置处的过程中，可以进行数据校验。比如，在某些场景，可能关联文件中记录的目标场景中的目标对象和平面布局图中的标记的目标对象不一致，比如，关联文件中的记录的目标对象的数量与平面布局图中的标记的目标对象的数量不一致，此时，可能是关联文件记录的信息有误，或者是二维平面布局图中记录的信息有误，与真实情况不符，此时，可以对用户进行提示。比如，可以在交互界面中展示提示信息，提示用户关联文件中的某个目标对象没有和虚拟模型匹配上，或者未在关联文件中找到与数字模型中的某个虚拟模型匹配的目标对象等等，以便用户在看到提示信息后，可以对两个文件进行核对，保证数据的准确性。

在一些实施例中，考虑到每个二维平面布局图只是展示了目标场景的部分或全部实体结构的平面信息（即X，Y方向上的信息），并不包含高度信息（即Z方向上的信息），而每个二维平面布局图中的目标场景的实体结构可能是有一定高度的。比如，以目标场景为楼栋、目标对象为楼栋中安装的摄像头为例，该楼栋的每一个楼层可能对应一个二维平面布局图，用于展示摄像头在该楼层的部署位置，而每一楼层本身就具有高度信息，摄像头在该目标场景的实际高度为该楼层的高度与摄像头的安装高度（即相对地板的高度）的总和。因此，可以预先将二维平面布局图与三维模型中的三模型树节点关联起来，其中，三维模型树节点（3D Model Tree Node）是指在三维建模软件中，用于组织和管理三维模型数据的层级结构，该结构可以通过树状结构表示，每一个三维模型树节点都代表了一个三维模型的部分或整体。比如，以目标场景为楼栋为例，整个楼栋对应的三维模型可以作为父节点，每一个楼层对应的三维模型则可以看作是该父节点下的一个子节点，而该楼层中的每一个房间对应的三维模型则可以看成是该子节点下的子节点。其中，节点的划分可以基于实际需求设置，比如，可以把属性接近，或者需要进行相同处理的部分划分到一个节点中，便于对该节点中的局部三维模型进行管理。其中，每个三维模型树节点携带有属性信息，该属性信息可以高度、材质、颜色等信息。

对于二维平面图文件中的各个二维平面布局图，可以将其与目标场景的三维模型的三维模型树节点关联，其中，一个三维模型树节点可以关联一个或多个二维平面布局图。比如，假设一个二维平面布局图对应楼栋的一个楼层，则可以将一个二维平面图与一个楼层对应的三维模型树节点关联。在确定目标对象在三维模型的坐标系下的三维位置坐标时，可以确定与该二维平面布局图关联的三维模型树节点，然后可以基于该三维模型树节点的高度属性，以及目标对象的部署高度确定该三维位置坐标中高度方向上的坐标值。在将二维平面布局图和目标场景的三维模型的三维模型树节点关联时，可以由用户手动关联，比如，用户可以制备指示两者关联关系的文件，然后上传该文件，通过解析该文件，即可以实现两者关联。或者，可以在交互界面展示二维平面布局图和三维模型树节点，用户可以通过勾选等操作将两者关联。

在一些实施例中，该目标场景可以是楼栋，该目标对象可以是安装在楼栋中的设备，其中，楼栋的每一个楼层对应一个平面布局图，每个三维模型树节点的高度属性为与该三维模型树节点关联的平面布局图对应的楼层的地板高度，该部署高度为设备在楼层中的安装高度。

比如，以目标场景为楼栋，目标对象为摄像头为例，通常而言，摄像头在楼栋中的安装高度为2.6m，该高度是相对楼层地板的高度。而每个楼层的高度为3m，如果是安装在二楼的摄像头，则其该摄像头在楼栋中的实际高度应该为2.6+3=5.6m，因此，该摄像头在目标场景的三维位置坐标的非高度方向的坐标值为5.6m。

当然，为了确定每个目标对象的高度方向的坐标值，除了可以通过将二维平面布局图和三维模型树节点关联的方式，也可以通过其他方式实现，比如，针可以预先编写一个记录由各目标对象的高度信息的文件，将该文件放置于二维平面图文件中，后续可以直接解析该记录各目标对象的高度信息的文件，从该文件中获取各目标对象的高度信息，即可以得到每个目标对象在高度方向的坐标值。

