1.本发明属于高精地图技术领域，特别涉及一种高精地图动态三维数据的同步更新方法、系统及存储介质。
背景技术：2.在自动驾驶、实施测绘、智慧城市、孪生世界等许多场景下，都有了更高精度，更高清晰度的要求。因此基于高精地图的三维场景可视化的需求越来越多，相比于二维地图，三维场景的可视化与人机交互更接近真实世界，且三维可视化也能表达更多场景上的信息与内容。
3.而高精地图的三维场景数据，具有覆盖范围大、要素类型复杂、清晰度高，以及图元数量大的特点，因此将直接将高精地图三维场景数据加载到设备上，对于海量的三维数据渲染，以及空间坐标信息匹配的处理等，对设备的处理器与内存要求极高。因此目前高精地图三维场景在普通设备下，渲染效率低，人机交互体验差。
技术实现要素：4.发明目的：本发明的目的是提出一种高精地图动态三维数据的同步更新方法，提高高精地图的三维场景的更新渲染效率，实现高效的现实世界与数字世界的数据同步体验。
5.本发明的另一目的是提出一种可以实施上述高精地图动态系统的同步更新方法的系统，以及存储有上述同步更新方法实例化的计算机程序的存储介质。
6.技术方案：本发明所述的高精地图动态三维数据的同步更新方法，包括如下步骤：
7.对高精地图的三维场景数据按照更新频率与更新数据体量两个维度重新聚合分层，各层数据更新频率越高，更新数据体量越低；
8.按照更新频率对重新分层后的各层数据进行更新，并按照需要在显示设备上渲染更新。
9.进一步的，所述步骤对高精地图的三维场景数据按照更新频率与更新数据体量两个维度重新聚合分层，各层数据更新频率越高，更新数据体量越低中，重新聚合分层后的数据层包括显示模型切片数据层、模型属性信息数据层和实时动态数据层，所述显示模型切片数据层、所述模型属性信息数据层和所述实时动态数据层的更新频率依次升高，更新数据体量依次降低。
10.进一步的，所述步骤对高精地图的三维场景数据按照更新频率与更新数据体量两个维度重新聚合分层，各层数据更新频率越高，更新数据体量越低包括：
11.将三维场景中每一个实体对象的每一块切片的属性信息与实体对象进行关联，然后抽离每一块切片的属性信息及实体对象信息到模型属性信息数据层；
12.将三维场景的每个实体对象的实时动态数据与实体对象进行关联，然后抽离每一个实体对象的实体动态数据及实体对象信息到实时动态数据层；
13.将三维场景的每个实体对象的剩余切片数据整合至模型切片数据层。
14.进一步的，所述步骤按照需求对重新分层后的数据进行调用，并在显示设备上渲染更新包括如下步骤：
15.按照更新频率调用各层数据，并根据数据种类进行如下操作之一：
16.若数据为实时动态数据，则根据该数据内容对该数据对应的实体对象的模型特征进行渲染更新；
17.若数据为实体对象的属性信息数据，则根据该数据内容对该数据对应的实体对象的对应切片的属性信息进行更新；
18.若数据为实体对象的切片数据，则根据相机与场景的距离计算渲染显示的精细度层级，并渲染到显示设备上。
19.本发明所述的高精地图动态三维数据的同步更新系统，包括：数据处理单元，用于对高精地图的三维场景数据按照更新频率与更新数据体量两个维度重新聚合分层，分成数据更新频率越高，更新数据体量越低的若干数据层；数据使用单元，用于按照更新频率对重新分层后的各层数据进行更新，并按照需要在显示设备上渲染更新。
20.进一步的，所述数据处理单元包括：数据汇聚模块、显示模型切片数据层、模型属性信息数据层和实时动态数据层，所述显示模型切片数据层、所述模型属性信息数据层和所述实时动态数据层的更新频率依次升高，更新数据体量依次降低，所述数据汇聚模块用于将高精地图的三维场景数据按照更新频率及更新数据体量两个维度重新组合，提取三维场景每个实体对象的切片数据、属性信息数据及实时动态数据，并分别和对应实体对象的关联信息一并分别分配到所述显示模型切片数据层、所述模型属性信息数据层和所述实时动态数据层。
21.进一步的，所述数据使用单元包括：数据同步模块，用于按照所述实时动态数据层的更新频率将实时动态数据更新至显示设备；数据组织分析模块，用于按照所述模型属性信息数据层的更新频率将模型属性信息数据更新至显示设备，并根据关联信息将实时动态数据和模型属性信息数据与对应的实体对象的切片数据相关联；模型渲染模块，用于按照所述显示模型切片数据层的更新频率将模型切片数据更新至显示设备，并按照需要将切片数据、模型属性信息数据及实时动态数据渲染显示至显示设备上。
22.本发明所述的存储介质，存储有计算机程序，所述计算机程序被设置为运行时实现上述高精地图动态三维数据的同步更新方法。
