[发明专利]一种基于Unity3D的井下机车数字孪生系统

说明书

本发明涉及一种基于Unity3D的井下机车数字孪生系统，包括有场景漫游模块、机车状态模块、实时监控模块和智能预警模块，用于对井下环境的传感器设备所返回的数据进行分析处理、异常检测、全域感知，并且通过三维空间将数据进行可视化展示；该系统通过建立井下巷道虚拟环境模型，便于用户对井下全景结构概览，从而实现井下虚拟环境漫游；建立高精度立体式的井下机车三维模型，利用三维可视化技术还原井下机车运行流程，实现用户通过虚拟环境的可视化检测到机车本体的交互效果，从而保障机车安全稳定的运行。

技术领域

本发明涉及三维可视化技术领域，更具体地说，涉及一种基于Unity3D的井下机车数字孪生系统。

背景技术

矿井机车作为矿山开采结构的重要环节，对其调度决策的评估、实时状态的把握以及机车运行的溯源有着重要的意义；近年来，随着工业物联网、人工智能和大数据等技术的发展使得智慧矿山的蓝图被不断完善；虽然，中国矿业已经提出了信息化发展的目标，但仍有很多传统矿业公司并未完成转型，随着矿井挖掘工作的不断加深，使得运输轨道压力的持续加大，井下巷道和煤矿运输的错综复杂，对企业的经济造成了严重的影响。

现有的产品往往重视硬件的开发，而忽略了软件的使用，同时在日常工作中，更多的是对于各部门数据的堆叠，导致信息散布化、孤岛化严重。

发明内容

本发明的目的就是针对上述情况，提供一种基于Unity3D的井下机车数字孪生系统，该系统通过建立井下矿场虚拟环境模型，利用三维可视化技术还原井下机车作业场景，实现用户通过虚拟环境进行观测交互，从而保障井下矿场的安全稳定。

本发明的具体方案是：一种基于Unity3D的井下机车数字孪生系统，包括有场景漫游模块、机车状态模块、实时监控模块和智能预警模块，其中：

所述场景漫游模块：用于用户通过计算机硬件设备对场景、视角进行控制，并在三维场景中进行漫游；

所述机车状态模块：用于井下运行场景和状态的输出，场景和状态的输出是通过选择器来实现，所述选择器还负责对场景的分类，把不同场景中的每一片区域进行划分，然后按照分类的不同分别载入；

所述实时监控模块：用于矿井安全防范体系建设，通过井下监控埋点和传感器设备观看被监控场地的实时情况，通过视频监控功能，实时比对观察机车运行情况，并对异常信息进行记录和预警处理；

所述智能预警模块：用于对异常信息的可视化展示，对于井下可能存在的安全隐患给予用户实时的反馈。

进一步的，本发明中所述场景漫游模块包括自动漫游和手动漫游，其中：

所述自动漫游，用于用户规划固定的机车运行路线对井下巷道的发车点、调度口、采煤点、卸煤点、进站口各项作业区域进行循环漫游；

所述手动漫游，用于用户在三维立体空间对井下机车的工作环境进行自行查看。

进一步的，本发明中所述机车状态模块，包括井下全景定位、运行状态定位、机车路段定位、采集状态定位，其中：

所述井下全景定位，用于概览整个井下机车运行作业流程，便于用户监控和检查的作用；

所述运行状态定位，用于展现机车运行状态中机车速度、车况状态、空载或满载情况的数据展示；

所述机车路段定位，用于展示当前型号机车所处路段，同时上传数据进行机车安全调度；

所述采集状态定位，用于展示整个井下矿场各个采煤点煤矿存储信息，同时在可视化大屏中展示预计开采剩余时间。

进一步的，本发明中所述实时监控模块包括路段分布查询和定点路段查询，其中：

所述路段分布查询，用于查询监控路段范围；