(19)中华 人民共和国 国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202111670347.3 (22)申请日 2021.12.31 (71)申请人 无锡恺易物联网科技发展 有限公司 地址 214000 江苏省无锡市新吴区太科园 传感网大学科技园立业楼B区203、 204、 205号 (72)发明人 高先圣　何俊明　马冬　 (74)专利代理 机构 温州市品创专利商标代理事 务所(普通 合伙) 33247 代理人 洪中清 (51)Int.Cl. G06F 16/2458(2019.01) G06F 16/248(2019.01) G06F 16/29(2019.01) G06T 19/00(2011.01)G06N 3/08(2006.01) G06Q 50/02(2012.01) H04L 67/12(2022.01) H04L 67/1095(2022.01) H04L 9/40(2022.01) G16Y 10/05(2020.01) G16Y 20/10(2020.01) G16Y 20/20(2020.01) G16Y 30/10(2020.01) G16Y 40/10(2020.01) G16Y 40/20(2020.01) G16Y 40/50(2020.01) G16Y 40/60(2020.01) (54)发明名称 一种基于数字孪生的数字农田场景映射同 步装置及方法 (57)摘要 本发明涉及一种基于数字孪生的数字农田 场景映射同步装置及方法， 其中， 所述装置包括： 农田场景单元， 包括传感器、 农机设备、 农用物 资、 车辆、 仓储、 种植作物； 数字孪生单元， 与所述 农田场景单元通过网络连接， 包括物联感知模 块、 全要素数字化模块、 可视化呈现模块、 信息提 取与融合模块、 实时分析计算模块、 模拟仿真推 演模块、 虚实融合互动模块和自学习优化模块。 当农田场景单元运行时， 数字孪生单元可根据物 理参数及运行数据对农田场景单元运行状态进 行判断， 并对农田场景单元进行可视化呈现、 模 拟仿真推演、 虚实融合互动， 使得模型的时效性 大大提升， 从而能够为农田场景单元的运行管理 提供诊断、 预测 和建议。 权利要求书2页 说明书6页 附图1页 CN 114328672 A 2022.04.12 CN 114328672 A 1.一种基于数字 孪生的数字农田场景映射同步装置， 其特 征在于， 包括： 农田场景 单元， 包括传感器、 农机设备、 农用物资、 车辆、 仓储、 种植作物； 数字孪生单元， 与所述农田场景单元通过网络连接， 包括物联感知模块、 全要素数字化 模块、 可视化呈现模块、 信息提取与融合模块、 实时分析计算模块、 模拟 仿真推演模块、 虚实 融合互动模块和自学习优化模块。 2.根据权利要求1所述的基于数字孪生的数字农田场景映射同步装置， 其特征在于， 所 述物联感知模块用于传感设备物理实体的数字建模， 通过采用数字孪生建模语言， 构建农 田传感器、 射频传感器、 全球定位系统、 红外感应 器多传感器组件 模型库。 3.根据权利要求1所述的基于数字孪生的数字农田场景映射同步装置， 其特征在于， 所 述全要素数字化模块用于农田对象物理实体的数字语义化建模， 通过为数据设计统一的定 义、 存储、 索引及服务机制， 实现数据统一接入、 交换和高效共享， 构建全要素数据库； 融合 点云数据、 GIS基础数据和IoT 数据等业务数据， 匹配不同尺度与不同颗粒度数据， 生 成多尺 度数据融合标准， 以此标准为依据， 自定义不同层级 呈现的数据主题， 基于数字孪生建模语 言、 BIM技术和深度学习进行以农田场地环境、 农机、 农资、 人员、 作物信息为内容的多种场 景下的事件检测、 事件相关元素及 事件间的关系抽取， 再进一步做单体的语义建模， 提供农 田场地环境、 农机、 农资、 人员、 作物组件 模型库。 4.根据权利要求1所述的基于数字孪生的数字农田场景映射同步装置， 其特征在于， 所 述可视化呈现模块用于数据的可视化呈现， 采用可视化引擎工具对数据进 行多层次实时渲 染， 提供场景可视化组件、 统计分析可视化组件和业务逻辑可视化组件， 通过终端显示设备 完成可视化呈现。 5.根据权利要求1所述的基于数字孪生的数字农田场景映射同步装置， 其特征在于， 所 述信息提取与融合模块用于对物体实体产生的不同类型、 不同形态、 不同来源的数据， 在数 字空间进行多层次 时空数据融合， 提供 数据关联集成组件、 数据时空融合组件。 6.根据权利要求1所述的基于数字孪生的数字农田场景映射同步装置， 其特征在于， 所 述实时分析计算模块用于数据的分析计算， 提供 空间分析计算组件、 统计分析 组件、 智能分 析组件。 7.根据权利要求1至6任意一项所述的基于数字孪生的数字农田场景映射同步装置， 其 特征在于， 所述模拟仿真推演模块用于对物体实体在数字空间进行仿真推演， 按被仿真的 对象进行组件设计， 提供农田场地环 境模拟仿 真组件、 农机模拟仿 真组件、 农资模拟仿 真组 件、 人员模拟仿 真组件、 作物模拟仿 真组件， 通过调用物联感知模块、 全要 素数字化模块， 建 立与实际生产数据一致的仿真生产数据库， 并仿真运行， 产生实时的仿真生产数据对物理 实体进行同步验证、 虚拟调试。 8.根据权利要求1至6任意一项所述的基于数字孪生的数字农田场景映射同步装置， 其 特征在于， 所述虚实融合互动模块用于物理实体和数字孪生体的数据 交互和实时同步， 提 供农田对象实时视频融合监控、 跨 终端人机交互组件， 通过打通不同控制设备的执行协 议， 借助5G低时延网络、 数据处理中心和边缘计算中心提供 的高性能协同计算能力， 以人机操 作方式将控制指令反馈给物理对 象， 实现对控制终端的操作， 完成虚实信息融合和控制融 合。 9.根据权利要求1至6任意一项所述的基于数字孪生的数字农田场景映射同步装置， 其权　利　要　求　书 1/2 页 2 CN 114328672 A 2特征在于， 所述自学习优化模块用于数字孪生体模型 的优化， 利用机器学习和知识图谱对 历史数据进行 学习发现其中规 律， 给出优化策略， 生成数字 孪生体模型。 10.一种基于数字孪生的数字农田场景映射同步方法， 其特征在于， 执行于如权利要求 1至9任意 一项所述的装置， 包括 步骤： S1、 由物联感知模块实时感知 农田几何面积、 作物 布局信息和运行信息； S2、 将所述农田几何面积、 作物布局信息和运行信 息传送到全要素数字化模块， 进行全 要素数字化和语义 化建模， 实现数字空间与物理 空间一一映射； S3、 对经过全要素 数字化和语义 化建模后的数据信息进行分析和价 值挖掘； S4、 通过自学习优化模块， 对数字孪生单元进行置换或者参数更新， 实现农田场景单元 到数字孪生单元的映射同步； S5、 将所述数字孪生单元产生的所述农田场景单元运行的优化参数和运行优化指令， 通过网络连接传送到所述农田场景单元， 实现所述数字孪生单元到所述农田场景单元的映 射同步。权　利　要　求　书 2/2 页 3 CN 114328672 A 3