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CN116227834A - 一种基于三维点云模型的智能景区数字化平台 - Google Patents

一种基于三维点云模型的智能景区数字化平台 Download PDF

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CN116227834A
CN116227834A CN202211698501.2A CN202211698501A CN116227834A CN 116227834 A CN116227834 A CN 116227834A CN 202211698501 A CN202211698501 A CN 202211698501A CN 116227834 A CN116227834 A CN 116227834A
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CN
China
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scenic spot
unit
scenic
point cloud
management
Prior art date
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CN202211698501.2A
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潘翔
林箐
彭璇
魏慧娴
郭丽
李凯
李西
朱春艳
李宗晟
郭宗霞
罗岚心
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Sichuan Agricultural University
Original Assignee
Sichuan Agricultural University
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Abstract

本发明涉及数字化技术领域,具体涉及一种基于三维点云模型的智能景区数字化平台,包括:模型构建模块、数据处理模块、行为信息数据库、景区信息输入模块、数据可视化模块、景区服务模块、后台管理模块;所述景区服务模块设置有景区资讯单元、电子导游单元、虚拟体验单元、路径规划单元、周边分析单元、电商社群单元;所述后台管理模块设置有人流监控单元、人员调度单元、设施管理单元、应急处理单元、规划发展单元;实现景区运营管理从传统的被动处理、事后管理向过程管理和实时管理的转变,实现景区管理与规划发展合一的更便捷、科学的管理方式。

Description

一种基于三维点云模型的智能景区数字化平台
技术领域
本发明涉及数字化技术领域,具体涉及一种基于三维点云模型的智能景区数字化平台。
背景技术
如何权衡旅游景区的保护与发展之间的关系一直是我国致力解决的难题,对于一些有遗产保护价值的风景区,由于火灾、地震、人为破坏等原因,面临着消失和被人遗忘的困境。如何科学化规划与保护景区,如何在满足不破坏生态环境的前提下发展经济,这些问题都在促使文旅工作加快数字化转型,数字化保护已经成为当代文化遗产研究和实践的重要趋势和发展方向。
随着物质文明和精神文明建设的不断发展,以及大数据、云计算、物联网等高新技术的改革更新,在大众旅游时代,人们对于旅游景观的完整度和体验感要求逐渐上升,传统的旅游景区游览方式灵活性差、体验感不足、信息传递性差,无法满足广大游客的个性化、自主化、多元化需求。
对于景区线上游览方式,三维场景相比二维场景具有更真实的场景效果,能给人更身临其境的游览体验。点云并不是创建三维模型的唯一方法,但是由于其创建三维模型效率高、精度高、成本低、可操作性强、发展前景大,可紧密集成不同学科的数理模型,能成为未来研究气候变化、生态环境变迁、区域变化与设计的有力手段。但在点云的处理方式上,通过传统方法很难对语义进行建模,目前仍面临许多新的挑战,需要加强对新的深度学习模型的探索。
