[發(fā)明專利]基于逆向工程的火電機組三維檢修培訓(xùn)架構(gòu)、方法及系統(tǒng)

有效

• 申請?zhí)枺?/td>: 202010544928.1
• 申請日: 2020-06-15
• 公開（公告）號: CN111696209B
• 公開（公告）日: 2023-05-26
• 發(fā)明（設(shè)計）人: 王立;蔡永江;賴赟;丁彪;林曉明;何立榮;席與珩;張燈;宋健
• 申請（專利權(quán)）人: 廣東紅海灣發(fā)電有限公司;北京必可測科技股份有限公司
• 主分類號: G06T17/10
• 分類號: G06T17/10;G06Q50/20;G06Q50/06
• 代理公司: 北京方圓嘉禾知識產(chǎn)權(quán)代理有限公司 11385
• 代理人: 姚麗娜

1.一種基于逆向工程的火電機組三維檢修培訓(xùn)方法，其特征在于，包括：

獲取火電機組的原始數(shù)據(jù)；

對所述原始數(shù)據(jù)進(jìn)行逆向工程三維建模，得到逆向工程三維模型；

對所述逆向工程三維模型進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化三維模型；

將所述標(biāo)準(zhǔn)化三維模型進(jìn)行劃分，得到多種不同級別的場景模型，所述場景模型包括廠級場景模型、系統(tǒng)級場景模型和設(shè)備級場景模型；

根據(jù)各所述場景模型，確定火電機組的相關(guān)信息，所述相關(guān)信息包括設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理、檢修流程和考核評價；

所述原始數(shù)據(jù)包括：照片紋理、點云數(shù)據(jù)、設(shè)計圖紙、設(shè)計模型、工程文檔和生產(chǎn)數(shù)據(jù)；

對所述原始數(shù)據(jù)進(jìn)行逆向工程三維建模，得到逆向工程三維模型，具體包括：

根據(jù)所述照片紋理、所述點云數(shù)據(jù)和所述設(shè)計模型進(jìn)行逆向工程三維建模，得到逆向工程三維模型；

利用相位式三維激光掃描儀對設(shè)備的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描，掃描得到體現(xiàn)設(shè)備測量信息的點云數(shù)據(jù)和設(shè)備的全景照片，所述點云數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄了設(shè)備外形的空間坐標(biāo)；

使用點云工具軟件查看點云數(shù)據(jù)，將目標(biāo)物體以外的點云數(shù)據(jù)刪除，完成數(shù)據(jù)清洗，最大限度減小數(shù)據(jù)量；

在現(xiàn)場掃描時，預(yù)先在設(shè)備周圍布置標(biāo)靶，標(biāo)靶是具有明顯特征的物體，在點云工具中依據(jù)標(biāo)靶將站點采集的數(shù)據(jù)逐個無縫拼接完成點云拼接，靶標(biāo)以外的物體進(jìn)行刪除處理，獲得表現(xiàn)設(shè)備360度的點云數(shù)據(jù)；

將拼接好的點云數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維建模工具，在點云上完成曲面吻合，保證物體整體無縫連接，繪制設(shè)備的三維線框模型；

使用掃描時獲得的設(shè)備全景照片，作為模型的紋理貼圖，確保三維建模的模型與實物場景高度吻合，完全展示實物外形；在三維建模軟件中完成三維模型的制作；

對所述逆向工程三維模型進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化三維模型，具體包括：

將所述逆向工程三維模型與檢修相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，得到標(biāo)準(zhǔn)化三維模型；標(biāo)準(zhǔn)化三維模型指模型的精細(xì)度、命名、結(jié)構(gòu)滿足檢修培訓(xùn)要求規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化模型；

依據(jù)設(shè)備的設(shè)計和制造圖紙，在三維建模軟件中繪制火電廠機組的三維模型的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)；

依據(jù)設(shè)計院提供的管網(wǎng)圖紙，在三維建模軟件中建立全廠的工藝流程管道，包括地上和地下部分；

將設(shè)計院提供的三維設(shè)計模型，導(dǎo)入三維建模軟件，若模型表面的線框出現(xiàn)異常，則需人工介入進(jìn)行修復(fù)；

將所述標(biāo)準(zhǔn)化三維模型進(jìn)行劃分，得到多種不同級別的場景模型，所述場景模型包括廠級場景模型、系統(tǒng)級場景模型和設(shè)備級場景模型，具體包括：

廠級場景為主要設(shè)備外形，煙風(fēng)道和較大管道，廠房、鍋爐鋼架；

系統(tǒng)級場景為工藝流程相關(guān)的設(shè)備，管道、閥門連接部件；

設(shè)備級場景為設(shè)備外觀，連接管口，重要內(nèi)部結(jié)構(gòu)。

2.一種基于逆向工程的火電機組三維檢修培訓(xùn)系統(tǒng)，其特征在于，包括：

原始數(shù)據(jù)獲取模塊，用于獲取火電機組的原始數(shù)據(jù)；

逆向工程三維模型建立模塊，用于對所述原始數(shù)據(jù)進(jìn)行逆向工程三維建模，得到逆向工程三維模型；

標(biāo)準(zhǔn)化處理模塊，用于對所述逆向工程三維模型進(jìn)行標(biāo)準(zhǔn)化處理，得到標(biāo)準(zhǔn)化三維模型；

模型劃分模塊，用于將所述標(biāo)準(zhǔn)化三維模型進(jìn)行劃分，得到多種不同級別的場景模型，所述場景模型包括廠級場景模型、系統(tǒng)級場景模型和設(shè)備級場景模型；

