本發(fā)明屬于物流監(jiān)管，尤其涉及一種基于unity3d引擎的智能化在途物資監(jiān)管系統(tǒng)及方法。

背景技術(shù)：

1、隨著全球經(jīng)濟一體化的深入發(fā)展，物流行業(yè)作為連接生產(chǎn)與消費的關(guān)鍵環(huán)節(jié)，其重要性日益凸顯。然而，傳統(tǒng)在途物資監(jiān)管方式往往依賴于人工跟蹤、紙質(zhì)記錄及事后分析，存在信息滯后、監(jiān)管盲區(qū)多、效率低下等問題。隨著物聯(lián)網(wǎng)、大數(shù)據(jù)、云計算及三維可視化技術(shù)的快速發(fā)展，為物流監(jiān)管帶來了新的變革機遇。

2、unity3d作為一款跨平臺的孿生開發(fā)引擎，因其強大的三維渲染能力、靈活的擴展性及廣泛的用戶基礎(chǔ)，逐漸被應(yīng)用于非游戲領(lǐng)域，如工業(yè)設(shè)計、教育培訓(xùn)、城市規(guī)劃等。在物流監(jiān)管領(lǐng)域，u3d技術(shù)可用于構(gòu)建三維物流可視化平臺，實現(xiàn)物資運輸過程的直觀展示與動態(tài)監(jiān)控。然而，目前市場上鮮有將u3d技術(shù)與具體物流業(yè)務(wù)深度結(jié)合，以智能化手段全面優(yōu)化在途物資監(jiān)管的系統(tǒng)或方法。

技術(shù)實現(xiàn)思路

1、為解決現(xiàn)有技術(shù)存在的問題，本發(fā)明提出一種基于unity3d引擎的智能化在途物資監(jiān)管系統(tǒng)及方法。

2、本發(fā)明的技術(shù)方案如下：

3、一種基于unity3d引擎的智能化在途物資監(jiān)管系統(tǒng)，包括前端可視化層、中端業(yè)務(wù)邏輯層、后端數(shù)據(jù)處理層及物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集層；

4、所述前端可視化層，用于展示物資運輸過程中的實時位置、狀態(tài)、環(huán)境信息以及包括運輸路徑規(guī)劃結(jié)果、預(yù)計到達(dá)時間和安全風(fēng)險等級的關(guān)鍵數(shù)據(jù)；

5、所述中端業(yè)務(wù)邏輯層，用于調(diào)用后端數(shù)據(jù)處理層生成的數(shù)據(jù)并將處理結(jié)果返回給前端可視化層進(jìn)行展示；

6、所述后端數(shù)據(jù)處理層，用于負(fù)責(zé)存儲物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集層采集的監(jiān)測數(shù)據(jù)并生成物資運輸過程中的實時位置、狀態(tài)、環(huán)境信息以及運輸路徑規(guī)劃結(jié)果、預(yù)計到達(dá)時間和安全風(fēng)險等級的關(guān)鍵數(shù)據(jù)，且提供api接口供中端業(yè)務(wù)邏輯層調(diào)用，同時實時對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行異常情況監(jiān)測以進(jìn)行異常處理與反饋；

7、所述物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集層，包括由安裝在運輸車輛、物資包裝或運輸路線上的各類傳感器、rfid標(biāo)簽、gps定位器組成的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，用于實時采集物資運輸過程中的相關(guān)于位置數(shù)據(jù)、速度數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)和震動數(shù)據(jù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并通過無線方式傳輸至后端數(shù)據(jù)處理層。

8、一種基于unity3d引擎的智能化在途物資監(jiān)管方法，包括如下具體步驟：

9、步驟1）初始化，在unity3d引擎中構(gòu)建具有道路網(wǎng)絡(luò)、運輸車輛、物資模型元素的三維物流場景模型并渲染；同時，配置后端數(shù)據(jù)處理層；

