一种快速构建航空装备数字孪生的系统和方法

技术特征：
1.一种快速构建航空装备数字孪生的方法，其特征在于，通过数据接入模块和可视化模块实现；所述数据接入模块用于将可视化需用数据项与外部的本地数据源匹配，然后将外部的本地数据源直接导入到所述可视化模块中，做好数据驱动可视化的准备，所述可视化模块具有33个数字孪生基元，通过调用所述数字孪生基元和配置数据项，对所述数字孪生基元进行编辑组合从而，完成面向数据可视化的航空装备数字孪生体的搭建，具体包括如下步骤：步骤s1：构建航空装备的物理实体模型与静态可视化模型，所述静态可视化模型包括航空装备本身的几何模型和内部燃油系统模型；不同部件采用不同颜色加以区分；步骤s2：将驱动数字孪生体的航空装备数据整理到外部的本地数据源，以保证参数的准确性，从而保证数字孪生体的保真性；步骤s3：通过数据接入模块将步骤s2中的所述的外部的本地数据源与unity平台相连接，用于将外部的本地数据源中的航空装备数据的各个数据项与unity平台中航空装备的所述静态可视化模型的不同部件一一匹配，匹配成功后通过所述数据接入模块显示匹配效果，保证本地数据源与所述可视化模块的数据交互的准确性；步骤s4：为保证数字孪生体数据交互的实时性，当匹配成功后通过所述数据接入模块控制本地数据源是否接入unity平台中；步骤s5：将进行数字孪生体构建的可视化模块以插件的形式安装在unity平台中，通过调用不同数字孪生基元表达不同的效果；通过对航空装备数字孪生体的功能特性的分析，配置数字孪生体时，对航空装备的每一个部件进行不同的数字孪生基元调动；步骤s6：配置好数字孪生基元后，即实现航空装备的物理实体的运动与实时的数字孪生体模型，显示重要的物理参数。2.根据权利要求1所述的一种快速构建航空装备数字孪生的方法，其特征在于，所述航空装备数据包括飞行高度、俯仰角、飞行马赫数和燃油油量。3.根据权利要求1所述的一种快速构建航空装备数字孪生的方法，其特征在于：所述数据接入模块采用基于可拓展标记语言的航空装备数字孪生数据集成技术，对多源异构数据进行集成，以可拓展标记语言对孪生数据进行定义；通过指定数据的标签、id、名称和属性，以区分不同类型、不同来源的孪生数据，建立孪生数据和数据源数据之间的映射模型。4.根据权利要求3所述的一种快速构建航空装备数字孪生的方法，其特征在于：所述的可视化模块对航空装备的物理实体的特定行为、状态进行观察和试验，解析其对应物理规律，并将其行为抽象化定义所得的结果；所述数字孪生基元帮助设计人员对数字孪生体的构建流程进行划分，辅助设计人员以可视化设计的形式完成面向数据可视化的数字孪生体的构建。5.根据权利要求1所述的一种快速构建航空装备数字孪生的方法，其特征在于：所述数字孪生基元包括输入、多学科综合算法实现和输出；其中，所述输入包括结构化数据和非结构化数据；所述多学科综合算法包含数学、物理学、计算机图形学，利用所述多学科综合算法对输入数据进行分析计算得到不同的输出结果；同时支持外部程序的调用；所述输出既输出所述结构化数据和非结构化数据，又输出模型运动、视觉效果、ui界面。6.根据权利要求1所述的一种快速构建航空装备数字孪生的方法，其特征在于：所述数字孪生基元包括：网络数据基元、数学运算基元、模型运动基元、材质渲染基元、用户界面基
元、视角运动基元、功能基元、基础数据基元和物理引擎基元。

技术总结
本发明涉及一种快速构建航空装备数字孪生的系统和方法，能够完成对航空装备数字孪生的快速构建。本发明由数据接入模块、可视化模块实现。数据接入模块为基于Java语言开发的能够独立运行的exe程序，能够完成将可视化需用数据项与外部文件数据项匹配，然后将文件数据导入到可视化模块中，做好数据驱，动可视化的准备；可视化模块总共拥有33个可视化基元，通过调用基元和配置数据项，完成航空装备数字孪生体低门槛无代码的构建。本发明使用门槛低，复用性、拓展性强，构建孪生系统速度快，可视化效果明晰，方便控制数据接入。方便控制数据接入。方便控制数据接入。


技术研发人员：罗明强 裴康博
受保护的技术使用者：北京航空航天大学
技术研发日：2022.11.14
技术公布日：2023/2/3