23.有益效果：与现有技术相比，本发明具有如下优点：通过对高精地图的动态三维数据按照更新频率和更新数据体量两个维度重新汇聚，形成两个互补的金子塔结构，降低数据更新成本，降低数据更新对计算机资源的利用率，实现高精地图的流畅人机交互。
附图说明
24.图1为本发明实施例的同步更新系统的数据流向图；
25.图2为本发明实施例的数据处理单元的示意框图；
26.图3为本发明实施例的数据结构分层示意图；
27.图4为本发明实施例的数据使用单元的示意框图；
28.图5为本发明的同步更新系统的交通信号灯实施例的示意框图。
具体实施方式
29.下面结合附图对本发明的技术方案作进一步说明。
30.参照图1及图2，本发明实施例的高精地图动态三维数据的同步更新方法，包括如下步骤：
31.对高精地图的三维场景数据按照更新频率与更新数据体量两个维度重新聚合分层，各层数据更新频率越高，更新数据体量越低；
32.按照更新频率对重新分层后的各层数据进行更新，并按照需要在显示设备上渲染更新。
33.在智能交通行业中，目前高精地图的更新都是对三维场景中的所有实体对象进行更新及重建，重新进行三维切割，并将数据组织与发布，最后在设备的渲染层重新绘制空间瓦片数据，更新成本高，数据同步效率低，如在海量三维数据的场景下，如城市级别的所有交通信号灯实时同步交通信号灯数据，会异常困难与低效。实际上，三维场景中的每个实体的各个数据更新频率并不相同。以交通信号灯为例，交通信号灯的位置等属性信息数据、外观等三维模型数据的更新频率较长，多以天或月计算，交通信号灯的状态信息更新频率则较快，需要以秒计算，若每次更新都对交通信号灯的所有数据进行更新，则为了实现数据同步，更新频率需以频率最短的交通信号灯状态的更新频率为准，每秒均对所有交通信号灯的所有数据进行更新，数据体量巨大，且浪费计算机资源去更新没有变化的交通信号灯的模型及属性数据，极大地降低数据同步效率，影响高精地图的交互。
34.本发明实施例的高精地图动态三维数据的同步更新方法，将三维场景数据依照更新频率和更新数据体量两个维度重新分层聚合，各层数据满足更新频率越高，更新数据体量越小的规律，形成图3所示的两个互补的金字塔数据结构，将三维场景中的各实体对象的各个数据可以按照需要更新，避免按照每个实体对象的最高更新频率的数据项更新整个实体对象带来更新数据量的指数级上升，降低数据同步占用的计算机资源，提高数据同步效率，便于高精地图的人机交互。
35.以同时包含有模型数据、属性数据及实时信号数据的路侧设备中的交通信号灯为例。参照图2，首先，数据处理单元中的数据汇聚模块将高精地图中的交通信号灯的数据聚合汇总，并按照更新频率及更新数据体量对各交通信号灯的数据进行提取再分层，分别分配到交通信号灯的显示模型切片数据层，模型属性信息数据层和实时动态数据层，如图3所示。显示模型切片数据层主要包括交通信号灯的显示用的显示数据，包括交通信号灯的三维模型切片和lod模型。模型属性信息数据层包括交通信号灯的属性数据，及实体交通信号灯的固有属性，如地理位置、外观颜色、占地面积、建筑时间、维护时间、相关人员及联系方式等。实时动态数据层包括交通信号灯的实时信号数据，如红绿灯状态，剩余秒数等。数据汇聚模块在对交通信号灯的数据重新聚合再分层时，需要建立提取的属性数据及实时动态数据与对象实体之间的关联，并将关联信息与提取的数据一并分配至各数据层中，用于使用时将数据重新关联组装。
36.参照图4，数据使用单元按照各层数据的更新频率接收数据处理单元重新分层后的各层数据，并将各层数据按照关联关系重新组装成各交通信号灯数据，并按照需要渲染显示在显示设备上。数据使用单元包括数据同步模块、数据组织分析模块及数据渲染模块。数据同步模块用于按照实时动态数据层的更新频率将实时动态数据更新至显示设备的内
存中。数据组织分析模块用于按照模型属性信息数据层的更新频率将模型属性信息数据更新至显示设备内存，并根据关联信息将实时动态数据和模型属性信息数据与对应的实体对象的切片数据相关联。模型渲染模块用于按照显示模型切片数据层的更新频率将模型切片数据更新至显示设备，并按照显示需要将切片数据、模型属性信息数据及实时动态数据渲染显示至显示设备上。模型渲染模块将数据组织分析模块重新组装成的交通信号灯数据，按照显示设备中相机与交通信号灯的距离计算渲染显示精度层级，将各交通信号灯渲染显示在显示设备上。由数据处理单元和数据使用单元构成的高精地图动态三维数据的同步更新系统的实施例如图5所示。
37.实际中，三维场景中的不同实体对象依据其各部分数据的更新频率，可以拆分为多个不同的数据层，具体重新划分的数据层数量由实体对象性质决定，若实体对象的实时信号数据也具有多个不同的更新频率层级，则实时动态数据层还可以进行进一步的细分。
