[發明專利]基于云計算的變電設備三維模型計算機生成方法

有效

• 申請號: 201210461209.9
• 申請日: 2012-11-16
• 公開（公告）號: CN102930600A
• 公開（公告）日: 2013-02-13
• 發明（設計）人: 鄭瑞忠;陳明;周健;林傳偉;林瑜
• 申請（專利權）人: 福建省電力勘測設計院;福建英特萊信息技術咨詢有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00
• 代理公司: 福州展暉專利事務所 35201
• 代理人: 陳如濤

技術領域

本發明涉及一種變電站一、二次設備、構筑物的三維建模、處理方法，特別是一種基于云計算的變電設備三維模型計算機生成方法，所生成的三維模型用于設計、服務等方面的模型展示。

背景技術

現有技術中，基于設備精細化管理的要求，電網中變電工程中需要提供變電設備的三維模型，該三維模型的生成都是直接利用發電工程類似的三維設計及輸出模式，這種方式需要極為專業的軟件和相對應的專業計算機設備，因為三維模型的生成過程中需要處理海量的數據以及龐大的計算量，因此生成三維模型的過程專業性強、程序復雜，費時多、成本高（設備成本等）。

上述的三維模型僅在具有三維模型專業生成條件的情況下新增變電站的模型展示應用，隨著電網工程對三維模型的需求越來越多，無論是技術上、電網的各種數據服務還是用于生產管理都需要用到三維模型，然而，現有新增的變電站數量少，而已建成的變電站大多沒有即成的三維模型，如果采用上述的三維模型生成方法對已建成的變電站進行三維建模，則由于其專業性強、費時多、成本高難以為用戶所接受，因此沒有實用性。

發明內容

本發明的目的在于根據現有技術的不足之處而提供一種通用的、簡單、快速、成本低廉、實用性高的基于云計算的變電設備三維模型計算機生成方法。

本發明的目的是通過以下途徑來實現的：

基于云計算的變電設備三維模型計算機生成方法，其要點在于，包括如下步驟：

提供存儲有電網工程標識系統編碼規則數據的存儲裝置；

提供立體激光掃描設備，該設備掃描已建成變電站設備的外部輪廓、接口部分和關鍵部件，獲得三組三維云數據，

將獲得的三維云數據與存儲裝置中的電網工程標識系統編碼規則進行關聯鏈接；

提供數據處理裝置，該數據處理裝置中設置有各種數據處理程序，并根據數據處理程序對所獲得的三組三維云數據進行如下處理：

先采用離散型方差計算程序去除每組三維云數據的邊界噪音，將完全獨立的、或者超過主圖形中心平均距離1個標準方差的數據剔除；

再通過虛擬力計算程序將每組數據中的均勻分布數據剔除，保留邊緣距離數據，獲取數據中各邊緣的關鍵點、線數據；

對外部輪廓的三維云數據采用二次曲面計算程序求解模型；

對接口部分的三維云數據采用標定物計算程序求解模型；

對關鍵部件采用三角網絡計算程序求解模型；

提供云計算服務器，將上述求解模型輸入云計算服務器，云計算服務器通過曲面擬合計算程序對上述求解模型進行擬合，生成初步的三維模型，

云計算服務器通過數據分類計算程序和數據分層計算程序對初步三維模型數據進行平滑處理、數據分類和數據分層；

將最后獲得的三維模型存儲到存儲裝置中，并保持與電網工程標識系統編碼規則的關聯鏈接。

這是一種采用三維重構方法進行的三維建模。云計算是一種新的計算模式，它將原本分散的資源聚集起來，主要是各種不同的計算程序，再以服務的形式提供給用戶，其能夠提供龐大的、海量的計算服務，以發揮其高可靠性、廉價性和通用性的特點。

本發明是一種基于三維重構的技術方案，首先通過激光掃描法獲得原始數據，然后通過一系列的計算程序對原始數據進行處理，并在盡可能的減少數據量，最后將處理后的數據和模型送入云計算服務器進行最后的海量計算，獲得最后的三維模型。這樣，在充分利用云計算的優勢，解決了重構三維建模和三維數據復雜的計算，以及三維動態展示對專業化軟硬件的依賴問題，使得變電設備的三維模型的生成能夠以一種通用的、簡單的、快速的、成本低廉、實用性高的方式來實現，減輕了建模難度，保證變電設備能在瘦客戶端模式下運行。

本發明可以進一步具體為：

提供一種三維模型檢測系統，包括有曲面特征分析模塊、模型關鍵數據提取模塊、幾何形態檢測單元、裝配約束條件檢測單元和三維數據檢索數據庫，

三維數據檢索數據庫中存儲有變電設備中各種外部輪廓、接口部分和關鍵部件三類模型的基本要素數據和擴展要素數據，其中，基本要素數據是指變電設備具體的電氣和空間特征數據，擴展要素數據是指設備運行狀態和維護關聯數據，

幾何形態檢測單元將三維模型數據傳送給云計算服務器，在云計算服務器中，模型關鍵數據提取模塊從存儲裝置中提取三類模型數據，通過曲面特征分析模塊對三類模型的幾何形狀進行10倍的縮放，并與云計算服務器中已有的匹配數據進行比較，尋找是否存在相似的匹配，并對各端點與中心點距離、各邊緣線長度和各面的數據匹配度計算；