技术是企业的核心竞争力,而技术积累就是企业最宝贵的资产。顺应日新月异的科技发展趋势,不断增强技术积累、转化应用成果,是数字政通始终坚持的创新之基。
11月1日,五部门印发《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划(2022—2026年)》,到2026年我国虚拟现实产业总体规模将超过3500亿元。虚拟现实技术成为推动数字经济发展及传统产业数字化转型的新动力和新抓手。
数字政通始终坚持新兴技术赋能产业发展,在人工智能、大数据、区块链、虚拟现实、无人驾驶等方面拥有着良好的技术储备,不断推动相关项目应用落地,并率先将虚拟现实技术应用于城市治理领域,目前已在北京、山东、河北、广东等十余个省份落地实践或研究测试。
虚拟现实技术诞生于20世纪,随着三维可视化技术、多媒体技术、仿真技术等的高速发展,当前已然成为21世纪新一代信息技术的前沿方向。积极推动虚拟现实产业创新是在深入贯彻《中华人民共和国国民经济和社会发展第十四个五年规划和2035年远景目标纲要》的相关部署、是在积极响应《“十四五”数字经济发展规划》的相关要求、是对激发我国产业服务体系创新活力的高质量践行。
为加快虚拟现实与行业应用融合发展、构建完善虚拟现实产业创新发展生态、牢牢把握产业发展战略窗口,工业和信息化部教育部文化和旅游部国家广播电视总局国家体育总局印发《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划(2022—2026年)》,希望能够到2026年,我国三维化、虚实融合沉浸影音关键技术能获得重点突破,新一代适人化虚拟现实终端产品一直不断丰富,产业生态进一步完善,虚拟现实在经济社会重要行业领域实现规模化应用,形成若干具有较强国际竞争力的骨干企业和产业集群,打造技术、产品、服务和应用共同繁荣的产业发展格局。
作为新型智慧城市核心应用与运营服务提供商、国家规划布局内重点软件企业、国家高质量的高新技术企业,数字政通一直探索与研究新兴技术,从而赋能城市高效治理。其中虚拟现实技术的应用恰好与我司的重点研究方向、产品市场定位深度吻合。
01
虚拟现实之核心技术基石——孪生可视化技术
孪生可视化技术用于制作和渲染虚拟场景、满足对象交互,是对虚拟现实的重要技术支持。从2021年至2022年11月2日,数字政通先后发布了“晶石”孪生平台、“晶石”CIM平台。在最新的“晶石”CIM平台中,政通将数字孪生技术深入运用至智慧城市领域,并进一步升级了孪生引擎。新的孪生引擎采用HDRP(高清渲染管线)进行编程渲染,引入PBR(基于物理渲染)材质,实现对虚拟世界的超真实仿真。通过在GPU计算、实例化绘制、视椎体剔除、分区分块调度等系列技术上的持续研究,该孪生平台达到了可“种植1亿棵树”、“摆设10万盏灯”的渲染性能。在最新的测试中,以一片135平方公里、精度2公分、共545G的倾斜摄影数据为测试数据,运行在RTX2060的电脑端上,可达到动态帧率高于70帧,静态帧率甚至高于100帧的流畅度。
深度依托新技术、新理念,“晶石”CIM平台可促进城市治理多种应用场景、多个行业专题的数字赋能提质增效,从而能够更加智慧化、科学化、精细化的服务于新型智慧城市、新型基础设施建设。“晶石”CIM平台+燃气监管
依托高性能三维可视化技术,赋能城市燃气安全监管。风险分级管控:梳理燃气安全风险清单,排查关键区域,建立评估模型,可视化展示评估风险等级;隐患排查治理:汇聚“从隐患排查、整改到核销”全过程闭环监管相关的各类燃气安全隐患数据,挖掘分析隐患数据,可视化展示特定时间范围内的隐患动态变化效果;日常巡检巡查:基于风险隐患分级设置不同频次巡检任务,创新地下管线AR巡检,实现问题准确标记;燃气泄漏事件闭环处置:燃气泄漏报警→现场三维实景还原→泄漏源分析→泄露扩散分析→周边资源分析→实时调度→泄漏关阀分析→报警接触。目前,数字政通已应用相关技术推进武汉、莆田、天津等地燃气建设。
“晶石”CIM平台+城市防汛
依托高性能三维可视化技术,赋能城市防汛。多维立体防汛:汇聚“天上、地上、地下”多源数据,多层次分析,提升预警预判能力;汛情智能研判:基于模型分析,计算暴雨时发生的积水区域,提前研判布防,实现科学减灾;泵站无人值守:构建“无人值守、科学管理”模式,缩短处置时间,保障设备安全、稳定、可靠运行;平战结合指挥调度:根据涝情监测、预警、统计分析结果,启动预案,指挥调度、减灾降损。相关技术已在西安、宿州、亳州等地落地实践。
