一种多场景交互的数据可视化系统及其工作方法与流程

1.本发明涉及可视化技术技术领域，具体为一种多场景交互的数据可视化系统及其工作方法。


背景技术：

2.现有技术的多场景交互的数据可视化系统及其工作方法，存在以下问题：第一、在进行图像采集的同时，不能对同一场景的其他数据进行同步采集，使得场景交互功能简单，且采集到的图像数据仅为图像数据，在后续人机交互的处理平台上，不能通过用户操作平台，通过相关设定进行进一步的图像追踪，使得系统功能简单；第二、现有技术的场景交互对应速度较慢，需要对大量的数据进行对应，使得其可视化结果分析时间长，响应速度慢，不便于使用。
3.为解决上述问题，发明者提供了一种多场景交互的数据可视化系统及其工作方法，通过stm32单片机快速响应，可以快速对附加信号进行采集，便于后续关键特征的提取，便于关键信息的对应与提取，通过计算坐标差值向量，对gps模块的位置信息进行进一步标记，便于后续的继续追踪，通过上位机服务器模块建立一个存储队列，提高对应速度，快速建立模型，大大的优化了响应速度，提高系统的实用性与可靠性。


技术实现要素：

4.针对现有技术的不足，本发明提供了一种多场景交互的数据可视化系统及其工作方法，具备实用性高、可靠性高的优点，解决了实用性低、可靠性低的问题。
5.为实现上述实用性高、可靠性高的目的，本发明提供如下技术方案：一种多场景交互的数据可视化系统，由场景数据采集模块、场景分析模块、场景确定模块、上位机服务器模块、云终端、人机交互终端组成；场景数据采集模块：采集图像的原始数据，采集原始图像的其他附加数据，例如gps、重力、语音块、以及场景内部具体物体，根据采集数据计算坐标差值向量，并把采集的原始数据进行通过下位机进行预处理，通过通讯串口将数据传输至上位机服务器模块；场景分析模块：在上位机服务器模块中通过上位机服务器对获取的一帧图像进行图像分割，并将图像进行二值化，对缺损数据进行过滤，防止干扰，对图像进行滤波处理完毕后，进行图像还原，将云终端数据库预先定义的多个子场景进行排列，场景分析服务器从云终端数据库中进行筛选与对应，通过获取数据与选取的子场景进行对应，进行可视化结果分析；场景确定模块：提取场景数据采集模块中对应的附加数据的多组关键信号，根据关键信号与场景分析模块选取的子场景建立关联性，以供获取所述人机交互场景；上位机服务器模块：对场景数据采集模块菜的数据进行可视化结果分析，将场景分析模块得到的可视化结果分析数据与关键信号建立关联性，将数据进行逻辑处理，分析，计算、数据格式整理，为场景数据采集模块采集的处理后的数据建立一个存储队列，将队列
信息实时存储至文件中，通过建立人机交互终端
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服务器的架构进行传输，每个用户的设置指令数据由终端发出，然后通过服务器实现不同用户场景交互数据从存储队列中的选取和分发，将场景交互数据通过服务接口、模型处理接口对人机交互终端内提供多元化服务，建立可视化模型，并对模型等数据流进行导流，分类；云终端：用于记录和上传数据库和上位机服务器模块的数据管理和信息反馈；人机交互终端：通过服务器处理后，将场景确定模块确定的场景通过上位机服务器模块建立的可视化模型进行展示，通过通讯接口数据处理实现可视化，通过设置模块，可以使得上位机服务器模块进行图像追踪，实现人机交互。
6.优选的，所述场景数据采集模块包括场景采集下位机控制模块以及场景态势感知模块，场景采集下位机控制模块包括stm32单片机，所述stm32单片机与ov7670图像传感器和al422帧缓存器电性连接，所述场景态势感知模块包括gps模块、重力传感模块、语音模块、遥感模块和红外传感器矩阵模块，因此，通过下位机快速响应，可以快速对附加信号进行采集，便于后续关键特征的提取。
