生产场景下数字孪生模型分布式渲染方法、装置及系统.pdf

(19)国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN115908670A(43)申请公布日2023.04.04(21)申请号202211421446.2(22)申请日2022.11.14(71)申请人温州大学地址325035浙江省温州市瓯海区茶山高教园区(72)发明人舒亮高居建杨艳芳王奇(74)专利代理机构北京高沃律师事务所11569专利代理师贾瑞华(51)Int.Cl.G06T15/00(2011.01)权利要求书2页说明书7页附图5页(54)发明名称生产场景下数字孪生模型分布式渲染方法、装置及系统(57)摘要本发明涉及一种生产场景下数字孪生模型分布式渲染方法、装置及系统，涉及场景渲染技术领域，方法包括：将屏幕空间按照渲染端所对应的画面进行划分；获取生产车间中运动实体的模型数据；根据模型数据确定实体范围和实体中心并构建包围盒数据；根据包围盒数据筛选需要同步的运动实体；确定所需要同步的运动实体的投影矩阵和观察矩阵；根据投影矩阵和观察矩阵构建视锥体信息；获取需要同步的运动实体的运动状态信息；根据视锥体信息和运动状态信息对需要同步的运动实体在对应的屏幕空间中进行渲染。本发明能够满足复杂生产环境下的动态模型的实时、精准同步，并显著提升数字孪生车间的渲染效率，在保证流畅性下，输出高分辨率画面。CN115908670ACN115908670A权利要求书1/2页1.一种生产场景下数字孪生模型分布式渲染方法，其特征在于，包括：将屏幕空间按照渲染端所对应的画面进行划分；获取生产车间中运动实体的模型数据；根据所述模型数据确定实体范围和实体中心；根据所述实体范围和实体中心构建包围盒数据；根据所述包围盒数据筛选需要同步的运动实体；确定所述需要同步的运动实体的投影矩阵和观察矩阵；根据所述投影矩阵和观察矩阵构建视锥体信息；获取所述需要同步的运动实体的运动状态信息；根据所述视锥体信息和运动状态信息对所述需要同步的运动实体在对应的屏幕空间中进行渲染。2.根据权利要求1所述的生产场景下数字孪生模型分布式渲染方法，其特征在于，所述“将屏幕空间按照渲染端所对应的画面进行划分”步骤之后，“获取生产车间中运动实体的模型数据”步骤之前，还包括：对生产车间中运动实体进行编号。3.根据权利要求1所述的生产场景下数字孪生模型分布式渲染方法，其特征在于，还包括：根据所述投影矩阵和观察矩阵计算运动实体与屏幕空间的关系。4.根据权利要求1所述的生产场景下数字孪生模型分布式渲染方法，其特征在于，所述根据包围盒数据筛选需要同步的运动实体，具体包括：根据所述包围盒数据确定包围盒的8个顶点；根据所述包围盒的8个顶点确定屏幕空间对应点的齐次坐标；判断所述齐次坐标中是否至少有一个满足预设判定条件；若是，则所述包围盒数据对应的运动实体需要同步。5.一种生产场景下数字孪生模型分布式渲染装置，其特征在于，包括：控制端、传输端、渲染端和显示端；所述控制端、渲染端和显示端依次连接；所述控制端用于确定并分发渲染任务，并将所述渲染任务通过传输端传输至所述渲染端；所述渲染端用于解析所述渲染任务，并将渲染完成的画面传输至显示端。6.根据权利要求5所述的生产场景下数字孪生模型分布式渲染装置，其特征在于，所述渲染任务的格式为数据包，所述数据包包括校验数据区、固定数据区和可变数据区；所述校验数据区包括核对标识和帧号；所述固定数据区包括每帧的视点观察矩阵以及投影矩阵；所述可变数据区包括状态数据类型和状态数据。7.根据权利要求6所述的生产场景下数字孪生模型分布式渲染装置，其特征在于，所述渲染端用于解析所述渲染任务，具体包括：检验核对标识是否正确，若不正确舍弃所述渲染任务对应的数据包；检验帧号是否匹配，若不匹配舍弃所述渲染任务对应的数据包。8.根据权利要求6所述的生产场景下数字孪生模型分布式渲染装置，其特征在于，所述2CN115908670A权利要求书2/2页渲染端还用于确定状态数据类型是否为心跳数据。9.根据权利要求6所述的生产场景下数字孪生模型分布式渲染装置，其特征在于，若需要同步的运动实体数量为零，则所述可变数据区的数据区域为空。10.一种面向复杂生产场景的数字孪生模型分布式渲染系统，其特征在于，包括：屏幕划分模块，用于将屏幕空间按照渲染端所对应的画面进行划分；模型数据获取模块，用于获取生产车间中运动实体的模型数据；实体范围和实体中心确定模块，用于根据所述模型数据确定实体范围和实体中心；包围盒数据构建模块，用于根据所述实体范围和实体中心构建包围盒数据；运动实体筛选模块，用于根据所述包围盒数据筛选需要同步的运动实体；投影矩阵和观察矩阵确定模块，用于确定所述需要同步的运动实体的投影矩阵和观察矩阵；视锥体构建模块，用于根据所述投影矩阵和观察矩阵构建视锥体信息；运动状态获取模块，用于获取所述需要同步的运动实体的