基于数字孪生的系留气球系统远程监控平台.pdf

(19)中华人民共和国国家知识产权局(12)发明专利申请(10)申请公布号CN111695234A(43)申请公布日2020.09.22(21)申请号202010329358.4G08B7/06(2006.01)(22)申请日2020.04.23(71)申请人中国电子科技集团公司第三十八研究所地址230000安徽省合肥市高新区香樟大道199号(72)发明人田富君陈兴玉张燕龙周红桥魏一雄陈亮希周金文郭磊张红旗苏建军(74)专利代理机构北京久诚知识产权代理事务所(特殊普通合伙)11542代理人余罡(51)Int.Cl.G06F30/20(2020.01)G01D21/02(2006.01)权利要求书2页说明书9页附图8页(54)发明名称基于数字孪生的系留气球系统远程监控平台(57)摘要本发明提供一种基于数字孪生的系留气球系统远程监控平台，涉及数字孪生技术领域。本发明通过在监控平台上直观展示物理系留气球系统的数字孪生模型，并将物理系留气球系统上的各种传感器数据同步展示在系留球体孪生模型上，通过对系留气球孪生气球球体模型的位姿仿真，充分展示系留气球的运行状态。本发明可视化程度高、交互手段好，能够将系留气球的运行状态直观展现出来，从而实现了系留气球系统的远程运行状态监控，保障了系留气球系统的运行安全。CN111695234ACN111695234A权利要求书1/2页1.一种基于数字孪生的系留气球系统远程监控平台，其特征在于，包括：系留气球数字孪生模型构建模块，用于对系留气球系统三维CAD模型进行处理，构建系留气球数字孪生模型，系留气球数字孪生模型包括球体数字孪生模型和地面系留设施数字孪生模型；系留气球运行状态数据解析模块，用于对通过网络传输过来的数据流进行解析，获取系留气球运行状态数据；系留气球数字孪生模型仿真模块，用于根据系留气球运行状态数据，实现球体数字孪生模型的位置仿真和姿态仿真，以及地面系留设施数字孪生模型的旋转仿真；系留气球全方位多视角可视化模块，用于实现系留气球多状态下的系留气球孪生模型的可视化；系留气球运行状态数据可视化模块，用于实现系留气球运行状态数据的可视化。2.如权利要求1所述的基于数字孪生的系留气球系统远程监控平台，其特征在于，所述监控平台还包括：系留气球阵地场景模型构建模块；所述系留气球阵地场景模型构建模块用于构建系留气球阵地面片模型，对系留气球阵地面片模型进行处理，构建系留气球阵地场景模型。3.如权利要求1所述的基于数字孪生的系留气球系统远程监控平台，其特征在于，所述监控平台还包括：系留气球运行状态报警模块；所述系留气球运行状态报警模块用于对系留气球运行状态数据中的异常数据进行报警。4.如权利要求1所述的基于数字孪生的系留气球系统远程监控平台，其特征在于，所述构建系留气球阵地面片模型，对系留气球阵地面片模型进行处理，构建系留气球阵地场景模型，包括：根据系留气球阵地实际地形构建阵地面片模型，并对阵地面片模型进行贴图与渲染，将系留气球阵地中心设置在世界坐标系的原点处，设置系留气球阵地天空盒，得到系留气球阵地场景模型。5.如权利要求1所述的基于数字孪生的系留气球系统远程监控平台，其特征在于，所述对系留气球系统三维CAD模型进行处理，构建系留气球数字孪生模型，包括：将系留气球系统三维CAD模型转化为系留气球系统面片模型，并按照系留气球系统各组成部分的实际外观，对系留气球系统面片模型进行贴图渲染，将系留塔底座底面旋转中心设置在世界坐标系的原点处；按照系留气球仿真需求，对系留气球模型的结构层级进行调整。6.如权利要求5所述的基于数字孪生的系留气球系统远程监控平台，其特征在于，所述按照系留气球仿真需求，对系留气球模型的结构层级进行调整包括：创建球体节点和创建地面系留设施旋转节点；其中，创建球体节点包括：创建球体节点空物体，将球体节点的局部坐标系位置设置为默认系留状态下球体在世界坐标系下的重心坐标，并将随球体运动的模型加入到球体节点下，以实现球体的旋转能够绕系留气球球体重心旋转；创建地面系留设施旋转节点包括：2CN111695234A权利要求书2/2页创建地面系留设施旋转空物体，将地面系留设施旋转节点的局部坐标系位置设置为世界坐标系原点处，并将随系留设施旋转的模型加入到系留设施旋转节点下。7.如权利要求1所述的基于数字孪生的系留气球系统远程监控平台，其特征在于，所述系留气球运行状态数据包括：位姿状态、压力状态、温度信息、风速风向、缆绳状态、供电状态、工作状态和故障信息，所述位姿状态包括位置数据和姿态数据。8.如权利要求1所述的基于数字孪生的系留气球系统远程监控平台，其特征在于，所述球体数字孪生模型的位置仿真包括：根据位置数据中的经度、纬度和绝对高度换算出系留气球距离系留塔中心的水平漂移距离、方位角和绝对高度；由水平漂移距离、方