7.优选的，所述人机交互模块包括通讯模块和显示终端，所述通讯模块包括gprs、gsm、wifi、蓝牙及有线传输模块中的任意一种或几种，所述场景数据采集模块、场景分析模块、场景确定模块、上位机服务器模块、云终端、人机交互终端组成通过有线或无线网络顺次连接，因此，通过无线网络，可以远程进行场景和人机交互。
8.一种多场景交互的数据可视化系统的工作方法，包括以下步骤：s1、通过例如pc机、手机、平板电脑、触摸屏或拼接屏等人机交互终端，通过通讯接口传输设置数据，使得场景数据采集模块通过上位机服务器模块发送指令，通过上位机服务器模块发出指令，场景采集下位机接收指令，通过stm32单片机传输模拟信号，使得ov7670图像传感器进行图像采集，通过al422帧缓存器缓存；s2、通过场景态势感知模块中的gps模块、重力传感模块、语音模块、遥感模块和红外传感器矩阵模块实时采集相关数据，通过下位机数据预处理后，通过场景分析模块对获取的一帧图像进行图像分割以及相关数据特征提取；s3、计算坐标差值向量，对红外线数据进行高斯函数滤波，去除图像中的噪声，进一步对图像进行特征提取，得到采集设备与采集图像中心，并计算两者构成的向量，最后进行标定过程，建立向量与显示屏幕注视点之间的映射关系，进一步通过拟合计算得到图像注视点坐标，对gps模块的位置信息进行进一步标记；s4、提取场景数据采集模块中对应的附加数据的多组关键信号，根据关键信号与场景分析模块选取的子场景建立关联性，场景分析服务器从云终端数据库中进行筛选与对应，通过获取数据与选取的子场景进行对应，进行可视化结果分析，对步骤s3中的gps模块的位置信息呈三维显示；s5、通过上位机服务模块计算分析后，通过通讯接口将数据通过人机交互终端进行显示，通过用户通过人机交互终端进行设置，可以通过上位机服务器模块继续控制下位机进行采集，上位机运算，从而实现进行图像追踪，实现人机交互。
9.有益效果与现有技术相比，本发明提供了一种多场景交互的数据可视化系统及其工作方法，具备以下有益效果：
1、该多场景交互的数据可视化系统及其工作方法，通过stm32单片机快速响应，可以快速对附加信号进行采集，便于后续关键特征的提取，在进行图像采集的同时，对同一场景的其他数据进行同步采集，便于关键信息的对应与提取，便于显示终端上的人机交互，通过上位机服务器模块继续控制下位机进行采集，上位机运算，从而实现进行图像追踪，实现用户对目标图像的积继续追踪。
10.2、该多场景交互的数据可视化系统及其工作方法，通过计算坐标差值向量，对gps模块的位置信息进行进一步标记，便于后续的继续追踪，通过上位机服务器模块建立一个存储队列，提高对应速度，快速建立模型，大大的优化了响应速度，提高系统的实用性与可靠性。
附图说明
11.图1为本发明方法流程结构示意图；图2为本发明系统结构示意图。
具体实施方式
12.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做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。
13.实施例一：请参阅图1
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2，一种多场景交互的数据可视化系统，由场景数据采集模块、场景分析模块、场景确定模块、上位机服务器模块、云终端、人机交互终端组成；场景数据采集模块：场景数据采集模块包括场景采集下位机控制模块以及场景态势感知模块，场景采集下位机控制模块包括stm32单片机，所述stm32单片机与ov7670图像传感器和al422帧缓存器电性连接，所述场景态势感知模块包括gps模块、重力传感模块、语音模块、遥感模块和红外传感器矩阵模块，采集图像的原始数据，采集原始图像的其他附加数据，