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申请/专利权人：江苏泓鑫科技有限公司;泰兴市港口集团有限公司

摘要：本发明公开了一种用于化工管网的数字孪生建模方法，具体涉及数字化建模技术领域，本发明采集多视角的化工管网中各管道、阀门、泵，以及组成设备的图片并标注为原始图像数据集，对原始图像数据集进行三维重建和拟合得到三维重建模型，将通过检验的三维重建模型标记为化工管网静态环境模型，构建化工管网动态运行模型并将化工管网静态环境模型和化工管网动态运行模型合并即可得到虚拟数字孪生模型，对数据孪生体的三维模型进行碰撞检测，虚拟碰撞检测结果与现实碰撞结果不一致则进行调整，更准确地再现了真实世界的物理定律，防止出现如物品互相穿越之类反常的物理行为，在一定程度上增强了沉浸式体验。

主权项：1.一种用于化工管网的数字孪生建模方法，其特征在于：包括以下步骤：S1：采集多视角的化工管网中各管道、阀门、泵，以及组成设备的图片、物理参数、管网中各构件的连接方式，以及历史运行数据；S2：对采集到的图片标注为原始图像数据集，对原始图像数据集进行三维重建和拟合，输出最终得到的化工管网的三维重建模型；S3：将化工管网的三维重建模型与标准模型进行对照检验，将通过检验的三维重建模型标记为化工管网静态环境模型；S4、分析化工管网中的流体动力学，结合采集到的除图片以外的其余数据构建化工管网动态运行模型，输出通过验证的化工管网动态运行模型；S5、将化工管网静态环境模型和化工管网动态运行模型合并即可得到虚拟数字孪生模型，对数字孪生体的三维模型进行碰撞检测，基于虚拟碰撞检测结果与现实碰撞结果的匹配程度计算虚拟交互准确度系数；所述步骤S5中虚拟数字孪生模型生成及碰撞检测过程如下：S51、将化工管网静态环境模型与动态运行模型按照场景进行切割，将各个场景的静态环境模型与动态运行模型进行同场景融合，最终得到化工管网的虚拟数字孪生模型；S52、使用数字孪生体三维模型的包围盒体来检测场景中的物体是否发生接触，检测算法原理如下：任意两个数字孪生体三维模型A和B，分别用LA、WA、HA和LB、WB、HB表示的包围盒子尺寸，三维模型A和B的包围盒左下角顶点坐标分别为（XA,YA,ZA）、XB,YB,ZB，则数字孪生体三维模型A和B包围盒右上角顶点坐标分别为（XA+LA,YA+WA,ZA+HA）、XB+LB,YB+WB,ZB+HB，当时判断A和B发生接触，其中DX、DY、DZ分别表示A、B两个物体的中心距在坐标轴在（X,Y,Z）方向上的分量，、、，A、B两个物体的中心坐标依次是（AX,AY,AZ）与（BX,BY,BZ）；S53、记录数字孪生模型中任意两个物体的碰撞检测结果和对应现实世界两个实物的碰撞结果，统计检测结果一致的检测结果数量和不一致的检测结果数量，检测结果不一致则对孪生模型进行调整；S54、基于一致的检测结果数量mcy和不一致的检测结果mcx计算虚拟交互准确度系数ηz的具体公式为：；S6、通过鼠标点击事件解决不同虚拟场景的数据加载问题，在确定虚拟场景后，同步加载新的场景并对其进行渲染，在转换到新的场景后卸载之前场景的使用；S7：统计预设模型运行周期内每一次场景切换所需时长、切换的场景所含数字孪生体三维模型数量、场景切换次数，以及场景正确切换次数；S8：基于预设模型运行周期内每一次场景切换所需时长和切换的场景所含数字孪生体三维模型数量计算平均场景切换效率系数，基于场景正确切换次数和场景错误切换次数计算场景切换正确率，基于虚拟交互准确度系数、平均场景切换效率系数以及场景切换正确率计算孪生模型应用质量指数；所述步骤S8中具体数据处理过程如下：S81、基于预设模型运行周期内第i次场景切换所需时长tqi、切换的场景所含数字孪生体三维模型数量mqi以及预设模型运行周期内场景切换次数nq计算平均场景切换效率系数ηxe的具体公式为：；S82、基于预设模型运行周期内场景正确切换次数nqz和场景切换次数nq计算场景切换正确率λq的具体公式为：；S83、基于虚拟交互准确度系数、平均场景切换效率系数以及场景切换正确率计算孪生模型应用质量指数RY的具体公式为：，e为自然常数。

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