[發明專利]一種特高壓交流變壓器工藝質量管控仿真培訓系統

在審

• 申請號: 201810845487.1
• 申請日: 2018-07-27
• 公開（公告）號: CN109003516A
• 公開（公告）日: 2018-12-14
• 發明（設計）人: 陳釗;上官朝暉;徐桂彬;應君裕;李華鋒;高俊;黃文杰;房亮
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;湖北華中電力科技開發有限責任公司
• 主分類號: G09B23/18
• 分類號: G09B23/18;G09B9/00
• 代理公司: 武漢楚天專利事務所 42113
• 代理人: 胡江

1.一種特高壓交流變壓器工藝質量管控仿真培訓系統，其特征在于：硬件設備和軟件系統組成，硬件設備接收用戶的輸入，實時的計算、渲染和輸出，顯示用戶當前正在進行學習的仿真培訓內容；

硬件設備由輸入設備、仿真計算處理設備、輸出設備和顯示設備組成；所述的軟件系統，包含原材料制作工藝質量管控仿真培訓模塊、線圈制作工藝質量管控仿真培訓模塊、鐵心疊裝工藝質量管控仿真培訓模塊、器身制作工藝質量管控仿真培訓模塊、油箱制作工藝質量管控仿真培訓模塊、總裝工藝質量管控仿真培訓模塊。

2.根據權利要求1所述的特高壓交流變壓器工藝質量管控仿真培訓系統，其特征在于：所述的各個模塊的培訓展示過程與特高壓交流變壓器的生產過程保持一致。

3.根據權利要求1所述的特高壓交流變壓器工藝質量管控仿真培訓系統，其特征在于：所述的原材料制作工藝質量管控仿真培訓模塊由三維動畫、立體聲、文字和圖片提示點組成，將特高壓交流變壓器生產各種原材料的名稱、材質、案例圖片、廠家、工藝處理、質量指標等技術指導資料整合在內，形成基于原材料工藝質量管控的事件觸發型模塊。

4.根據權利要求1所述的特高壓交流變壓器工藝質量管控仿真培訓系統，其特征在于：軟件系統的各模塊均由一系列的工序組成，在正常情況下，按照第一道工序31，第二道工序32，第三道工序33，第四道工序34，……，第n道工序3n的順序從前往后依次執行生產制造過程；各個仿真培訓模塊為各道工序(31，32,33,34,……,3n)預留一套與之對應的用戶交互事件觸發接口(31',32',33',34',……,3n')，即31-31'，32-32'，33-33'，34-34'，……,3n-3n'，在每道工序的觸發接口處，仿真培訓系統根據后臺的配置文件進行事件觸發，事件觸發后，系統彈出一系列的功能UI，用戶根據自身知識的掌握程度，自行選擇某個功能UI，調取出相應的功能模塊，進行參考學習和培訓，并將與該道工序相關的國家標準、行業標準及企業標準的具體條目列出，使用戶快速、直觀、體系的學習規范化的內容。

5.根據權利要求4所述的特高壓交流變壓器工藝質量管控仿真培訓系統，其特征在于:每道工序三維重現了生產工藝的設備結構(主要是設備的局部或內部結構，對應下面的小尺寸物體)和生產場景(指生產車間、大件物體的整體外形，對應下面的大尺寸物體)，三維重現的處理流程的具體步驟如下：

步驟1：獲取設備結構和生產場景的深度圖像；設備結構和生產場景的深度圖像采用深度傳感器設備拍攝獲取，同時通過圖像傳感器獲取其對應的彩色圖像；為了獲取足夠多的圖像，需要變換不同的角度來拍攝同一景物，以保證包含物體的全部信息；具體獲取方案是：(a)小尺寸物體：將小尺寸物體放置在旋轉平臺上，固定傳感器來拍攝旋轉平臺上的物體，(b)大尺寸物體：旋轉傳感器來拍攝大尺寸物體模型；

步驟2：預處理；受設備分辨率的限制，步驟1獲取到得深度圖像存在許多缺點，通過對深度圖像進行去噪和修復等預處理操作，得到平滑的深度信息；

步驟3：點云計算；經過步驟2預處理后的深度圖像具有二維信息，像素點的值是深度信息，表示物體表面到傳感器之間的直線距離，以毫米為單位；通過世界坐標系與圖像像素坐標系之間的轉換關系，計算出深度圖像的世界坐標值，得到點云數據；

步驟4：點云配準；同一設備結構和生產場景，通過不同角度拍攝多幀圖像，存在多個角度的點云數據，且各組點云之間包含一定的公共部分；通過點云配準算法求解出各組點云數據之間的變換參數，將同一物體的多組點云數據進行空間坐標系變換和歸一化處理，得到同一物體的多組點云數據配準結果；

步驟5：經過配準后的多幀圖像的深度信息仍為空間中散亂無序的多組點云數據，僅能展現景物的部分信息；通過對點云數據進行融合處理，得到更加精細的重建模型；

步驟6：表面生成：通過點云數據，構造物體的可視等值面，生成物體的表面，得到物體的幾何結構模型，模型由幾何三角形面片組成；

步驟7：紋理恢復：通過步驟6生成的幾何結構模型，由于不攜帶任何顏色信息，通過紋理恢復，完成模型的紋理貼圖操作，使模型與實際設備結構和生產場景外表高度相似。