火電機組相關(guān)信息確定模塊，用于根據(jù)各所述場景模型，確定火電機組的相關(guān)信息，所述相關(guān)信息包括設(shè)備結(jié)構(gòu)、工作原理、檢修流程和考核評價；

所述原始數(shù)據(jù)包括：照片紋理、點云數(shù)據(jù)、設(shè)計圖紙、設(shè)計模型、工程文檔和生產(chǎn)數(shù)據(jù)；

所述逆向工程三維模型建立模塊，具體包括：

逆向工程三維模型建立單元，用于根據(jù)所述照片紋理、所述點云數(shù)據(jù)和所述設(shè)計模型進(jìn)行逆向工程三維建模，得到逆向工程三維模型；

所述標(biāo)準(zhǔn)化處理模塊，具體包括：

標(biāo)準(zhǔn)化處理單元，用于將所述逆向工程三維模型與檢修相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，得到標(biāo)準(zhǔn)化三維模型；

所述模型劃分模塊，具體包括：

模型劃分單元，用于根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)化三維模型對火電機實物細(xì)節(jié)表現(xiàn)的復(fù)雜程度，劃分為不同級別的場景模型，所述場景模型包括廠級場景模型、系統(tǒng)級場景模型和設(shè)備級場景模型；

根據(jù)所述照片紋理、所述點云數(shù)據(jù)和所述設(shè)計模型進(jìn)行逆向工程三維建模，得到逆向工程三維模型，具體包括：

利用相位式三維激光掃描儀對設(shè)備的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)進(jìn)行掃描，掃描得到體現(xiàn)設(shè)備測量信息的點云數(shù)據(jù)和設(shè)備的全景照片，所述點云數(shù)據(jù)詳細(xì)記錄了設(shè)備外形的空間坐標(biāo)；

使用點云工具軟件查看點云數(shù)據(jù)，將目標(biāo)物體以外的點云數(shù)據(jù)刪除，完成數(shù)據(jù)清洗，最大限度減小數(shù)據(jù)量；

在現(xiàn)場掃描時，預(yù)先在設(shè)備周圍布置標(biāo)靶，標(biāo)靶是具有明顯特征的物體，在點云工具中依據(jù)標(biāo)靶將站點采集的數(shù)據(jù)逐個無縫拼接完成點云拼接，靶標(biāo)以外的物體進(jìn)行刪除處理，獲得表現(xiàn)設(shè)備360度的點云數(shù)據(jù)；

將拼接好的點云數(shù)據(jù)導(dǎo)入三維建模工具，在點云上完成曲面吻合，保證物體整體無縫連接，繪制設(shè)備的三維線框模型；

使用掃描時獲得的設(shè)備全景照片，作為模型的紋理貼圖，確保三維建模的模型與實物場景高度吻合，完全展示實物外形；在三維建模軟件中完成三維模型的制作；

將所述逆向工程三維模型與檢修相關(guān)數(shù)據(jù)進(jìn)行關(guān)聯(lián)，得到標(biāo)準(zhǔn)化三維模型，具體包括：

標(biāo)準(zhǔn)化三維模型指模型的精細(xì)度、命名、結(jié)構(gòu)滿足檢修培訓(xùn)要求規(guī)范的標(biāo)準(zhǔn)化模型；

依據(jù)設(shè)備的設(shè)計和制造圖紙，在三維建模軟件中繪制火電廠機組的三維模型的外形和內(nèi)部結(jié)構(gòu)；

依據(jù)設(shè)計院提供的管網(wǎng)圖紙，在三維建模軟件中建立全廠的工藝流程管道，包括地上和地下部分；

將設(shè)計院提供的三維設(shè)計模型，導(dǎo)入三維建模軟件，若模型表面的線框出現(xiàn)異常，則需人工介入進(jìn)行修復(fù)；

根據(jù)所述標(biāo)準(zhǔn)化三維模型對火電機實物細(xì)節(jié)表現(xiàn)的復(fù)雜程度，劃分為不同級別的場景模型，所述場景模型包括廠級場景模型、系統(tǒng)級場景模型和設(shè)備級場景模型，具體包括：

廠級場景為主要設(shè)備外形，煙風(fēng)道和較大管道，廠房、鍋爐鋼架；

系統(tǒng)級場景為工藝流程相關(guān)的設(shè)備，管道、閥門連接部件；

設(shè)備級場景為設(shè)備外觀，連接管口，重要內(nèi)部結(jié)構(gòu)。