“晶石”CIM平台+重点人管控
依托高性能三维可视化技术,建立“一单清、一网治、一体防”立体防控体系,赋能社会治理重点人管控。将重点安全风险防范由平面指挥升级为立体防控,实现管控对象的全掌握;立体布控物联感知设备,实现脱失人员异常行为智能预警;人户联动,实现脱失人员联户智能治理;智能规划检查路径,实现协查人员由各行其是到重点人员联防联控。该场景已广泛应用于四川翠屏等地的一网统管、社会治理等项目。
“晶石”CIM平台+疫情防控
依托高性能三维可视化技术,赋能城市疫情防控。涉疫人员轨迹追踪:疫情流调追溯精准高效,科学有效严防扩散;隔离区域周边搜索:疑似病例实战追溯与涉疫智能规划形成的大数据战疫体系;小区出入口异常监测:常态防控实时调阅,人防物防立体防疫。该场景已应用于福山区全域全科网格化服务管理平台等项目。
“晶石”CIM平台+民生诉求
依托高性能三维可视化技术,赋能民生诉求高效响应。智能感知:创新基于话题标签的分析体系智能感知热点事件,提升热线智能分析广度和深度;闭环处置:新热线预警事件“感知-分拨-处置-分析”的完整闭环治理方式,推进主动治理;场景应用:基于立体可视化场景,深化“热线+网格”融合发展,充分运用热线大数据和网格巡查机制互补互用,助推城市精细化治理水平提升,做好接诉即办,加强主动治理。目前该场景已在深圳坪山、罗湖等地探索应用。
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“晶石”CIM平台一直在持续向城市运行“一网统管”赋能,通过高精度的模型生产、高逼真的可视还原、全方位的数据接入,打造更多既好看又好用的城市治理应用场景,如桥梁监测、道路健康、共享单车、城市停车等。
02
虚拟现实之政通重要布局——晶石AR引擎
增强现实(Augmented Reality,AR)技术是一种将虚拟信息与真实世界巧妙融合的技术,其将原本在现实世界的空间范围中比较难以进行体验的实体信息在电脑等科学技术的基础上,实施模拟仿真处理,叠加将虚拟信息内容在真实世界中加以有效应用,并且在这一过程中能够被人类感官所感知,从而实现超越现实的感官体验。真实环境和虚拟物体之间重叠之后,能够在同一个画面以及空间中同时存在。
AR引擎作为实现AR设备与AR应用之间的核心桥梁、关键技术的集合,其中涉及到定位、跟踪、识别、渲染等多方面技术点。在推进晶石系列产品中,基于元宇宙相关技术之间的关联和政通业务的诉求,政通在AR引擎领域也已有不少积累和实战案例。晶石AR引擎—多种融合定位方案
定位技术是决定AR引擎是否可以真正使用的决定性指标,定位的偏差会直接影响虚拟场景与现实场景的融合准确度。当前,晶石AR引擎为了提高定位精度、场景跟踪能力,提出了多种解决方案:
(1)基于GPS+姿态+视频视觉的SLAM平台;
(2)人工修正初始定位位置、姿态;
(3)扫描位置二维码的定位方案。晶石AR引擎—强大的AI识别能力
识别能力是考验AR引擎成熟度的重要指标之一,只有对真实环境中的各类目标物准确识别,才能在实战中提升体验度和交互度,满足强运用场景需求。
数字政通基于AI、大数据、云计算技术,于15年推出了政通云隼平台,经过众多项目实战和持续迭代,于今已能对城市管理中的186种目标、6类区域、百余类异常问题的精准识别。
将政通云隼平台与晶石AR引擎结合,基于手机端设备进行整合研发,即可利用手机摄像头完成城市多类事件快速识别以及自动化案卷上报。
将政通云隼平台与晶石AR引擎结合,基于车载移动端设备进行整合研发,充分利用视频采集及时性、便捷性、高机动性,从被动响应到主动防范,从人工处理转为自动发现和半自动处理,从人工交接转换为自动化办理,解放人力、实现精准采集,杜绝人工漏采、不采的情况。该在车载采集方案中,更是充分利用了晶石AR引擎中的基于视频的视觉三维重建技术,对于识别出的目标物,可以赋予准确的真实地理坐标,真正达到精准管理的目的。该AR+AI采集方案,已在福州、青岛、平度、温州等众多城市落地使用。当前,结合政通棋骥无人网格车的不断推广,城市信息采集方式将持续迎来更大变革!
