[發明專利]一種風電場三維遠程監控系統

有效

• 申請號: 201410070917.9
• 申請日: 2014-02-28
• 公開（公告）號: CN103823935A
• 公開（公告）日: 2014-05-28
• 發明（設計）人: 巫世晶;張海波;胡基才;王曉筍;張增磊;張銀龍
• 申請（專利權）人: 武漢大學
• 主分類號: G06F17/50
• 分類號: G06F17/50;G06Q50/22
• 代理公司: 武漢科皓知識產權代理事務所(特殊普通合伙) 42222
• 代理人: 魯力

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技術領域

本發明涉及一種三維遠程監控系統，尤其是涉及一種風電場三維遠程監控系統。

背景技術

風力發電是一種無污染的可再生能源，近年來增長速度位居各類能源之首。在發電、供電等傳統領域得到廣泛應用的監控與數據采集（Supervisory?Control?and?Data?Acquisition，SCADA）系統為解決大規模風電場的遠程監控與數據采集提供了基本的技術途徑。目前國內外風電場都有自己配套的SCADA系統。風電場SCADA?系統主要完成數據采集與集中監控功能。采集系統通過多種通用接口，采集風機、變電站、測風塔、氣象站等前端傳感器中的信息，通過現場光纖網絡，采用OPC技術將數據接入監控中心進行集中處理。監控中心負責監視現場裝機容量、風機部件參數、氣象數據等信息，并對風機開關機進行遠程控制.

隨著計算機技術的發展，風電場的運行維護人員已經不僅僅滿足于SCADA軟件所提供的現有的功能，對于軟件的易用性和舒適性也提出了更高的要求。在風電場的SCADA系統中，運行維護人員操作最多的人機界面就是遠程監控畫面。傳統的SCADA的遠程監控界面大都以二維的平面數據展示為主。風電場現場海量的實時數據以這種形式呈現給運行人員，在反復多次使用以后，會降低使用人員的操作積極性，影響工作效率。探索一種新的數據展示方式，不僅能夠提高人機交互界面的可操作性，而且數據顯示直觀明了，有利于提高運行維護的效率。

虛擬現實(Virtual?Reality?簡稱VR)?是以計算機技術為核心,?結合相關科學技術,生成與一定范圍真實環境在視、聽、觸感等方面高度近似的數字化環境,用戶借助必要的裝備與數字化環境中的對象進行交互作用、相互影響,?可以產生親臨真實環境的感受和體驗。?

發明內容

本發明主要是解決現有技術所存在的技術問題；提供了一種不僅可以同二維監控平臺一樣進行人機交互和信息查詢，可以對在風電場中自由漫游，對風電場實體模型的狀態、數據觀測，且實時性非常高的一種風電場三維遠程監控系統。

本發明還有一目的是解決現有技術所存在的技術問題；提供了一種區別于傳統的平面數據，本系統的數據和實物的狀態緊密聯系，做到了數據實時的表現在三維實體上的情況，利用虛擬技術極大的還原了風場的實時狀態的一種風電場三維遠程監控系統。

本發明的上述技術問題主要是通過下述技術方案得以解決的：

一種風電場三維遠程監控系統，其特征在于，包括以下步驟：

步驟1，由風電場實際環境的三維參數，利用虛擬現實建模單元，建立風電場的三維物理模型，并對模型進行渲染和著色，還原風電場的真實地貌；

步驟2，建立風電場三維遠程監控系統的漫游功能模塊、視角切換模塊和實時數據查詢模塊，具體方法為：???

步驟2.1，方便用戶在虛擬風電場中自由觀察，為用戶在場景里自由行走設計自由漫游模塊，利用虛擬現實建模單元自帶的外設事件響應代碼段，給鏡頭添加鼠標鍵盤事件響應代碼，用Switch?On?Key為鏡頭添加前進后退向量和左右旋轉角度，利用Mouse?Waiter和Mouse?Camer?Orbit的組合為鼠標右鍵添加鏡頭繞自身軸線旋轉的事件響應，通過鼠標和鍵盤使鏡頭在空間內自由行走和旋轉，達到使用者全景觀察的效果；為固定線路的漫游設計自動漫游模塊，利用虛擬現實建模單元的Position?On?Curve的線路巡檢功能模塊自帶的巡線功能，根據實際線路圖行在虛擬現實建模單元等比例縮放后的位置和大小，在虛擬現實建模單元中連接建立好的Node節點生成線路Curve，將線路和鏡頭輸入Position?On?Curve中，在虛擬現實建模單元里生成按照固定線路的漫游效果；

步驟2.2，根據風電場實物多、分布廣的特點，為便于用戶迅速捕捉目標風機，設計了可以使鏡頭迅速切換到目標風機的視角切換功能模塊，在虛擬現實建模單元中精確定位所有風機的視角坐標和方向，并用Vector數組變量存儲；為所有風機編號；將用戶輸入的風機編號賦值給Switch?On?Parament模塊的變量，將所有風機編號賦值給Switch?On?Parament模塊的常量；將風機的坐標和方向賦值給Paramrnt?Selector模塊的常量；Switch?On?Parament和Paramrnt?Selector聯合使用，得到被鼠標選中的風機坐標和方向；將鼠標選中的風機坐標和方向導入Move?To模塊里可以將鏡頭立即移動到目標風機；