目前景区的日常管理工作任务繁重,大量接入信息需要及时反馈和快速处理。传统景区管理方式较多使用人力,其成本高、效率低,无法较好满足大量游客的游览服务需求,对游客的管理精确度不够,缺少应急处理能力和对景区的整体掌控,同时无法实现以专业视角对景区的规划发展贡献力量。因此需要一种更灵活智能的管理方式,实现景区运营管理从传统的被动处理、事后管理向过程管理和实时管理的转变,实现景区管理与规划发展合一的更便捷、科学的管理方式。
发明内容
本发明的目的在于提供一种基于三维点云模型的智能景区数字化平台,以解决上述背景技术中提出的问题。
为实现上述技术目的,达到上述技术效果,本发明是通过以下技术方案实现:
一种基于三维点云模型的智能景区数字化平台,包括:
模型构建模块,用于用户传入的原始二维数据的景区的三维点云模型和精细化模型的构建;
数据处理模块,用于处理点云数据,进行语义分割等操作,实现地物目标的语义标识与三维精准识别;
所述数据处理模块采用点云分割与分类标识的方法进行处理,所述点云分割与分类标识的方法具体表现为:采用点云标记工具(CloudCompare)对所有的点进行标记,考虑到某些类别数据点的稀缺性和相似性,如围墙、路标、路灯等元素,合并相似的类别,最终确定五个语义类别:建筑、道路、植被、自然景观、其它,每个点都被标注为五个语义类别之一,所有标注都经过人工交叉检查,以确保一致性和高质量;
利用经典神经网络pointnet++对景区数据集进行测试,同时选用了同时具备准确率与效率的RandLA-net等网络与其进行对比;此外,在数据集上对执行传统点云处理算法,并进行了性能评估。训练深度学习网络,学习点云特征,并根据实际训练结果,调整训练参数与网络结构,使得对语义标签的检测准确率达到最高,改进并设计网络,优化训练结果;
行为信息数据库,基于搭建的虚拟现实实验平台获取游客数据的基础上,对其进行收集和储存分析;
景区信息输入模块,用于管理员输入景区的景点、展品、设施、地点等信息,并存入数据库方便后期更新管理和使用;
数据可视化模块,用于三维数据、图表文字等数据的可视化对应呈现;
景区服务模块,用于满足游客对于景区的游览需求,为行为信息数据库提供使用数据,涵盖场景虚拟体验、路径规划等特色功能;
后台管理模块,用于管理人员对景区及人员的实时监控与管理,同时兼具景区的更新发展等规划功能。
进一步的,所述景区服务模块包括:
景区资讯单元,包含景区地理信息、详细介绍、实时天气、交通情况、人流量分布等在内的景区资讯和景区内景点的虚拟预游览;
电子导游单元,基于电子移动设备实现景区的自助导游与解说,触发方式有按键触发、GPS定位触发、二维码扫描触发,触发成功后将出现景点的文字介绍、视频图像或三维模型展示;
虚拟体验单元,运用AR、VR技术,结合3D建模技术,为虚拟现实实验平台的载体;包含实时虚拟游览页面和虚拟互动页面,实现景点历史演变虚拟影像的播放或历史遗迹、生活场景等的复原重现,游客使用相应AR设备可根据对应民俗技艺动作完成身体指令,体验民俗活动。
进一步的,所述虚拟体验单元具体表现为:在VR虚拟场景中,结合网络面密度法和ArcGIS构建的街道网络数据库寻找到人在其中驻点的实时坐标值,生成行为信息数据库;在AR实景环境中,室外通过用户GPS获取实时位置,室内通过SLAM算法,调用用户手机摄像头与点云数据场景的匹配,获取用户室内定位,软件系统为Unity开发平台,硬件系统为HCTVIVEPROEYEARFoudation。
进一步的,所述景区服务模块还包括:
路径规划单元,结合行为信息数据库的游客行为分析,分析用户爱好和特征,使用移动路径预测技术挖掘游客的移动模式,从而对游客未来的位置进行预测,生成各种推荐路线;
周边分析单元,根据GPS定位获取景区内各个区域景点的位置、商业以及各个商户的具体位置及销售类型,服务设施如公共场所、车站等将会突出显示,方便游客选择与快速导航到达。
电商社群单元,整合旅游景点各业态,入驻商户为游客提供商品介绍与预定或购买功能;在景区平台网页中加入社群机制,让游客对旅游信息不再闭塞,社群的游客们可实时分享景点图文信息,推荐特色商品。
进一步的,所述后台管理模块包括:
人流监控单元,对游客的游览时空数据进行存储和处理,对景区客流、车流密度等的统计及预测,并实时显示于管理端;