10、步驟2）物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集，啟動安裝在運輸車輛、物資包裝或運輸路線上的物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備，實時采集物資運輸過程中的相關(guān)于位置數(shù)據(jù)、速度數(shù)據(jù)、溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)和震動數(shù)據(jù)的監(jiān)測數(shù)據(jù)，并通過無線方式傳輸至后端數(shù)據(jù)處理層；

11、步驟3）數(shù)據(jù)處理與分析，后端數(shù)據(jù)處理層接收物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)后，首先對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行數(shù)據(jù)清洗與預(yù)處理操作，去除噪聲數(shù)據(jù)與冗余信息；然后，基于監(jiān)測數(shù)據(jù)采集到的物資運輸過程中的實時位置、狀態(tài)、環(huán)境信息并根據(jù)預(yù)設(shè)的位置追蹤算法、路徑規(guī)劃算法、風(fēng)險評估模型對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行處理與分析，生成包括運輸路徑規(guī)劃結(jié)果、預(yù)計到達(dá)時間和安全風(fēng)險等級的關(guān)鍵數(shù)據(jù)；

12、步驟4）前端展示與交互，中端業(yè)務(wù)邏輯層將后端數(shù)據(jù)處理層生成關(guān)鍵數(shù)據(jù)以及物資運輸過程中的實時位置、狀態(tài)、環(huán)境信息傳遞給前端可視化層進(jìn)行展示；

13、步驟5）異常處理與反饋，后端數(shù)據(jù)處理層在物資運輸過程中，實時對監(jiān)測數(shù)據(jù)進(jìn)行異常情況監(jiān)測，若監(jiān)測到異常情況，立即觸發(fā)報警機制，通過前端可視化層的界面以及監(jiān)管人員控制平臺進(jìn)行預(yù)警。

14、進(jìn)一步地，所述渲染包括相關(guān)于車輛模型、道路紋理和天氣效果的渲染。

15、進(jìn)一步地，所述物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備包括用于識別物資id信息的rfid標(biāo)簽和閱讀器、用于獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)中位置數(shù)據(jù)、速度數(shù)據(jù)的gps模塊、用于獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)中溫度數(shù)據(jù)的溫度傳感器、用于獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)中濕度數(shù)據(jù)的濕度傳感器和用于獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)中震動數(shù)據(jù)的震動傳感器。

16、進(jìn)一步地，所述位置追蹤算法具體步驟包括：

17、3-1）位置追蹤算法，基于監(jiān)測數(shù)據(jù)中的速度數(shù)據(jù)，采用粒子濾波算法對物資位置進(jìn)行精準(zhǔn)追蹤；在初始時刻 t=0，從初始概率分布 p( x0)中隨機抽取n個樣本：x0(i)～p(x0),i=1,2,…,n；式中，x0(i)表示第i個樣本在初始時刻的狀態(tài)；

18、對于每個樣本，根據(jù)系統(tǒng)的狀態(tài)轉(zhuǎn)移方程進(jìn)行預(yù)測，得到預(yù)測粒子集：xt(i)～p(xt∣xt?1(i)),i=1,2,…,n；xt(i)表示第i個樣本在t時刻的狀態(tài)；p(xt∣xt?1(i))表示在給定前一個時間步(t-1)第i個粒子的狀態(tài)xt?1(i)的條件下，當(dāng)前時間步x?t的概率分布；

19、通過粒子集權(quán)重，得到位置坐標(biāo)，由此實現(xiàn)位置追蹤。

20、所述路徑規(guī)劃算法的具體步驟包括：

21、3-2）對路徑的規(guī)劃處理，引用rrt-star，根據(jù)實時路況、交通規(guī)則、運輸成本及物資特性的多維度因素，為物資規(guī)劃最優(yōu)運輸路徑；在rrt-star中，每個節(jié)點q都有一個與之關(guān)聯(lián)的成本c(q)，表示從起點q_start到節(jié)點q的最小已知路徑成本；成本計算的公式為：

