[發明專利]一種基于SLAM掃描和點云影像融合的變電站三維勘測方法

在審

• 申請號: 201811483415.3
• 申請日: 2018-12-06
• 公開（公告）號: CN109801358A
• 公開（公告）日: 2019-05-24
• 發明（設計）人: 馬益平;陳玄俊;郭高鵬;錢凱;王吉慶;張燦江;張潔;嚴浩軍;周勛甜;余萃卓;牛文棟;蔡東輝;張帥;羅彥虎;韓瀟;李弘毅;汪雅靜;張志剛;邵雪峰
• 申請（專利權）人: 寧波市電力設計院有限公司
• 主分類號: G06T17/00
• 分類號: G06T17/00;G06T19/00
• 代理公司: 寧波市鄞州甬致專利代理事務所(普通合伙) 33228
• 代理人: 潘李亮

本發明涉及變電站工程勘測技術領域，尤其涉及一種基于SLAM掃描和點云影像融合的變電站三維勘測方法。它包括以下步驟：S1、采用移動掃描系統同步獲取點云和全景影像信息，并且同時還要得到獲取的點云和全景影像的位置信息；S2、根據位置信息將點云和全景影像信息進行融合；S3、根據步驟S2融合后的點云和全景影像信息建立三維實景地圖模型；S4、根據步驟S3得到的三維實景地圖模型搭建變電站三維地圖的展示平臺。這種方法基于SLAM移動掃描獲取變電站內部的空間和影像信息，通過點云和全景影像的融合技術，能夠快速建立真正的變電站實景三維空間地圖，實現變電站實景量測、施工核對、場景聯動、方案比選等常規工程勘測內容。

技術領域：

本發明涉及變電站工程勘測技術領域，尤其涉及一種基于SLAM掃描和點云影像融合的變電站三維勘測方法。

背景技術：

變電站作為電力行業重要的設備之一，需要確保設計、施工、審核、維護等多個環節的工作安全和效率。近年來，一些新的信息測繪技術逐步應用于變電站的相關工作中，但主要體現在變電站建設過程中的工程管理，使用過程中的設備信息巡檢等工作，而在變電站設計勘測核驗中應用較少。實際上，變電站設計勘測是發現變電站安全隱患，保證正常合理化使用的前提工作。當前變電站工程核驗工作仍以傳統的現場核驗為主，存在人力、財力浪費，審核驗收效率低下，對審核人員的經驗依賴程度高等問題。

現有專利中，申請號201721318704.9，申請名為：一種基于BIM的變電站信息監測管理系統，具體公開了一種基于BIM的變電站信息監測管理系統，建立一種包括3D空間模型、時間、數據信息在內的5D數據庫，并采用3D GIS+BIM融合技術和云技術，將變電站日常管理過程中不同階段創建的BIM模型、資源構件按時間進行版本管理。這些版本在系統中均可查詢、可追溯，由此實現變電站整體可視化表現和電氣設備的綜合監管。該系統以BIM為虛擬三維的模型相對于傳統的二維平面，可讀性更強。但是此系統采用的虛擬三維模型仍然是在抽象的基礎上進行建模，并不能提供現實施工核驗中需要的真實細節。

現有專利中，申請號201210383156.3，申請名為：一種將三維實景漫游技術用于電力設備狀態可視化的方法。具體提出了一種利用三維漫游技術構建三維實景漫游平臺，結合Web Service實現了電力設備狀態診斷系統的數據關聯和交互，以直觀的圖表方式在三維實景漫游場景中展現這些數據，實現了電力設備狀態信息360度全方位的可視化應用和體驗。上述方法雖然提供了變電站三維實景的查看方式，但是其建立的三維實景僅是視覺的“三維”，并不是具有空間信息的真三維，無法進行相關的空間計算，更無法實現工程核驗中的基礎功能。

現有專利中，申請號201610248934.6，申請名為：一種變電站三維實景仿真系統及實現方法，提出了一種包括安全區域監控單元，三維可視化展示單元，以及系統管理單元的變電站三維實景仿真系統。實現了變電站日常巡檢及檢修可視化管理、實時跟蹤監控工作人員日常巡檢和檢修過程、安全警戒報警和智能記錄管理的功能。該系統采用點云數據建立了變電站的三維空間，但沒有提供同步配套的全景影像，其所用的虛擬三維平臺只作為連接設備位置，沒有真實感的實景體驗。

總之，現有的技術無法滿足變電站基于實景三維直觀地變電站設計勘測，主要表現在下述幾方面：

1.傳統的實地審核對地形、地下管線、消防、土地等竣工圖進行了過度的簡化抽象，與工程審核需要豐富的場景和細節信息需求矛盾突出。新的測繪技術在變電站施工核驗上的開發應用較少，亟需能夠反映現場真實狀況的實景三維模型改善傳統的變電站施工核驗方式。

2.目前已開發的變電站三維平臺有虛擬三維和實景三維模型。虛擬的三維模型以BIM為例，實現了平面圖紙的三維表示，但無法表現真實的現實細節；而實景三維模型沒有基于全景和點云融合的平臺；或者僅有影像信息，而無空間深度信息，建立的三維平臺無法進行空間相關的操作；或者有空間信息卻沒有相應的全景影像，無法實現實景游覽。