人员调度单元,基于所述人流监控单元的数据结果,合理分配调度游客与车辆,同时根据景点规模、游客分布、后勤需要等对景区内工作人员进行任务分配及监督;
应急处理单元,用于检查与解决景区突发事件,游客通过手机等智能终端发出求助信号,选择相应事件类型,管理人员会根据经验与程序迅速拿出解决方案。
进一步的,所述后台管理模块还包括:
设施管理单元,景区的移动垃圾车、路灯、展览柜等皆为智慧化设施设备,都与管理终端相连,可实时查看设施运行状况,可及时对受损或运行不良的设施设备进行标记和修理;还可查看对各类设施设备的访问次数与使用次数,得出哪些展品、哪些景点是人流量最多、游客最感兴趣的地方;
规划发展单元,可分类查看景区内绿地、河流、建筑、人流等信息,包含对景区展开的多种景观分析,如日照分析、视域分析、路网分析等,利用移动预测算法,在行为信息数据库基础下设置合理的的景观节点。
本发明的有益效果:
一种基于三维点云模型的智能景区数字化平台实现景区运营管理从传统的被动处理、事后管理向过程管理和实时管理的转变,实现景区管理与规划发展合一的更便捷、科学的管理方式。
本发明通过模型构建模块进行景区的三维点云模型构建,便于后续的数据处理模块进行点云分割与分类标识,使得平台能够确定五个语义类别:建筑、道路、植被、自然景观、其它,便于后续进行处理;数据模块采用经典神经网络pointnet++对景区数据集进行测试,配合RandLA-net等网络与其进行对比,提高对语义标签的检测准确率,使得能够构建高精度的景区三维点云模型。
本发明通过行为信息数据库获取游客数据及进行分析,配合输入景区景点、展品、设施的景区信息输入模块,了解游客的游览所需收集相关信息数据,为景区服务模块提供游客行为信息数据,数据可视化模块可将三维数据、图表文字等可视化的形式呈现,便于工作人员或管理人员更加直观掌握各项数据,便于景区根据游客对于景区的游览需求进行相应调整,便于后续场景虚拟体验、路径规划等调整,提高游客游览的舒适度;景区管理人员可通过后台管理模块进行景区、游客的实时监控与工作人员的管理,同时可根据行为信息数据库、数据可视化模块进行景区的相应调整。
本发明的景区服务模块包括多组单元共同配合,景区资讯单元包含景区地理信息、详细介绍、实时天气、交通情况、人流量分布等在内的景区资讯和景区内景点的虚拟预游览;电子导游单元,基于电子移动设备实现景区的自助导游与解说;虚拟体验单元包含实时虚拟游览页面和虚拟互动页面,实现景点历史演变虚拟影像的播放或历史遗迹、生活场景等的复原重现;路径规划单元结合行为信息数据库的游客行为分析,分析用户爱好和特征,生成各种推荐路线;周边分析单元根据GPS定位获取景区内各个区域景点的位置、商业以及各个商户的具体位置及销售类型,服务设施如公共场所、车站等将会突出显示,方便游客选择与快速导航到达;电商社群单元,整合旅游景点各业态,入驻商户为游客提供商品介绍与预定或购买功能;为游客提供景区地理、环境、路线、设施等诸多参考服务,提高游客对景区各个区域的了解掌握,提高游客游览效率,提高游客游览的有效时间,缓解人流量压力。
本发明的后台管理模块包括多组单元共同配合进行景区后台管理,人流监控单元对景区客流、车流密度等的统计及预测,便于管理人员掌握景区内游客的具体信息;人员调度单元基于所述人流监控单元的数据结果,合理分配调度游客与车辆,便于进行工作人员进行任务分配;应急处理单元用于检查与解决景区突发事件,保障游客的人身安全;设施管理单元连接景区的移动垃圾车、路灯、展览柜等,可实时查看设施运行状况,便于及时对受损或运行不良的设施设备进行标记和修理,降低景区设施失效的时间,提高游客的舒适度;规划发展单元可分类查看景区内绿地、河流、建筑、人流等信息,包含对景区展开的多种景观分析,利用移动预测算法,在行为信息数据库基础下设置合理的的景观节点;保证管理人员对景区的有效掌握,实现景区运营管理从传统的被动处理、事后管理向过程管理和实时管理的转变,减少管理中间繁杂的步骤,提高管理效率。
当然,实施本发明的任一产品并不一定需要同时达到以上所述的所有优点。
附图说明
为了更清楚地说明本发明实施例的技术方案,下面将对实施例描述所需要使用的附图作简单地介绍,下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例,对于本领域普通技术人员来讲,在不付出创造性劳动的前提下,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1为游客轨迹预测与推荐的实施方案。