棋骥无人驾驶智联网格车已经在天津、合肥、平度等项目落地应用,并在温州、许昌等地陆续投入测试晶石AR引擎—丰富的运用场景
高空视频AR融合
据报道,中国天网在持续建设,中国监控摄像头将达到27.6亿台。而摄像头是具备时效性高、真是性强、内容丰富的特性的。如果能将这些摄像头数据与CIM更有效、直观的结合起来,必将对城市管理产生积极的作用。
在这样的背景下,晶石研究了一系列技术,涉及到摄像头内参、外参如何标定和反算,真实物理位置如何基于摄影测量中后方交会算法的原理,去研发实体位置反投等等技术。在不断的技术攻关下,本次政通推出了可以将城市管理中的部件、案卷等要素融合至高空摄像头上的AR视频融合系统。
移动端管线AR巡检
在该场景中,系统将地下管线模型与现实世界融合,叠加上管线的运行状态场景为例,管线巡检人员打开手机摄像头,即可看到隐藏于地下的管线分布状态。当进一步操作手机,可以拾取到管线的离地距离、管线的属性信息,甚至感知到管线的运行状态,比如流向、比如管压等等。该平台正在北京市地下管线项目开展研究探索。
AR电子沙盘
针对智慧园区、景区等场景,将场景内的三维地图投射至沙盘中,叠加该范围内的运行数据、分析数据,使得参观者、管理者均能快速身临其境的感知场景全貌态势。
03
虚拟现实之政通智能穿戴——晶石AR眼镜
为进一步提升晶石产品在城市管理元宇宙应用场景中的智能化、可视化,数字政通在元宇宙生态中迈出了重要一步,数字政通与AR光波导领域先驱者——北京灵犀微光公司签署战略合作协议,并已通过政通优势数字产业投资基金投资北京灵犀微光科技有限公司,将与灵犀微光共同研发基于“阵列光波导”技术的新一代AR眼镜的实战化应用,依托晶石CIM平台将虚拟现实技术逐渐应用于柔性执法、管线巡检、事部件采集等城市精细化管理应用场景。
当前,新一代的AR眼镜,在具备高清显示特性的同时,已经具备了和普通眼镜在重量上相差无几的地步,镜片10g,分辨率1280*720,30度的时场角,整机重量38.6g。
而晶石平台也针对眼镜的特点、交互方式,在解决一系列技术点的同时,更设计了很多的应用场景,比如柔性执法、管线巡检、部件采集等等。
晶石平台在AR眼镜的支撑下,扩展所见、无限可能。
04
虚拟现实之场景落地畅想——更深入赋能城市运行“一网统管”
CIM数据与现实世界的更快速、低成本、便捷更新同步
随着虚拟现实技术赋能城市运行一网统管应用的深入,用户对数字孪生虚拟场景的真实性、准确性和实时性将提出更高的要求,只有实时更新城市空间动态变化情况,才能真正做到物理城市与虚拟城市的一一映射,同步生长。
数字政通已在全国各地建立健全的本地化城市管理信息采集队伍,依托手机、固定摄像头、街景采集、无人机航飞采集等手段获取各类城市管理问题并发挥很好的作用。下一步,将研究在本地化城市管理信息采集模式的基础上,通过整合公司本地化信息采集资源和公司移动测量业务资源,对管理区域进行街景扫描、无人机航拍等动态连续、全方位的信息采集,主动获取城市管理问题信息和城市空间变化信息的业务模式,探讨建立全方位、动态化的城市空间数据更新机制,随时随地保证空间数据动态更新,既满足政府、行业单位对城市空间要素动态更新的要求,有可以主动发现城市建设、管理、应急有关的城市问题。
数字政通晶石CIM平台发布以来,可以为用户提供CIM1-7级多层次、多精度的城市信息模型,随着城市开发边界扩大、城市城镇化快速发展,政通公司采用无人机航空摄影和地面街景扫描相结合的方式,快速实现倾斜影像、激光点云等多源数据的采集,并依托自动化更新工具和生产工艺对该变化区域地形、建筑物、道路交通及附属设施、绿地、水系、广场及场地设施等更新、建模,保持城市三维数据库的现势性,同时满足不同行业对城市三维模型的要求。多期城市变化影像数据的采集同时也为违法建设、违法用地、乱堆渣土、户外广告等多种城市问题动态监测和快速摸排提供立体化信息手段,保障城市整洁、安全、有序,深入赋能城市运行一网统管。该业务模式将在烟台福山区、许昌魏都区等一网统管项目探索落地。
更多的运用场景探索
随着晶石能力的持续迭代、在AR领域的更深入研究、应用场景的不断探索,晶石将更加深入、更加广泛的运用于城市运行一网统管。
这些场景可以包含:工地管理,如卡口设防执法、黑工地巡查执法、工地事件识别上报;户外广告管理,如广告规划内容和广告状态巡查、面向公众的广告向导应用;社会治理,如重点人识别、重点人走访、重点场所危险识别;门前三包,如商铺自治、事件识别;市政应用,如管线巡检、站点巡检;智慧文旅,如商业宣传、景区导航等等。
随着五部委联合印发《虚拟现实与行业应用融合发展行动计划(2022-2026年)》,“到2026年我国虚拟现实产业总体规模(含相关硬件、软件、应用等)超过3500亿元、虚拟现实终端销量超过2500万台“的方向性指引,“晶石”必将拥有更大的增长空间。