22、c(q)=c(parent(q))+distance(parent(q),q)]；

23、其中，parent(q)是節(jié)點q的父節(jié)點，distance(parent(q),q)是父節(jié)點到節(jié)點q之間的歐幾里得距離；

24、所述風(fēng)險評估模型的構(gòu)建方法包括：

25、3-3）根據(jù)實時采集的溫度數(shù)據(jù)、濕度數(shù)據(jù)、震動數(shù)據(jù)，建立風(fēng)險評估模型；風(fēng)險評估模型公式具體表達(dá)為：

26、y=beta_0+beta_1x_1+beta_2x_2+beta_3x_3+epsilon；

27、其中，y是風(fēng)險評估結(jié)果，beta_0是常數(shù)項，x_1是行駛里程，x_2是分送次數(shù)，x_3是交通擁堵狀況，beta_1、beta_2、beta_3分別是對應(yīng)行駛里程、分送次數(shù)和交通擁堵狀況的回歸系數(shù)，epsilon是隨機誤差項。

28、相比于現(xiàn)有技術(shù)本發(fā)明具有如下有益效果：

29、本發(fā)明提出一種基于unity3d引擎的智能化在途物資監(jiān)管系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)及方法將u3d技術(shù)與具體物流業(yè)務(wù)深度結(jié)合，通過構(gòu)建三維虛擬場景，實時、精準(zhǔn)地反映物資在運輸過程中的狀態(tài)、位置及環(huán)境變化，運用智能算法與計算公式優(yōu)化運輸路徑、預(yù)測運輸時間、評估運輸風(fēng)險，旨在提升物流監(jiān)管的智能化水平，保障物資安全，提高運輸效率。

技術(shù)特征：

1.一種基于unity3d引擎的智能化在途物資監(jiān)管系統(tǒng)，其特征在于，包括前端可視化層、中端業(yè)務(wù)邏輯層、后端數(shù)據(jù)處理層及物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集層；

2.一種基于unity3d引擎的智能化在途物資監(jiān)管方法，其特征在于，包括如下具體步驟：

3.根據(jù)權(quán)利要求2所述的基于unity3d引擎的智能化在途物資監(jiān)管方法，其特征在于，所述渲染包括相關(guān)于車輛模型、道路紋理和天氣效果的渲染。

4.根據(jù)權(quán)利要求3所述的基于unity3d引擎的智能化在途物資監(jiān)管方法，其特征在于，所述物聯(lián)網(wǎng)設(shè)備包括用于識別物資id信息的rfid標(biāo)簽和閱讀器、用于獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)中位置數(shù)據(jù)、速度數(shù)據(jù)的gps模塊、用于獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)中溫度數(shù)據(jù)的溫度傳感器、用于獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)中濕度數(shù)據(jù)的濕度傳感器和用于獲取監(jiān)測數(shù)據(jù)中震動數(shù)據(jù)的震動傳感器。

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的基于unity3d引擎的智能化在途物資監(jiān)管方法，其特征在于，所述位置追蹤算法具體步驟包括：

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明公開了一種基于Unity3D引擎的智能化在途物資監(jiān)管系統(tǒng)及方法，該系統(tǒng)包括前端可視化層、中端業(yè)務(wù)邏輯層、后端數(shù)據(jù)處理層及物聯(lián)網(wǎng)數(shù)據(jù)采集層，該系統(tǒng)將U3D技術(shù)與具體物流業(yè)務(wù)深度結(jié)合，通過構(gòu)建三維虛擬場景，實時、精準(zhǔn)地反映物資在運輸過程中的狀態(tài)、位置及環(huán)境變化，運用智能算法與計算公式優(yōu)化運輸路徑、預(yù)測運輸時間、評估運輸風(fēng)險，旨在提升物流監(jiān)管的智能化水平，保障物資安全，提高運輸效率。

技術(shù)研發(fā)人員：程偉華,馮曙明,楊永成,王涵,宋港波,陳書敏,肖愛華
受保護(hù)的技術(shù)使用者：江蘇電力信息技術(shù)有限公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/30