38.本发明实施例的存储介质，存储有上述高精地图动态三维数据的同步更新方法实例化的计算机程序。
技术特征：1.一种高精地图动态三维数据的同步更新方法，其特征在于，包括如下步骤：对高精地图的三维场景数据按照更新频率与更新数据体量两个维度重新聚合分层，各层数据更新频率越高，更新数据体量越低；按照更新频率对重新分层后的各层数据进行更新，并按照需要在显示设备上渲染更新。2.根据权利要求1所述的高精地图动态三维数据的同步更新方法，其特征在于，所述步骤对高精地图的三维场景数据按照更新频率与更新数据体量两个维度重新聚合分层，各层数据更新频率越高，更新数据体量越低中，重新聚合分层后的数据层包括显示模型切片数据层、模型属性信息数据层和实时动态数据层，所述显示模型切片数据层、所述模型属性信息数据层和所述实时动态数据层的更新频率依次升高，更新数据体量依次降低。3.根据权利要求2所述的高精地图动态三维数据的同步更新方法，其特征在于，所述步骤对高精地图的三维场景数据按照更新频率与更新数据体量两个维度重新聚合分层，各层数据更新频率越高，更新数据体量越低包括：将三维场景中每一个实体对象的每一块切片的属性信息与实体对象进行关联，然后抽离每一块切片的属性信息及实体对象信息到模型属性信息数据层；将三维场景的每个实体对象的实时动态数据与实体对象进行关联，然后抽离每一个实体对象的实体动态数据及实体对象信息到实时动态数据层；将三维场景的每个实体对象的剩余切片数据整合至模型切片数据层。4.根据权利要求1所述的高精地图动态三维数据的同步更新方法，其特征在于，所述步骤按照需求对重新分层后的数据进行调用，并在显示设备上渲染更新包括如下步骤：按照更新频率调用各层数据，并根据数据种类进行如下操作之一：若数据为实时动态数据，则根据该数据内容对该数据对应的实体对象的模型特征进行渲染更新；若数据为实体对象的属性信息数据，则根据该数据内容对该数据对应的实体对象的对应切片的属性信息进行更新；若数据为实体对象的切片数据，则根据相机与场景的距离计算渲染显示的精细度层级，并渲染到显示设备上。5.一种高精地图动态三维数据的同步更新系统，其特征在于，包括：数据处理单元，用于对高精地图的三维场景数据按照更新频率与更新数据体量两个维度重新聚合分层，分成数据更新频率越高，更新数据体量越低的若干数据层；数据使用单元，用于按照更新频率对重新分层后的各层数据进行更新，并按照需要在显示设备上渲染更新。6.根据权利要求5所述的高精地图动态三维数据的同步更新系统，其特征在于，所述数据处理单元包括：数据汇聚模块、显示模型切片数据层、模型属性信息数据层和实时动态数据层，所述显示模型切片数据层、所述模型属性信息数据层和所述实时动态数据层的更新频率依次升高，更新数据体量依次降低，所述数据汇聚模块用于将高精地图的三维场景数据按照更新频率及更新数据体量两个维度重新组合，提取三维场景每个实体对象的切片数据、属性信息数据及实时动态数据，并分别和对应实体对象的关联信息一并分别分配到所述显示模型切片数据层、所述模型属性信息数据层和所述实时动态数据层。
7.根据权利要求6所述的高精地图动态三维数据的同步更新系统，其特征在于，所述数据使用单元包括：数据同步模块，用于按照所述实时动态数据层的更新频率将实时动态数据更新至显示设备；数据组织分析模块，用于按照所述模型属性信息数据层的更新频率将模型属性信息数据更新至显示设备，并根据关联信息将实时动态数据和模型属性信息数据与对应的实体对象的切片数据相关联；模型渲染模块，用于按照所述显示模型切片数据层的更新频率将模型切片数据更新至显示设备，并按照需要将切片数据、模型属性信息数据及实时动态数据渲染显示至显示设备上。8.一种存储介质，存储有计算机程序，其特征在于，所述计算机程序被设置为运行时实现根据权利要求1至4任一项所述的高精地图动态三维数据的同步更新方法。
技术总结本发明公开了一种高精地图动态三维数据的同步更新方法、系统及存储介质，其中方法包括如下步骤：对高精地图的三维场景数据按照更新频率与更新数据体量两个维度重新聚合分层，各层数据更新频率越高，更新数据体量越低；按照更新频率对重新分层后的各层数据进行更新，并按照需要在显示设备上渲染更新。上述同步更新方法，通过对高精地图的动态三维数据按照更新频率和更新数据体量两个维度重新汇聚，形成两个互补的金子塔结构，降低数据更新成本，降低数据更新对计算机资源的利用率，实现高精地图的流畅人机交互。图的流畅人机交互。图的流畅人机交互。
技术研发人员：沈世华
受保护的技术使用者：国汽大有时空科技（安庆）有限公司
技术研发日：2022.03.23
技术公布日：2022/7/5
