[發明專利]一種基于Unity3D的圓形煤場三維智能可視化展示平臺

有效

• 申請號: 201410531253.1
• 申請日: 2014-10-10
• 公開（公告）號: CN104392387B
• 公開（公告）日: 2017-12-15
• 發明（設計）人: 郝功濤;王群英;姜佳旭;岳益鋒;張琨;蘇攀;鄧慶德
• 申請（專利權）人: 華電電力科學研究院
• 主分類號: G06Q50/06
• 分類號: G06Q50/06;G06T17/30
• 代理公司: 杭州天欣專利事務所(普通合伙)33209
• 代理人: 張狄峰

1.一種基于Unity3D的圓形煤場三維智能可視化展示平臺，其特征在于：3D煤場實現流程是通過綜合盤煤儀掃描的點云數據和日進銷煤數據，生成符合煤場實際的三維網格數據，利用Unity3D三維渲染技術生成煤場三維立體圖，再根據電廠DCS系統實時存取煤數據進行修正，以提高所繪的網格圖與實際煤場形狀的擬合精度，同時給出煤場存煤量的體積結果，動態修改網格圖形狀，并利用web技術實現網絡在線3D煤場實時更新；煤場三維立體虛擬展示平臺采用了Flash和Unity 3D的綜合技術基于B/S架構跨操作系統平臺設計，展示平臺系統分為元數據模型、數據庫、Unity3D服務、應用層和表現層5層結構；數據庫通過文件集合來對系統關鍵數據進行存儲，在平臺中分為場景數據庫和業務數據庫；場景數據庫的元數據包括建模、材質和動作，業務數據庫的元數據包括坐標和煤場參數信息；Unity 3D服務指系統的運行邏輯，包括模型的放大縮小、旋轉平移、視角轉換和動作觸發；應用層指系統的業務邏輯，在Unity3D服務提供接口的基礎上，進行場景展示業務數據操作，為表現層提供實時展示信息，在應用層通過對三維圖形的剖分以及擬合，從而得到圓形煤場展開之后二維存煤輪廓圖；表現層包括用戶界面和特效處理，特效處理包括動畫效果和模型特效。

2.根據權利要求1所述的基于Unity3D的圓形煤場三維智能可視化展示平臺，其特征在于：對于電廠已有的激光盤煤儀系統，須分析其工作原理，將盤煤儀所得數據轉換為常規三維坐標系；這是因為煤堆表面不規則，即使掃描步距一定，最后得到的仍是無規則的隨機分布的三維散亂數據點集。

3.根據權利要求2所述的基于Unity3D的圓形煤場三維智能可視化展示平臺，其特征在于：3D煤場可視化就是對無規則的隨機分布的點云數據進行徑向基函數法插值運算，形成曲線或曲面，并用圖形表示出來。

4.根據權利要求1或2或3所述的基于Unity3D的圓形煤場三維智能可視化展示平臺，其特征在于：采用Delaunay三角剖分算法對采樣數據進行網格化處理，Delaunay算法能將采樣數據進行合理地剖分，并連接成三角形網格，該算法能使剖分得到的所有三角形的最小內角之和最大，使任一三角形外接圓中均不包含點集中的其他點，各三角形盡可能接近于等邊三角形，避免了狹長三角形的存在，從而得到三維網格；網格化是將點云的空間三維坐標點集按照相應的算法擬合成互不交叉的三角形網；采樣數據網格化后，生成網格化的三維立體圖，為下一步生成煤堆三維立體圖做準備。

5.根據權利要求1所述的基于Unity3D的圓形煤場三維智能可視化展示平臺，其特征在于：B/S結構利用了成熟的瀏覽器技術，結合瀏覽器的多種Script語言和ActiveX技術；Web可視化使在瀏覽器中實現在線實時查看煤場三維立體圖，并提供友好的可視化交互界面，輔助煤計劃生產，設計的技術包括網絡實施架構，服務器后端數據處理技術，以及客戶端交互技術。

6.根據權利要求1或2或3所述的基于Unity3D的圓形煤場三維智能可視化展示平臺，其特征在于：為提高圓形煤場三維可視化精度，需要充分利用電廠當前可以采集的煤場存取煤數據，煤場存取煤數據包括盤煤儀數據、日存取煤量數據、人工丈量數據、皮帶秤數據和視頻數據。

7.根據權利要求5所述的基于Unity3D的圓形煤場三維智能可視化展示平臺，其特征在于：用戶與瀏覽器交互時，用戶的操作有：

①放大：放大圖形的局部，以利于觀察煤堆的細節；

②縮小：縮小圖形，以利于把握煤堆整體；

③旋轉：以煤場中心為原點，繞Y軸和Z軸旋轉，以利于從各個方向、各個角度觀察煤場；

④平移：沿屏幕X方向或Y方向平行移動圖像，以利于選取觀察目標；

⑤歸中：將圖像回歸于初始位置，即位于屏幕的中央，方便用戶使用；

⑥消隱：提供了兩種網格，立體網格和消隱后的網格，消隱后的網格更有立體感，利于觀察；

⑦全場繪制：讀入中間輸入文件后，從菜單或工具欄選此功能后，開始動態地繪制煤堆圖形；

⑧體積計算：繪制完畢后，以對話框的形式在屏幕客戶區的下方提供煤場的存煤量；

⑨局部點修改：為了更好地反映煤場圖像的細節，提供了局部點修改的功能，使得用戶能根據現場的實際情況，靈活地修改圖形。