在一些实施例中，该二维平面图文件包括CAD文件，该CAD文件可以包括多个图层，每个二维平面布局图为CAD文件中的一个图层。其中，该目标对象可以包括多个类别的目标对象，对于同一个类别的目标对象在目标场景的布局方式可以通过一个二维平面布局图展示。在对二维平面图进行解析时，可以逐次对各个图层进行解析，将该图层中展示的目标对象标记到三维模型中。

在一些实施例中，该二维平面图文件包括多个CAD文件，每个CAD文件包括一个二维平面布局图，该目标对象包括多种类别的目标对象，每种类别的目标对象的布局方式通过一个CAD文件中的二维平面布局图展示。在一些实施例中，考虑到在对目标场景进行建模，以构建目标场景的三维模型时，对于部署在目标场景中的有些目标对象，其在建模过程中，可能也一并构建了这些目标对象的三维模型，即构建的三维模型中已经包含了这些目标对象的虚拟模型。为了便于区别，以下将部署在目标场景中目标对象分为两类，一类是在对目标场景进行三维建模时，没有包含在该三维模型中的目标对象，即需要后续在三维模型中添加这些目标对象的虚拟模型，这类目标对象以下称为第一目标对象。还有一类是在对目标场景进行三维建模时，已经完成建模，并包含在该三维模型中的目标对象，这类对象后续无需再另外在三维模型中添加这类目标对象的虚拟模型，这类对象以下称为第二目标对象。对于第一目标对象，在按照上述方法将其虚拟模型添加到三维模型的过程中，可以将第一目标对象的虚拟模型和真实场景中的目标对象的标识信息绑定，以便可以通过查看数字模型对真实场景的目标对象的属性、运行状态、采集的数据等信息进行监测。同理，对于第二目标对象，为了方便用户将预先构建的第二目标对象的虚拟模型和真实场景的目标对象关联起来，可以从三维模型中解析出这些虚拟模型的位置信息（比如，三维位置坐标），然后可以从业务平台中导出部署在该目标场景中的第二目标对象的属性信息，在得到上述两类信息后，用户可以自行对两者进行关联（比如，用户可以制作记录两者关联关系的关联文件），然后可以根据用户对该虚拟模型和第二目标对象的关联操作，将该虚拟模型与真实场景中的第二目标对象的标识信息绑定，以便后续用户在查看数字模型时，针对数字模型中的各个虚拟模型，可以基于上述绑定关系获取与该虚拟模型绑定的目标对象的属性、运行状态、采集的数据等各类信息，并展示给用户，从而实现通过查看数字模型，即可以对真实场景中的各个实体进行监测。

在一些实施例中，上述第一目标对象和第二目标对象可以是摄像头，当用户选中该数字模型中的任一虚拟模型或当用户将鼠标移动至该数字模型中的任一虚拟模型时，可以获取与该虚拟模型绑定的标识信息所标识的摄像头，并展示该摄像头采集的图像数据。比如，如图4所示，当用户在该数字模型的展示界面中选中某个虚拟模型，或将鼠标移动至该虚拟模型附近时，可以以小窗口的形式展示该虚拟模型对应的摄像头采集的图像数据，其中，该小窗口位于图层最上层，且透明度可设置。或者，也可以独立于该三维模型重新展开一个窗口，在该窗口内展示该虚拟模型对应的摄像头采集的图像数据。

在一些实施例中，上述第一目标对象和第二目标对象可以是摄像头，也可以获取用户的查询指令，该查询指令携带有待查询的摄像头的标识信息。其中，可以在交互界面查询查询框，用户可以在查询框中输入待查询的摄像头的标识信息（比如，型号、编号等）。然后可以确定与该查询指令携带的标识信息绑定的虚拟模型，并在展示界面中标识该虚拟模型。比如，可以将该虚拟模型突出显示，或者框选出该虚拟模型，同时，也可以展示该虚拟模型对应的真实摄像头采集的图像数据。具体的展示方式可以参考上述实施例中的描述，在此不再赘述。