例如gps、重力、语音块、以及场景内部具体物体，根据采集数据计算坐标差值向量，并把采集的原始数据进行通过下位机进行预处理，通过通讯串口将数据传输至上位机服务器模块，因此，通过下位机快速响应，可以快速对附加信号进行采集，便于后续关键特征的提取；场景分析模块：在上位机服务器模块中通过上位机服务器对获取的一帧图像进行图像分割，并将图像进行二值化，对缺损数据进行过滤，防止干扰，对图像进行滤波处理完毕后，进行图像还原，将云终端数据库预先定义的多个子场景进行排列，场景分析服务器从云终端数据库中进行筛选与对应，通过获取数据与选取的子场景进行对应，进行可视化结果分析；场景确定模块：提取场景数据采集模块中对应的附加数据的多组关键信号，根据关键信号与场景分析模块选取的子场景建立关联性，以供获取所述人机交互场景；上位机服务器模块：对场景数据采集模块菜的数据进行可视化结果分析，将场景分析模块得到的可视化结果分析数据与关键信号建立关联性，将数据进行逻辑处理，分析，
计算、数据格式整理，为场景数据采集模块采集的处理后的数据建立一个存储队列，将队列信息实时存储至文件中，通过建立人机交互终端
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服务器的架构进行传输，每个用户的设置指令数据由终端发出，然后通过服务器实现不同用户场景交互数据从存储队列中的选取和分发，将场景交互数据通过服务接口、模型处理接口对人机交互终端内提供多元化服务，建立可视化模型，并对模型等数据流进行导流，分类；云终端：用于记录和上传数据库和上位机服务器模块的数据管理和信息反馈；人机交互终端：通过服务器处理后，将场景确定模块确定的场景通过上位机服务器模块建立的可视化模型进行展示，通过通讯接口数据处理实现可视化，通过设置模块，可以使得上位机服务器模块进行图像追踪，实现人机交互，人机交互模块包括通讯模块和显示终端，所述通讯模块包括gprs、gsm、wifi、蓝牙及有线传输模块中的任意一种或几种，所述场景数据采集模块、场景分析模块、场景确定模块、上位机服务器模块、云终端、人机交互终端组成通过有线或无线网络顺次连接，因此，通过无线网络，可以远程进行场景和人机交互。
14.实施例二：请参阅图1
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2，一种多场景交互的数据可视化系统的工作方法，包括以下步骤：s1、用户通过pc机，向上位机服务器模块发送需要场景交互的指令，所需场景交互的位置设定于马路，上位机通过通讯接口接收用户通过pc机设置的数据，使得用户需要交互的场景数据通过上位机进行进行储存且从存储文件中提取存储队列，使得上位机服务模块发送指令，通过上位机服务器模块发出指令，使得场景采集下位机接收指令，通过stm32单片机传输模拟信号，使得ov7670图像传感器对用户所需要场景交互的gps定位的位置进行图像采集，通过al422帧缓存器缓存；s2、通过上述步骤，使得场景态势感知模块中的gps模块、重力传感模块、语音模块、遥感模块和红外传感器矩阵模块实时采集马路图像采集同一时刻的相关数据，通过下位机数据预处理后，通过上位机运算，使得场景分析模块对获取的其中一帧图像进行图像分割，以及相关数据特征提取；s3、计算坐标差值向量，对场景态势感知模块的红外线数据进行高斯函数滤波，通过与步骤s2中得到的分割图像进行对比，去除图像中的噪声，进一步对图像进行特征提取，得到采集设备与采集图像中心，并计算两者构成的向量，进行标定过程，建立向量与显示屏幕注视点之间的映射关系，进一步通过拟合计算得到图像注视点坐标，对gps模块的位置信息进行进一步标记，与步骤s1中的用户所需要场景交互的位置信息进行拟合；s4、提取场景数据采集模块中对应的附加数据的多组关键信号，根据关键信号与场