具体实施方式
下面将结合本发明实施例中的附图,对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述,显然,所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例,而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例,本领域普通技术人员在没有作出创造性劳动前提下所获得的所有其它实施例,都属于本发明保护的范围。
实施例1
本实施例所述的一种基于三维点云模型的智能景区数字化平台,包括:
模型构建模块,用于用户传入的原始二维数据的景区的三维点云模型和精细化模型的构建;
数据处理模块,用于处理点云数据,进行语义分割等操作,实现地物目标的语义标识与三维精准识别;
所述数据处理模块采用点云分割与分类标识的方法进行处理,所述点云分割与分类标识的方法具体表现为:采用点云标记工具(CloudCompare)对所有的点进行标记,考虑到某些类别数据点的稀缺性和相似性,如围墙、路标、路灯等元素,合并相似的类别,最终确定五个语义类别:建筑、道路、植被、自然景观、其它,每个点都被标注为五个语义类别之一,所有标注都经过人工交叉检查,以确保一致性和高质量;
利用经典神经网络pointnet++对景区数据集进行测试,同时选用了同时具备准确率与效率的RandLA-net等网络与其进行对比;此外,在数据集上对执行传统点云处理算法,并进行了性能评估。训练深度学习网络,学习点云特征,并根据实际训练结果,调整训练参数与网络结构,使得对语义标签的检测准确率达到最高,改进并设计网络,优化训练结果;
行为信息数据库,基于搭建的虚拟现实实验平台获取游客数据的基础上,对其进行收集和储存分析;
景区信息输入模块,用于管理员输入景区的景点、展品、设施、地点等信息,并存入数据库方便后期更新管理和使用;
数据可视化模块,用于三维数据、图表文字等数据的可视化对应呈现;
景区服务模块,用于满足游客对于景区的游览需求,为行为信息数据库提供使用数据,涵盖场景虚拟体验、路径规划等特色功能;
后台管理模块,用于管理人员对景区及人员的实时监控与管理,同时兼具景区的更新发展等规划功能。
本实施例中,所述景区服务模块包括:
景区资讯单元,包含景区地理信息、详细介绍、实时天气、交通情况、人流量分布等在内的景区资讯和景区内景点的虚拟预游览;
电子导游单元,基于电子移动设备实现景区的自助导游与解说,触发方式有按键触发、GPS定位触发、二维码扫描触发,触发成功后将出现景点的文字介绍、视频图像或三维模型展示;
虚拟体验单元,运用AR、VR技术,结合3D建模技术,为虚拟现实实验平台的载体;包含实时虚拟游览页面和虚拟互动页面,实现景点历史演变虚拟影像的播放或历史遗迹、生活场景等的复原重现,游客使用相应AR设备可根据对应民俗技艺动作完成身体指令,体验民俗活动。
本实施例中,所述虚拟体验单元具体表现为:在VR虚拟场景中,结合网络面密度法和ArcGIS构建的街道网络数据库寻找到人在其中驻点的实时坐标值,生成行为信息数据库;在AR实景环境中,室外通过用户GPS获取实时位置,室内通过SLAM算法,调用用户手机摄像头与点云数据场景的匹配,获取用户室内定位,软件系统为Unity开发平台,硬件系统为HCTVIVEPROEYEARFoudation。
本实施例中,所述景区服务模块还包括:
路径规划单元,结合行为信息数据库的游客行为分析,分析用户爱好和特征,使用移动路径预测技术挖掘游客的移动模式,从而对游客未来的位置进行预测,生成各种推荐路线;
周边分析单元,根据GPS定位获取景区内各个区域景点的位置、商业以及各个商户的具体位置及销售类型,服务设施如公共场所、车站等将会突出显示,方便游客选择与快速导航到达。
电商社群单元,整合旅游景点各业态,入驻商户为游客提供商品介绍与预定或购买功能;在景区平台网页中加入社群机制,让游客对旅游信息不再闭塞,社群的游客们可实时分享景点图文信息,推荐特色商品。
本实施例中,所述后台管理模块包括:
