钢厂是一个大型的生产制造车间,车间里面各种各样的机械设备众多,钢厂里面的工人也众多,钢厂人员定位主要解决的就是一个安全生产的问题。
如果我们能够实时掌握钢厂内每个生产环节人员的实时精确位置信息,我们就可以基于这个位置信息开发各种与安全相关的应用。
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在传统的可视化监控领域,一般都是基于 Web SCADA 的前端技术来实现 2D 可视化监控,本系统采用 Hightopo 的 HT for Web 产品来构造轻量化的 3D 可视化场景,该 3D 场景从正面展示了一个现代化工厂的现实场景,室内定位包括工厂工人的实时位置、电子围栏的范围、现场的安全情况等等,帮助我们直观的了解当前工厂人员的安全状况。
效果展示
工厂人员实时定位效果及电子围栏效果
轨迹图效果图
系统分析
人物模型及场景
项目中使用的人物模型是通过 3dMax 建模生成的,该建模工具可以导出 obj 与 mtl 文件,在 HT 中可以通过解析 obj 与 mtl 文件来生成 3d 场景中的摄像头模型。
绘制电子围栏
场景中的电子围栏并不是使用3dMax搭建的模型,HT提供了多种基础形体类型供用户建模使用,不同于传统的3D建模方式,HT的建模核心都是基于API的接口方式, 通过预定义的图元类型和参数接口,进行设置达到三维模型的构建。根据形状,我将电子围栏分成圆柱、长方体和底部为多边形的棱柱。
人物模型实时定位
图扑软件HT引擎有设置节点位置的方法,人物节点的位置的刷新还包括人物的朝向。
人物触发警
当人物触发警 时,有2种方式同时提醒系统使用者。一是人物头上的面板颜色发生改变,并且显示 警信息。
轨迹图轨迹实现原理
在发生警 后,需要根据人物的轨迹图回溯发生警 的来龙去脉。如果使用根据点集每走一步就绘制一个canvas脚步节点的方式去重现轨迹,很容易造成节点绘制过多,页面卡顿的情况,因此我使用一整条管道的方式代替一个人物的所有脚步节点,使用管道的好处是,每个人物的轨迹图从开始到结束只有一个管道的图元信息,因此对页面的渲染更加友好和流畅。
人物前进一步,则往管道的点集中推进一个点的坐标,同时绘制新的管道部分。同理,人物后退一步,则管道的点集中推出当前最后一个点的坐标,同时管道失去最后两点连接的部分。另外我通过使用定时器,对轨迹图的前进和后退分别做了快进和快退的处理。以下为轨迹图的运行效果:
总结
安全生产一直是工业生产的重要话题,安全生产是国家的一项长期基本国策。通过 3D 的可视化的实时定位,可以更加直观、全面地了解工作作业状态,保证安全生产的进行,降低了事故发生的可能性。通过轨迹回放,若发生事故也可以追溯事故发生经过及原因,方便改进管理方式,防范于未然。
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