其中，上述各实施例的方案在不存在冲突的情况下可以自由组合得到新的方案，鉴于篇幅原因，在此不再一一例举。

此外，本申请实施例还提供了一种计算机程序产品，该计算机产品包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现上述各个实施例中提及的方法的步骤。

此外，本申请实施例还提供了一种电子设备，如图5所示，该电子设备包括处理器51、存储器52以及存储于所述存储器52可供所述处理器51执行的计算机程序，所述计算机程序被执行时可实现上述任一实施例提及的方法。

相应地，本说明书实施例还提供一种计算机存储介质，所述存储介质中存储有程序，所述程序被处理器执行时实现上述任一实施例中的方法。

本说明书实施例可采用在一个或多个其中包含有程序代码的存储介质（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。计算机可用存储介质包括永久性和非永久性、可移动和非可移动媒体，可以由任何方法或技术来实现信息存储。信息可以是计算机可读指令、数据结构、程序的模块或其他数据。计算机的存储介质的例子包括但不限于：相变内存(PRAM)、静态随机存取存储器(SRAM)、动态随机存取存储器(DRAM)、其他类型的随机存取存储器(RAM)、只读存储器(ROM)、电可擦除可编程只读存储器(EEPROM)、快闪记忆体或其他内存技术、只读光盘只读存储器(CD-ROM)、数字多功能光盘(DVD)或其他光学存储、磁盒式磁带，磁带磁磁盘存储或其他磁性存储设备或任何其他非传输介质，可用于存储可以被计算设备访问的信息。

对于装置实施例而言，由于其基本对应于方法实施例，所以相关之处参见方法实施例的部分说明即可。以上所描述的装置实施例仅仅是示意性的，其中所述作为分离部件说明的单元可以是或者也可以不是物理上分开的，作为单元显示的部件可以是或者也可以不是物理单元，即可以位于一个地方，或者也可以分布到多个网络单元上。可以根据实际的需要选择其中的部分或者全部模块来实现本实施例方案的目的。本领域普通技术人员在不付出创造性劳动的情况下，即可以理解并实施。

本申请所涉及的用户信息（包括但不限于用户设备信息、用户个人信息等）和数据（包括但不限于用于分析的数据、存储的数据、展示的数据等），均为经用户授权或者经过各方充分授权的信息和数据，并且相关数据的收集、使用和处理需要遵守相关国家和地区的相关法律法规和标准，并提供有相应的操作入口，供用户选择授权或者拒绝。

需要说明的是，在本文中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。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。

以上对本申请实施例所提供的方法和装置进行了详细介绍，本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想；同时，对于本领域的一般技术人员，依据本申请的思想，在具体实施方式及应用范围上均会有改变之处，综上所述，本说明书内容不应理解为对本申请的限制。

Claims (13)

1.一种数字模型的构建方法，其特征在于，所述方法包括：

获取目标场景的二维平面图文件，所述二维平面图文件中包括用于指示目标对象在所述目标场景中的布局方式的二维平面布局图；

将所述目标对象在所述二维平面布局图中的二维位置坐标投射到预先构建的所述目标场景的三维模型的坐标系下，得到所述目标对象在所述三维模型的坐标系下非高度方向上的坐标值；

基于预先设置的所述目标对象在所述目标场景中的部署高度、以及所述非高度方向上的坐标值，确定所述目标对象在所述三维模型的坐标系下的三维位置坐标；

将所述目标对象对应的虚拟模型添加到所述三维位置坐标对应的位置处，以构建所述目标场景的数字模型。

2.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述将所述目标对象在所述二维平面布局图中的二维位置坐标投射到预先构建的所述目标场景的三维模型的坐标系下，得到所述目标对象在所述三维模型的坐标系下非高度方向上的坐标值，包括：

将所述目标场景的三维模型在高度方向投影，得到二维平面模型；

确定所述二维平面模型的坐标系和所述二维平面布局图的坐标系之间的映射关系；

基于所述映射关系将所述目标对象在所述二维平面布局图中的二维位置坐标投射到所述目标场景的三维模型的坐标系下，得到所述目标对象在所述三维模型的坐标系下非高度方向上的坐标值。