人流监控单元,对游客的游览时空数据进行存储和处理,对景区客流、车流密度等的统计及预测,并实时显示于管理端;
人员调度单元,基于所述人流监控单元的数据结果,合理分配调度游客与车辆,同时根据景点规模、游客分布、后勤需要等对景区内工作人员进行任务分配及监督;
应急处理单元,用于检查与解决景区突发事件,游客通过手机等智能终端发出求助信号,选择相应事件类型,管理人员会根据经验与程序迅速拿出解决方案。
本实施例中,所述后台管理模块还包括:
设施管理单元,景区的移动垃圾车、路灯、展览柜等皆为智慧化设施设备,都与管理终端相连,可实时查看设施运行状况,可及时对受损或运行不良的设施设备进行标记和修理;还可查看对各类设施设备的访问次数与使用次数,得出哪些展品、哪些景点是人流量最多、游客最感兴趣的地方;
规划发展单元,可分类查看景区内绿地、河流、建筑、人流等信息,包含对景区展开的多种景观分析,如日照分析、视域分析、路网分析等,利用移动预测算法,在行为信息数据库基础下设置合理的的景观节点。
实施例2
本实施例所述的一种基于三维点云模型的智能景区数字化平台,包括:
模型构建模块、数据处理模块、行为信息数据库、景区信息输入模块、数据可视化模块、景区服务模块、后台管理模块。所述景区服务模块设置有景区资讯单元、电子导游单元、虚拟体验单元、路径规划单元、周边分析单元、电商社群单元。所述后台管理模块设置有人流监控单元、人员调度单元、设施管理单元、应急处理单元、规划发展单元。
本实施例中,游客服务模块包括:
游客客户端
虚拟现实头盔:支持AR,VR;
手机应用客户端:支持AR,VR;
本实施例中,虚拟体验单元运用AR技术,为现场游客提供交互式AR导游服务,游客可使用的客户端为搭载深度相机的手机,或者Hololens,以便通过此交互设备上,显示虚拟物体。和真实场景叠加的虚拟物体如虚拟指示牌,虚拟导游,虚拟商品体验,历史遗迹复现,虚拟商品体验,路径导航等,增加游客体验的趣味性。该应用使用ARFoundation进行开发。
运用VR技术,为远程的游客提供完全虚拟的场景客户端浏览。用户坐在家里就可以游览大好河山和名胜古迹,弥补了因种种原因无法到达景区现场的遗憾。另外,通过VR平台采集游客行为数据,训练游客推荐模型。其功能与AR交互设计一样。
本实施例中,游客轨迹预测模块用于进行用户的轨迹预测,根据用户的年龄、性别、游客之前的轨迹定位,定位所在点的景点标签,定位点的时间,预测下5分钟游客的轨迹。
本实施例中,周边分析单元:含景点定位页面和商家定位页面,根据GPS定位获取景区内各个区域景点的位置,游客在手机游客端点击查看各个区域的景点所在位置,并通过手机导航系统定位终点;除此之外,根据选择,也可切换到景区内商业以及各个商户的具体位置及销售类型页面进行导航;厕所、公交站、服务站、急救中心等服务设施将会突出显示,方便游客选择与快速导航到达,在游览过程中,游客可以随时查看周边设施及环境。
本实施例中,电商社群单元:通过电商模块实现旅游景点各业态的整合,为各个旅游景点的当地商家增加与游客进行接触的机会,从而增加收益。商户包含餐饮类商铺、住宿类商铺、超市商铺中的一种或多种,每个商铺都有商品介绍与预定或购买功能,可以预定门票、酒店、车票等,当地特产或其他产品可选择邮寄到家。通过游客对商家的推荐功能以及游客对商家商品的推送功能实现旅游相关产业的多级分销,优化营销渠道。通过在景区平台网页中加入社群机制,让游客对旅游信息不再闭塞,社群的游客们可实时分享景点图文信息,推荐特色商品。
本实施例中,管理员模块:场景载入
用于景区三维模型的构建,是数字化平台搭建的基础。用户可以上传PCD点云文件,这些点云文件来自UAVDP(无人机近景摄影测量)、TLS(地面三维激光扫描)等三维数字测绘的结果。系统的数据预处理过程包括多文件点云配准,下采样,去除离群点,点云平滑,生成Mesh三维模型。
本实施例中,景区资讯单元录入:平台首页版图包括整个景区的二维或三维地图,首页显示包含景区地理信息、详细介绍、实时天气、交通情况、人流量分布等在内的景区资讯,游客登入平台系统可以提前掌握景点讯息从而决定目的地和携带物品等。景区地图上又可查看所有的景点,游客可选择某个详细景点的资料查看,在线浏览景区全景,实现了景区内景点的虚拟预游览,从而可以帮助游客提前选择自己喜欢的景点,做好旅游规划,提高了游客的出行效率和游览满意度。对特定建筑,景区服务设施,商店的点云,人工标定分类,和介绍。当侦测到游客客户端的视线停留在相应物体上的时候,显示其介绍。
