[發明專利]一種頂蓋檢修吊裝作業與風險辨識三維數字化推演方法

在審

• 申請號: 202010936808.6
• 申請日: 2020-09-08
• 公開（公告）號: CN112182696A
• 公開（公告）日: 2021-01-05
• 發明（設計）人: 方創新;劉英;胡志平;李帥軒;張成華;李玲;肖志懷;劉少華;夏襄晨
• 申請（專利權）人: 國家電網有限公司;國網新源控股有限公司;湖北白蓮河抽水蓄能有限公司;武漢大學
• 主分類號: G06F30/13
• 分類號: G06F30/13;G06F30/20;G06T17/00
• 代理公司: 武漢藍寶石專利代理事務所(特殊普通合伙) 42242
• 代理人: 嚴超

1.一種頂蓋檢修吊裝作業與風險辨識三維數字化推演方法，其特征在于，方法包括：

構建頂蓋三維精細化模型及頂蓋檢修作業虛擬場景；

建立基于空間碰撞預警的預警規則；

設計滿足所述預警規則的頂蓋吊裝路徑規劃方法，確定最優的頂蓋吊裝路徑。

2.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述構建頂蓋三維精細化模型的過程包括：

根據頂蓋設備的二維圖紙和/或現場實際素材構建頂蓋三維數字化模型；

將與所述頂蓋設備檢修相關的頂蓋設備相關信息存入數據庫中，所述頂蓋設備相關信息與對應的所述頂蓋三維數字化模型相關聯，所述數據庫還存儲有設計的通用的設備信息邏輯模型；

將所述頂蓋設備相關信息中的彩色圖片和紋理數據賦予給所述頂蓋三維數字化模型，并對模型進行渲染，完成所述頂蓋三維精細化模型的構建。

3.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述構建頂蓋檢修作業虛擬場景的過程為并行實施的基于圖紙和現場照片建模方案以及利用三維激光掃描建模的方案。

4.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述基于圖紙和現場照片建模方案的建模過程包括：根據所述頂蓋設備的圖紙和現場照片進行三維建模生成所述頂蓋檢修作業虛擬場景的三維模型，對所述頂蓋檢修作業虛擬場景的三維模型進行紋理賦值，完成所述頂蓋檢修作業虛擬場景的三維模型的精細化建模。

5.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述利用三維激光掃描建模的建模過程包括：

利用三維激光掃描，根據已知信息對獲取的原始掃描觀測值進行空間數據配準；

利用匹配算法將采集數據自動分段處理后進行常用三維模型組件匹配處理，建立所述頂蓋檢修作業虛擬場景的三維模型；

將紋理圖像與模型進行自動配準，得到所述頂蓋檢修作業虛擬場景的三維實景。

6.根據權利要求1所述的方法，其特征在于，所述建立基于空間碰撞預警的預警規則的過程包括：

根據頂蓋吊裝工藝，構建頂蓋和頂蓋吊裝作業場景中障礙物的碰撞體模型，定義所述頂蓋不同位置與障礙物的碰撞距離閾值，采用碰撞檢測算法進行所述頂蓋與所述障礙物碰撞預警。

7.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述設計滿足所述預警規則的頂蓋吊裝路徑規劃方法的過程包括：

利用三維引擎，根據碰撞檢測算法檢測所述頂蓋與周圍所述碰撞體的距離，同時計算所述頂蓋的翻轉角度，實時顯示所述頂蓋與周圍障礙物的相對位置信息，當所述頂蓋與所述障礙物的距離小于所述碰撞距離閾值時，進行危險提示。

8.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述碰撞距離閾值包括一級碰撞閾值和二級碰撞閾值；

配合頂蓋吊裝速度與頂蓋當前翻轉角度，計算下一時刻所述頂蓋所處位置，當所述頂蓋與所述障礙物的距離小于等于所述一級碰撞閾值時進行一級報警，當所述頂蓋與所述障礙物的距離小于等于所述二級碰撞閾值時進行二級報警。

9.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述碰撞檢測算法包括：設計頂蓋設備中心點射線坐標系，所述射線坐標系包含X、Y、Z及水平基準射線，通過三維引擎從頂蓋設備中心點向周圍發出射線，當射線碰撞到所述障礙物時，返回頂蓋中心到障礙物的距離。

10.根據權利要求6所述的方法，其特征在于，所述確定最優的頂蓋吊裝路徑的過程包括：

對頂蓋檢修吊裝作業全過程進行演示，實時采集坐標信息，得到不同的運行軌跡，自動繪制運行軌跡曲線；

記錄頂蓋起吊過程中吊鉤起重速度、行車運動速度、頂蓋運動軌跡以及與周圍障礙物的相對位置信息；

分析不同運動軌跡的作業面預警信息，對各類推演情況進行精準回溯，進行風險辨識，按照設定規則自動計算出最優吊裝路徑；

所述設定規則包括運行最快和/或預警風險最小。