[發明專利]一種適用于VR/AR的變電站運行環境的三維模型構建方法

有效

• 申請號: 201810272013.2
• 申請日: 2018-03-29
• 公開（公告）號: CN110322564B
• 公開（公告）日: 2022-11-15
• 發明（設計）人: 陳勁;聞建中;楊璽;李辰盟;李雙全;曾莉
• 申請（專利權）人: 廣東電網有限責任公司江門供電局
• 主分類號: G06T19/00
• 分類號: G06T19/00;G06Q50/06
• 代理公司: 北京科億知識產權代理事務所(普通合伙) 11350
• 代理人: 鐘斌

本發明公開了一種適用于VR/AR的變電站運行環境的三維模型構建方法，包括以下步驟：S1：利用激光測距的原理，通過記錄被測物體表面大量的密集點的三維坐標、反射率和紋理信息，快速采集大場景的三維模型及線、面、體各種圖件數據；S2：利用檢效過的單反相機來采集原始影像數據，利用激光點云處理軟件及攝影測量軟件快速還原設備、桿塔及線路真實場景及模型；S3：簡化三角網數據，降低模型面數，達到優化模型的目的，基于local?global思想，在不改變結點的相互連結方式下，調整結點的位置，整體上改善圖像網格的均勻度。本發明解決變電站設備之前3D建模耗時長、精細度差的問題，使變電站運行系統保持安全、高效的運行。

技術領域

本發明涉及變電站運行環境技術領域，尤其涉及一種適用于VR/AR的變電站運行環境的三維模型構建方法。

背景技術

電力設備檢修維修、故障處理、應急搶修等作業運用檢修規程和指導書時缺少規范化、標準化的輔助指導；制定的檢修計劃、工作范圍、施工方案、現場勘測、作業狀態等環節中缺少可視化描述、精確化呈現、情景式預演的管控工具和手段，必要的警告和提醒更是空白，對生產工作帶來了制約，主要表現在以下三點：

(1)電力設備布局緊湊，結構復雜，數量龐大，帶來的維護難度高、檢操復雜，任務繁重，而及時、精確、高效的檢修成為現場管控的障礙。

(2)設備檢修技術的信息化、規范化要求越來越高，紙質指導書難以實現設備屬性信息展示、檢修試驗過程數據查詢、檢修質量100％追溯等效果。

(3)設備不同類型的故障處理主要憑運行經驗，人為因素影響大，缺乏故障查找、分析、判斷的系統指導和“一設備一冊”的運檢策略。

國外技術方向、技術水平和關鍵技術：虛擬現實技術(VirtualReality,VR)是近年來計算機網絡世界的熱點，在各行業都有非常良好的發展前景才，虛擬現實是計算機模擬的三維環境，客服了傳統軟件技如GIS系統和平面仿真系統的二維界面的局限，在使用中具有二維界面所不能實現的存在感、交互性、多感知性以及用戶的自主性。

國內技術方向、技術水平和關鍵技術：湖南大學的徐良軍等將虛擬現實技術應用于電力安監培訓，節省了教師人力資源和硬件設備資源而且增強了培訓效果。該培訓系統應用了三維建模、碰撞檢測和交互行為控制等關鍵技術。在此系統中，受訓者處于一個虛擬的現場作業環境視聽空間內，一方面，使受訓者能感覺到身臨其境的培訓過程，增加了培訓的趣味性，提升了培訓效果；另一方面，多個受訓者在虛擬場景中同時進行操作，又具有節省教師人力資源和硬件設備資源的效果。

虛擬現實在電力系統中可以應用于動力系統仿真、大型設備的設計、培訓教育系統等方向。國外電力系統的培訓仿真器從20世紀70年代初開始發展,開始主要集中在火電廠機組,之后相繼發展到電網、變電站的仿真培訓。通常由于電力行業的特點，真實操作環境危險系數高，一般都是有經驗的師傅用帶徒弟的方式來傳遞經驗，效率很不高，在教學過程中也通常采用PPT和圖片進行教學，無法真實的還原整個檢修過程，學員動手能力也非常有限。因此，我們提出了一種適用于VR/AR的變電站運行環境的三維模型構建方法用于解決上述問題。

發明內容

基于背景技術存在的電力設備檢修繁瑣，無法及時精準的操控變電站現場，以及變電站檢修技術人員在培訓和正常作業時耗費較多的人力物力、工作效率低的技術問題，本發明提出了一種適用于VR/AR的變電站運行環境的三維模型構建方法。

本發明提出的一種適用于VR/AR的變電站運行環境的三維模型構建方法，包括以下步驟：

S1：利用激光測距的原理，通過記錄被測物體表面大量的密集點的三維坐標、反射率和紋理信息，快速采集大場景的三維模型及線、面、體各種圖件數據；

S2：利用檢效過的單反相機來采集原始影像數據，利用激光點云處理軟件及攝影測量軟件快速還原設備、桿塔及線路真實場景及模型；