3.根据权利要求2所述的方法，其特征在于，所述确定所述二维平面模型的坐标系和所述二维平面布局图的坐标系之间的映射关系，包括：

确定多组特征信息对，每组特征信息对由所述二维平面模型和所述二维平面布局图中对应于所述目标场景中同一位置的两个特征信息组成；

基于所述多组特征信息对确定所述二维平面模型的坐标系和所述二维平面布局图的坐标系之间的映射关系；

其中，所述特征信息包括以下一种或多种：特征点、特征线段、特征图形。

4.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述目标对象包括多个，所述方法还包括：

获取关联文件，所述关联文件中记录有所述二维平面布局图中的各个目标对象的二维位置坐标与所述目标场景中的各个目标对象的标识信息的关联关系；

基于所述关联关系将所述虚拟模型与所述标识信息绑定。

5.根据权利要求4所述的方法，其特征在于，所述目标对象包括传感器，所述方法还包括：针对添加到所述数字模型中的任一所述虚拟模型，确定与该虚拟模型绑定的标识信息标识的传感器，获取该传感器采集的数据并展示给用户；和/或

若所述关联文件中记录的所述目标场景中的目标对象的数量，与从所述二维平面布局图中解析到的所述目标对象的数量不一致，则对用户进行提示。

6.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于预先设置的所述目标对象在目标场景中的部署高度、以及所述非高度方向上的坐标值，确定所述目标对象在所述三维模型的坐标系下的三维位置坐标，包括：

确定与所述二维平面布局图关联的三维模型树节点；

基于所述三维模型树节点的高度属性和所述部署高度确定三维位置坐标中高度方向上的坐标值；

基于所述非高度方向上的坐标以及所述高度方向上的坐标值，确定所述目标对象在所述三维模型的坐标系下的三维位置坐标。

7.根据权利要求6所述的方法，其特征在于，所述目标场景为楼栋，所述目标对象为安装在所述楼栋中的设备，所述楼栋的每一个楼层对应一个二维平面布局图，每个三维模型树节点的高度属性为与该三维模型树节点关联的平面布局图对应的楼层的地板高度，所述部署高度为所述设备在楼层中的安装高度。

8.根据权利要求1所述的方法，其特征在于，所述二维平面图文件包括CAD文件，每个所述二维平面布局图为所述CAD文件中的一个图层，所述目标对象包括多种类别的目标对象，每种类别的目标对象的布局方式通过一个所述二维平面布局图展示；或

所述二维平面图文件包括多个CAD文件，每个CAD文件包括一个二维平面布局图，所述目标对象包括多种类别的目标对象，每种类别的目标对象的布局方式通过一个所述CAD文件中的二维平面布局图展示。

9.根据权利要求1-8任一项所述的方法，其特征在于，所述目标对象为第一目标对象，所述三维模型中包括预先构建的部署在所述目标场景中的第二目标对象的虚拟模型，所述方法还包括：

从所述三维模型中解析出所述第二目标对象的虚拟模型的位置信息，以及从业务平台中导出部署在所述目标场景中的所述第二目标对象的标识信息；

基于用户对所述第二目标对象的虚拟模型和所述第二目标对象的关联操作，将所述第二目标对象的虚拟模型与所述标识信息绑定。

10.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一目标对象和所述第二目标对象为摄像头，所述方法还包括：

当用户选中所述数字模型中的任一虚拟模型或当用户将鼠标移动至所述数字模型中的任一虚拟模型附近时，获取与该虚拟模型绑定的标识信息所标识的摄像头，并展示该摄像头采集的图像数据。

11.根据权利要求9所述的方法，其特征在于，所述第一目标对象和所述第二目标对象为摄像头，所述方法还包括：

获取用户的查询指令，所述查询指令携带有待查询的摄像头的标识信息；

确定与所述查询指令携带的标识信息绑定的虚拟模型，在展示所述数字模型的用户界面中标识该虚拟模型，并展示该标识信息所标识的摄像头采集的图像数据。

12.一种计算机程序产品，其特征在于，包括计算机程序，所述计算机程序被处理器执行时实现权利要求1-11任一项所述方法。

13.一种电子设备，其特征在于，所述电子设备包括处理器、存储器以及存储于所述存储器可供所述处理器执行的计算机程序，所述计算机程序被执行时可实现权利要求1-11任一项所述的方法。