景分析模块选取的子场景建立关联性，场景分析服务器从云终端数据库中进行筛选与对应，通过获取数据与选取的子场景进行对应，进行可视化结果分析，对步骤s3中的gps模块的位置信息呈三维显示；s5、通过上位机服务模块计算分析后，通过通讯接口将数据通过人机交互终端进行显示，通过pc机显示界面实时显示采集时刻的同步特征，进行信号处理后进行展现，用户再次通过人机交互终端进行设置，可以通过上位机服务器模块继续控制下位机进行采集，上位机运算，从而继续得到下一时刻的图像信息，通过控制下位机，实现进行图像追踪，通过上位机计算用户信息，进行合成处理等，实现人机交互。
15.实施例三：请参阅图1
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2，一种多场景交互的数据可视化系统的工作方法，包括以下步骤：s1、用户通过pc机，向上位机服务器模块发送需要场景交互的指令，所需场景交互的位置设定于商场，上位机通过通讯接口接收用户通过pc机设置的数据，使得用户需要交互的场景数据通过上位机进行进行储存且从存储文件中提取存储队列，使得上位机服务模块发送指令，通过上位机服务器模块发出指令，使得场景采集下位机接收指令，通过stm32单片机传输模拟信号，使得ov7670图像传感器对用户所需要场景交互的gps定位的位置进行图像采集，通过al422帧缓存器缓存；s2、通过上述步骤，使得场景态势感知模块中的gps模块、重力传感模块、语音模块、遥感模块和红外传感器矩阵模块实时采集商场图像采集同一时刻的相关数据，通过下位机数据预处理后，通过上位机运算，使得场景分析模块对获取的其中一帧图像进行图像分割，以及相关数据特征提取；s3、计算坐标差值向量，对场景态势感知模块的红外线数据进行高斯函数滤波，通过与步骤s2中得到的分割图像进行对比，去除图像中的噪声，进一步对图像进行特征提取，得到采集设备与采集图像中心，并计算两者构成的向量，进行标定过程，建立向量与显示屏幕注视点之间的映射关系，进一步通过拟合计算得到图像注视点坐标，对gps模块的位置信息进行进一步标记，与步骤s1中的用户所需要场景交互的位置信息进行拟合；s4、提取场景数据采集模块中对应的附加数据的多组关键信号，根据关键信号与场景分析模块选取的子场景建立关联性，场景分析服务器从云终端数据库中进行筛选与对应，通过获取数据与选取的子场景进行对应，进行可视化结果分析，对步骤s3中的gps模块的位置信息呈三维显示；s5、通过上位机服务模块计算分析后，通过通讯接口将数据通过人机交互终端进行显示，通过pc机显示界面实时显示采集时刻的同步特征，进行信号处理后进行展现，用户再次通过人机交互终端进行设置，可以通过上位机服务器模块继续控制下位机进行采集，上位机运算，从而继续得到下一时刻的图像信息，通过上位机计算用户信息，进行形状匹配，合成处理等，实现人机交互。
16.综上所述，该多场景交互的数据可视化系统及其工作方法，通过stm32单片机快速响应，可以快速对附加信号进行采集，便于后续关键特征的提取，在进行图像采集的同时，对同一场景的其他数据进行同步采集，便于关键信息的对应与提取，便于显示终端上的人机交互，通过上位机服务器模块继续控制下位机进行采集，上位机运算，从而实现进行图像追踪，实现用户对目标图像的积继续追踪。
17.该多场景交互的数据可视化系统及其工作方法，通过计算坐标差值向量，对gps模块的位置信息进行进一步标记，便于后续的继续追踪，通过上位机服务器模块建立一个存储队列，提高对应速度，快速建立模型，大大的优化了响应速度，提高系统的实用性与可靠性。
18.尽管已经示出和描述了本发明的实施例，对于本领域的普通技术人员而言，可以理解在不脱离本发明的原理和精神的情况下可以对这些实施例进行多种变化、修改、替换和变型，本发明的范围由所附权利要求及其等同物限定。