黎阳之光视频融合助力实景数字孪生打造新型数字城市

BIM、三维GIS、数据探针定位和视频融合形成新的视觉方式,即全域实景管控、智能预警引擎,形成的独特技术优势。通过黎阳之光数据融合探针室内外一体空间定位技术,实时定位重点目标的位置,并通过AI技术结合人脸识别、活动检测、人员密度检测和人数统计,对目标的活动区域、行为方式进行大数据分析,集成空间位置大数据和视频大数据,实现视频信息与3DBIM模型的完美融合,组成全域实景立体管控平台,为数字城市提供全方位服务的数字底座。

数字孪生(Digital Twin)的概念最早是由美国密歇根大学的Michael Drives 教授于2003年提出。但其在国内引起广泛关注,是因为雄安新区的建设中明确提出,数字雄安建设最重大的创新,是形成与新区共同成长的数字孪生城市,而实现的主要方式,就是在建设物理城市的同时,通过万物互联感知,汇聚多方数据搭建城市智能模型(CIM)。2018年住建部起草的《“多规合一”业务协同平台技术标准(征求意见稿)》,鼓励有条件的城市,可在BIM(Building Information Modeling)应用的施工技术上建立城市信息模型(City Information Modeling)。中国工程院吴志强院士则提出了城市智能模型(City Intelligent Modeling),对CIM进行了更深层次的解读。可以说,随着CIM定义的提出和不断深化,数字孪生城市建设将更加深入。总之,这些概念的提出给予了智慧城市有力的支撑。

数字孪生概念对于一个物理世界来说,我们要做的内容还有很多,借助于物联网、大数据,实际上就是把越来越多的数据提取出来进行组织,这个本质上来说是对真实世界的映射与叠加,虚拟现实技术对它有很重要的作用,增强虚拟环境和数字孪生是第三人称,更关注的是把各类结构化非结构化数据叠加到场景中,探究融合场景。

实景数字孪生是是"增强现实"(实中有虚)与"增强虚拟环境"(虚中有实)两者的统称, 黎阳之光公司研发的实景数字孪生引擎通过摄相机或投影装置提取真实对象的“二维动态图像”或“三维表面”信息, 实时将"对象图像区域"或"三维表面"以纹理方式注册到三维虚拟环境中,达到增强虚拟环境的效果, 为真实世界和虚拟环境架起一座穿越桥梁.

数字孪生跟MR结合,成为一种实景的数字孪生。现在业界在讲数字孪生的概念时,引用的是设计、制造、工厂,但在讨论应用与愿景的时候,大多举的例子是运营监测,这个也说明概念都是在发生变化的,最初的数字孪生概念是制造业所提的,包括NASA。MR更强调实时性、交互性,所关注的更多是运行、监控监测、模拟、预测,我们希望达到的实时世界直播,要把视频、物联网、数据等内容融合到里面,这样一个场景本身是在一个三维的世界里面。这个三维世界既有有虚拟世界,又有实景。这里面我们看有很多的数据,有些数据来自于物联网,像地理位置是静态标签,动态标签包括:车位、车的数量、车牌照等。所有数据通过MR的方式,让数字孪生更具有深度的空间整合性。

实景数字孪生可分别形象地描述为“ 实中有虚”和“虚中有实”。将三维虚拟对象稳定一 致地投影到用户视口。增强虚拟环境技术通过相机或投影装置的事先或实时标定,提取真实对象的二维动态图像或三维表面信息,实时将对象图像区域或三维表面融合到虚拟环境中。 随着 技术的发展,其与现实世界正趋向于深度融合,国内最早的研发团队代表有北京黎阳之光科技公司,电影学院三维动画研发中心,一直在引领国内行业的发展,兼具“虚中有实”和“实中有虚”这两种模式。并在众多的国家重要项目中得到深度开发应用。

我们可以想象,如果数字孪生只是给用户一堆数据,那就失去它的本质。它的本质是空间,只有空间才能把所有这些内容深度融合到一起,才能提供我们深度的具有空间的分析。

实景数字孪生适用数字城市、镜像交通、车路协同,、流域治理、应急指挥等方面。从此告别监控画面碎片化的时代,为用户提供基于实景地图、三维模型的的三维全景监控画面,监控画面不再是一块块碎片,而是与三维场景融为一体,如同身临现场. 实景数字孪生将虚拟环境与真实环境进行匹配合成,降低了三维建模的工作量,并借助真实场景及实物提高用户的体验感和可信度。随着当前视频图像的普及,MR 技术的探讨与研究更是受到关注实景孪生利用已有的视频融合图像,将它们融合到三维虚拟环境中,可以实现具有统一性的、深度的视频集成。

面向数字孪生场景向实景化、实时化的应用场景,多维度数据融合,多方位视频融合的需求更为迫切,数字孪生进化到“实景数字孪生”,核心是物理世界各类传感器的接入、打通和融合,数字城市实际应用和现实生活中最广泛的是视频,它是数字孪生系统中的眼睛。

北京黎阳之光作为国内实景数字孪生的领军企业,早就在2015年的七十年反法西斯阅兵,2017年联合国第是第十三次缔约国治沙会议,世界能源大会,2018年上海合作会议青岛峰会等重大安全保卫项目中得到广泛应用,并得到相关部门的嘉奖和好评。北京黎阳之光提供的实景视频的融合应用方案,不但能拼接,能融合,最重要的是能在三维场景中实现大规模多路数的动态视频承载和显示,赋予了视频与物联网数据时空智能,帮助用户建立沉浸式实景三维地理空间全景视觉能力,还原多层次物理空间真实面貌,通过黎阳之光公司研发的数据融合探针系统打通了人,车,物,事多维度数据融合,真正实现了一张图指挥,一张图调度,一网统天下,一秒到现场。