數(shù)字孿生——精度有保障,價值才會有保障!高精度交通數(shù)字孿生,智慧城市,智慧交通!
數(shù)字孿生越來越火,應(yīng)用領(lǐng)域廣泛,用法紛繁多樣!如何實現(xiàn)數(shù)字孿生的落地應(yīng)用?這種問題太大,短短一篇文字說不清楚。本文僅針對場景精準(zhǔn)三維數(shù)字化這個基礎(chǔ)而又關(guān)鍵的問題,簡單探討實現(xiàn)“真”孿生不容忽視的一項關(guān)鍵技術(shù),旨在為大家提供一些參考信息。



孿生信息“真”與“假”的界限,很多情況下并不分明。想要實現(xiàn)真正的數(shù)字孿生,首先需要解決的問題是將現(xiàn)實世界進(jìn)行準(zhǔn)確的三維數(shù)字化復(fù)刻,這里的“準(zhǔn)確”便涉及到了精度問題,怎樣算準(zhǔn)確,怎樣算不準(zhǔn)確,取決于具體行業(yè)對孿生數(shù)據(jù)的實際應(yīng)用需求!如以上圖片所示,我們復(fù)刻了厘米級精度的道路全三維場景,這個精度對于文章標(biāo)題中的相關(guān)應(yīng)用是有足夠支撐力的。然而,若未能準(zhǔn)確復(fù)刻現(xiàn)實世界的空間三維形態(tài),其他類型的孿生信息將無法正確安放,想要實現(xiàn)落地應(yīng)用則會遇到由此導(dǎo)致的種種問題。以下圖中的道路及模型并不具備厘米級的精度,甚至場景中很多地方都是虛構(gòu)出來的!



圖片來源于CityEngineTV
數(shù)字孿生的主旨不僅僅是為了有個好看的軀殼,光是有了美觀的三維模型不見得就能實現(xiàn)預(yù)期中的數(shù)字孿生應(yīng)用(但它確實是好看,這也是一項關(guān)鍵技術(shù))。模型能夠真正反映現(xiàn)實世界的空間位置信息,滿足相關(guān)行業(yè)對數(shù)字孿生應(yīng)用的需求,是實現(xiàn)真孿生的第一步。然后,三維模型的美觀度才稱得上錦上添花!畢竟,數(shù)字孿生的真正初衷是解決行業(yè)應(yīng)用問題,而不僅是為了滿足視覺沖擊方面的需求。相比三維可視化呈現(xiàn),數(shù)字孿生有著更寬泛意義的使命!可是放眼望去,如今又有多少關(guān)注和準(zhǔn)備應(yīng)用數(shù)據(jù)孿生技術(shù)的業(yè)界同仁們被視覺效果吸引了過多的注意力,妥妥的被擋在門外!這樣一來,數(shù)字孿生應(yīng)用自然也就難落地。直到真正找到問題的關(guān)鍵,才意識到應(yīng)該返回第一步,先解決實現(xiàn)真孿生的最基礎(chǔ)最關(guān)鍵環(huán)節(jié)的問題:用滿足相關(guān)領(lǐng)域應(yīng)用精度的模型去復(fù)刻真實世界的孿生體!其實被擋在門外的也不乏那些想解決關(guān)鍵技術(shù)問題,卻又無門的應(yīng)用者!現(xiàn)在機(jī)會來了!可以通過以下內(nèi)容先做個初步了解。

這段視頻是對道路場景的現(xiàn)實世界進(jìn)行高精度三維數(shù)字化一個展示效果。首先通過三維激光掃描技術(shù)獲得整個公路場景的高精度(厘米級)彩色化點云數(shù)據(jù),然后基于優(yōu)案科技三維矢量自動化提取方案,將離散點云數(shù)據(jù)中對交通數(shù)字孿生有重要意義的道路三維特征信息進(jìn)行提取。通過這種方式所獲得的三維成果能夠高度符合點云數(shù)據(jù)對真實世界的三維空間位置描述。進(jìn)而獲得能夠滿足交通數(shù)字孿生、交通規(guī)劃設(shè)計、自動駕駛高精地圖、道路駕駛模擬仿真等多種對精度有明確要求的應(yīng)用。以下幾段視頻樣例能夠更加豐富地展現(xiàn)不同交通場景內(nèi)容提取的結(jié)果。



有些朋友看過視頻后會認(rèn)為,這種孿生的效果不是所期待的,看起來一點也不真實,不如具備紋理貼圖的模型那般炫酷!就這一點而言,屬實!在行業(yè)應(yīng)用不斷要求多種行業(yè)跨界融合的今天,用和看都需要達(dá)標(biāo),看官們的眼光不斷飆升!看不上眼的東西很容易被PASS掉!高精度數(shù)字孿生框架數(shù)據(jù)的生成是測繪地理信息專業(yè)的活兒,場景模型三維可視化與視覺傳達(dá)是CG(計算機(jī)圖形動畫)領(lǐng)域的事兒!融合的巨輪不斷推動著行業(yè)的發(fā)展,不斷可見測繪地理信息行業(yè)的平臺軟件實現(xiàn)了游戲般場景的渲染呈現(xiàn),游戲玩家們也看到了通過實測點云進(jìn)一步制作完成的高精度游戲地圖場景!數(shù)字孿生又怎堪落后呢?。壳拔囊曨l展示的僅是解決真孿生問題的第一步,也是難度系數(shù)較高的一步,有過實踐經(jīng)驗的朋友對這項任務(wù)(基于點云實現(xiàn)準(zhǔn)確三維矢量化)的難度應(yīng)該深有體會。“專業(yè)的事情交給專業(yè)的人去做”,這部分確實還得是測繪專業(yè)更為擅長!有了準(zhǔn)確的孿生基礎(chǔ)信息后,下一步想要建立漂亮的模型,完成模型的貼圖渲染,交給CG專業(yè),炫目的效果也就自然不成問題,而且精準(zhǔn),可服務(wù)于數(shù)字孿生的進(jìn)一步落地應(yīng)用!

數(shù)字孿生背后的關(guān)鍵技術(shù)有很多,優(yōu)案科技專注于對真實世界的交通等場景進(jìn)行高精度三維復(fù)刻,為需要高精度數(shù)字孿生體的專業(yè)化應(yīng)用提供工程級數(shù)據(jù)支撐!這項技術(shù)有著16年以上的行業(yè)實戰(zhàn)應(yīng)用經(jīng)驗,是數(shù)字孿生交通真正落地應(yīng)用的重要保障!通過以下示例可進(jìn)一步了解高精度孿生體骨架信息提取的技術(shù)細(xì)節(jié):


實景三維道路矢量特征元素自動化提取是一項實景三維信息實現(xiàn)落地應(yīng)用不可或缺的關(guān)鍵技術(shù),其面向的行業(yè)及專業(yè)應(yīng)用領(lǐng)域十分廣泛!然而,現(xiàn)狀是太多的專業(yè)應(yīng)用人員在拿到實景三維數(shù)據(jù)后感到無從下手,將三維數(shù)據(jù)轉(zhuǎn)為二維矢量進(jìn)行傳統(tǒng)測繪地形圖輸出?這不是前進(jìn)的步伐,而是回到了老路。上大量人工通過手工方式在實景三維數(shù)據(jù)上拾取三維矢量特征元素?那會耗費大量的人員及時間投入!
實景三維信息面向多種行業(yè)的落地應(yīng)用是大勢所趨,實景三維矢量特征元素自動提取這項關(guān)鍵技術(shù)不容忽視!