本实施例中,游客轨迹预测模型训练与部署:该游客轨迹预测模型的训练是通过网络依托VR技术搭建景区虚拟现实模型,运用虚拟现实设备和眼动仪,对处在VR环境中的人群进行实时环境情绪测量和环境行为感知测量,对使用者在其中行为轨迹、时间、视域,驻点的数据进行收集,与真实场地中采集的相同数据进行对比分析,研究两种场景中使用者行为感知的差异数据及其关系,则可实现行为感知研究虚拟现实实验平台的搭建,该平台具有研究变量可控、数据实时自动记录、缩短实验时间等优势。该模型采用LSTM神经网络进行训练。
本实施例中,场景语义分割模型部署:系统部署了点云场景自动语义分割模型,如kpconv,randlanet,pointnet++,pct等预训练好的室外场景模型参数,能识别的类型有十三类:建筑,草地,马路,植物,桥梁,水道,汽车,杂物等。
本实施例中,系统部署了人流量预测的模型,管理员端实时监控人流量,并对人流量进行预测,在游客导航和路线推荐的时候,避开拥堵路段,并且对可能发生的拥挤事件,做出及时警报。
本实施例中,景区员工管理:景区管理人员录入,任务分配和调度。
本实施例中,应急处理单元:人流监控若发出诱发踩踏、交通事故等安全事故风险的警报,或者游客通过手机等智能终端发出求助信号,选择相应事件类型,管理人员会根据经验与程序迅速拿出解决方案,第一时间遣派相关人员跟进事件,迅速做出行动,避免延误最好时机。
本实施例中,规划发展单元:可分类查看景区内绿地、河流、建筑、居民等资源的数量、空间分布等信息,还可针对景区内部展开多种景观分析,如日照分析、视域分析、路网分析等,为游客发掘最好的观景方式,也可适用于场地规划与灾后修复;运用移动预测算法,获取用户在特定时间的位置,在行为信息数据库基础下设置合理的的景观节点、道路节点,优化亭廊花架、标识排等设施,给予休憩游玩合理空间布局,以人性化服务体验为基础,为后续改进景观结构、突出景区特色明晰方向,提升游客满意度和景区管理便捷度,同时为景区的未来规划发展提供科学有效的数据支持。
实施例3
如图1所示
本实施例中,客户端从硬件上支持虚拟头盔,眼动仪和带有深度相机的手机设备,支持VR和AR两套设计;对于用户来说,如果想要拥有比较高的沉浸式体验,比如用户的定位,导航和推荐的实时响应更流畅,需要在景区附近架设高性能和高带宽数据通信的边缘计算服务器。场景语义分割,用户实时定位和相机位姿估计算法,游客轨迹预测,人流量预测等模型的运算均在服务器端进行,将结果返回给客户端,给与游客更好的体验服务。
在本说明书的描述中,参考术语“一个实施例”、“示例”、“具体示例”等的描述意指结合该实施例或示例描述的具体特征、结构、材料或者特点包含于本发明的至少一个实施例或示例中。在本说明书中,对上述术语的示意性表述不一定指的是相同的实施例或示例。而且,描述的具体特征、结构、材料或者特点可以在任何的一个或多个实施例或示例中以合适的方式结合。
以上公开的本发明优选实施例只是用于帮助阐述本发明。优选实施例并没有详尽叙述所有的细节,也不限制该发明仅为所述的具体实施方式。显然,根据本说明书的内容,可作很多的修改和变化。本说明书选取并具体描述这些实施例,是为了更好地解释本发明的原理和实际应用,从而使所属技术领域技术人员能很好地理解和利用本发明。本发明仅受权利要求书及其全部范围和等效物的限制。

Claims (6)

1.一种基于三维点云模型的智能景区数字化平台,其特征在于,平台包括:
模型构建模块,用于用户传入的原始二维数据的景区的三维点云模型和精细化模型的构建;
数据处理模块,用于处理点云数据,进行语义分割等操作,实现地物目标的语义标识与三维精准识别;
所述数据处理模块采用点云分割与分类标识的方法进行处理,所述点云分割与分类标识的方法具体表现为:采用点云标记工具(CloudCompare)对所有的点进行标记,考虑到某些类别数据点的稀缺性和相似性,如围墙、路标、路灯等元素,合并相似的类别,最终确定五个语义类别:建筑、道路、植被、自然景观、其它,每个点都被标注为五个语义类别之一,所有标注都经过人工交叉检查,以确保一致性和高质量;
利用经典神经网络pointnet++对景区数据集进行测试,同时选用了同时具备准确率与效率的RandLA-net等网络与其进行对比;此外,在数据集上对执行传统点云处理算法,并进行了性能评估;训练深度学习网络,学习点云特征,并根据实际训练结果,调整训练参数与网络结构,使得对语义标签的检测准确率达到最高,改进并设计网络,优化训练结果;
行为信息数据库,基于搭建的虚拟现实实验平台获取游客数据的基础上,对其进行收集和储存分析;
景区信息输入模块,用于管理员输入景区的景点、展品、设施、地点等信息,并存入数据库方便后期更新管理和使用;
数据可视化模块,用于三维数据、图表文字等数据的可视化对应呈现;
景区服务模块,用于满足游客对于景区的游览需求,为行为信息数据库提供使用数据,涵盖场景虚拟体验、路径规划等特色功能;
后台管理模块,用于管理人员对景区及人员的实时监控与管理,同时兼具景区的更新发展等规划功能。
2.根据权利要求1所述的一种基于三维点云模型的智能景区数字化平台,其特征在于,所述景区服务模块包括:
景区资讯单元,包含景区地理信息、详细介绍、实时天气、交通情况、人流量分布等在内的景区资讯和景区内景点的虚拟预游览;
电子导游单元,基于电子移动设备实现景区的自助导游与解说,触发方式有按键触发、GPS定位触发、二维码扫描触发,触发成功后将出现景点的文字介绍、视频图像或三维模型展示;
虚拟体验单元,运用AR、VR技术,结合3D建模技术,为虚拟现实实验平台的载体;包含实时虚拟游览页面和虚拟互动页面,实现景点历史演变虚拟影像的播放或历史遗迹、生活场景等的复原重现,游客使用相应AR设备可根据对应民俗技艺动作完成身体指令,体验民俗活动。
3.根据权利要求2所述的一种基于三维点云模型的智能景区数字化平台,其特征在于,所述虚拟体验单元具体表现为:在VR虚拟场景中,结合网络面密度法和ArcGIS构建的街道网络数据库寻找到人在其中驻点的实时坐标值,生成行为信息数据库;在AR实景环境中,室外通过用户GPS获取实时位置,室内通过SLAM算法,调用用户手机摄像头与点云数据场景的匹配,获取用户室内定位,软件系统为Unity开发平台,硬件系统为HCTVIVEPROEYEARFoudation。
4.根据权利要求2所述的一种基于三维点云模型的智能景区数字化平台,其特征在于,所述景区服务模块还包括:
路径规划单元,结合行为信息数据库的游客行为分析,分析用户爱好和特征,使用移动路径预测技术挖掘游客的移动模式,从而对游客未来的位置进行预测,生成各种推荐路线;
周边分析单元,根据GPS定位获取景区内各个区域景点的位置、商业以及各个商户的具体位置及销售类型,服务设施如公共场所、车站等将会突出显示,方便游客选择与快速导航到达;
电商社群单元,整合旅游景点各业态,入驻商户为游客提供商品介绍与预定或购买功能;在景区平台网页中加入社群机制,让游客对旅游信息不再闭塞,社群的游客们可实时分享景点图文信息,推荐特色商品。
5.根据权利要求1所述的一种基于三维点云模型的智能景区数字化平台,其特征在于,所述后台管理模块包括:
人流监控单元,对游客的游览时空数据进行存储和处理,对景区客流、车流密度等的统计及预测,并实时显示于管理端;
人员调度单元,基于所述人流监控单元的数据结果,合理分配调度游客与车辆,同时根据景点规模、游客分布、后勤需要等对景区内工作人员进行任务分配及监督;
应急处理单元,用于检查与解决景区突发事件,游客通过手机等智能终端发出求助信号,选择相应事件类型,管理人员会根据经验与程序迅速拿出解决方案。
6.根据权利要求5所述的一种基于三维点云模型的智能景区数字化平台,其特征在于,所述后台管理模块还包括:
设施管理单元,景区的移动垃圾车、路灯、展览柜等皆为智慧化设施设备,都与管理终端相连,可实时查看设施运行状况,可及时对受损或运行不良的设施设备进行标记和修理;还可查看对各类设施设备的访问次数与使用次数,得出哪些展品、哪些景点是人流量最多、游客最感兴趣的地方;
规划发展单元,可分类查看景区内绿地、河流、建筑、人流等信息,包含对景区展开的多种景观分析,如日照分析、视域分析、路网分析等,利用移动预测算法,在行为信息数据库基础下设置合理的的景观节点。
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