[發(fā)明專利]一種激光點(diǎn)云加BIM模型在可視化變電站中與視頻信息的融合方法

有效

• 申請(qǐng)?zhí)枺?/td>: 202110025933.6
• 申請(qǐng)日: 2021-01-08
• 公開(kāi)（公告）號(hào): CN112762899B
• 公開(kāi)（公告）日: 2023-03-24
• 發(fā)明（設(shè)計(jì)）人: 鄧厚兵;申曉杰;林興;李闖;廖華;袁衛(wèi)義;梁陽(yáng);鐘文明;陳方之;董羊城;姜憲法;魏萬(wàn)水;晏斌;夏小鵬;熊亮
• 申請(qǐng)（專利權(quán)）人: 中國(guó)南方電網(wǎng)有限責(zé)任公司超高壓輸電公司南寧監(jiān)控中心;武漢慧測(cè)電力科技有限公司
• 主分類號(hào): G01C11/02
• 分類號(hào): G01C11/02;G01B11/00;G01S19/42;G06T3/40;G06T17/05
• 代理公司: 武漢智韜知識(shí)產(chǎn)權(quán)代理有限公司 42259
• 代理人: 周洋

1.一種激光點(diǎn)云加BIM模型在可視化變電站中與視頻信息的融合方法，其特征在于包括以下步驟：

A、首先獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)，在測(cè)區(qū)布設(shè)GPS參考點(diǎn)，并且加密圖根測(cè)量點(diǎn)，并在各控制點(diǎn)上架設(shè)三維激光掃描儀或傳感器設(shè)備，連接各種數(shù)據(jù)線和電源線，使三維激光掃描儀內(nèi)置屏幕開(kāi)機(jī)掃描；

B、接著在相鄰控制點(diǎn)上架設(shè)儀器標(biāo)靶，作為后視定向點(diǎn)，并對(duì)標(biāo)靶進(jìn)行精確地對(duì)中整平；

C、操作控制三維激光掃描儀對(duì)相鄰控制點(diǎn)上的標(biāo)靶進(jìn)行瞄準(zhǔn)掃描，掃描控制在每一站都有30%重疊以上，控制三維激光掃描儀對(duì)被測(cè)電氣進(jìn)行掃描，得到電氣的部分點(diǎn)云數(shù)據(jù)，在每個(gè)控制點(diǎn)上重復(fù)這一過(guò)程進(jìn)行掃描，直到獲得全部點(diǎn)云數(shù)據(jù)；其中精確地對(duì)獲取的數(shù)據(jù)進(jìn)行處理采用了標(biāo)志點(diǎn)匹配技術(shù)，具體是先將逐次掃描開(kāi)始的第一幅點(diǎn)云標(biāo)志點(diǎn)集合，按照空間坐標(biāo)與距離值，在動(dòng)態(tài)劃分層的前提下形成層嵌套；其次設(shè)逐次掃描開(kāi)始的第一幅點(diǎn)云為基準(zhǔn)，對(duì)逐次掃描開(kāi)始的第一幅點(diǎn)云與第二幅點(diǎn)云進(jìn)行標(biāo)志點(diǎn)匹配時(shí)，要預(yù)先估計(jì)符合運(yùn)動(dòng)規(guī)律的數(shù)據(jù)采集區(qū)域，按照區(qū)域數(shù)據(jù)匹配的方法，將處理結(jié)果數(shù)據(jù)加入相應(yīng)的數(shù)據(jù)層，進(jìn)行下一步的預(yù)測(cè)估計(jì)，同時(shí)動(dòng)態(tài)的修正數(shù)據(jù)層不斷加以優(yōu)化；

獲取點(diǎn)云數(shù)據(jù)的方法步驟如下：

a、首先在某一控制點(diǎn)上架設(shè)三維激光掃描儀，連接各種數(shù)據(jù)線和電源線，使三維激光掃描儀內(nèi)置屏幕開(kāi)機(jī)掃描；

b、在相鄰控制點(diǎn)上架設(shè)儀器標(biāo)靶，作為后視定向點(diǎn)，并對(duì)標(biāo)靶進(jìn)行精確地對(duì)中整平，保持相鄰兩控制點(diǎn)之間的距離小于30m，以距離為20m最佳；

c、啟動(dòng)三維激光掃描儀的相應(yīng)控制軟件，操作控制三維激光掃描儀對(duì)相鄰控制點(diǎn)上的標(biāo)靶進(jìn)行瞄準(zhǔn)掃描，掃描控制在每一站都有30%重疊以上，控制三維激光掃描儀對(duì)被測(cè)電氣進(jìn)行掃描，得到電氣的部分點(diǎn)云數(shù)據(jù)，在每個(gè)控制點(diǎn)上重復(fù)這一過(guò)程進(jìn)行掃描，直到獲得全部點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

d、對(duì)得到的電站云數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，查找是否有遺漏或掃描效果不好的區(qū)域，如果存在需要進(jìn)行及時(shí)的修補(bǔ)掃描或進(jìn)行點(diǎn)云加密掃描，最后確證獲得完成可靠的數(shù)據(jù)；

D、隨后對(duì)得到的電站云數(shù)據(jù)進(jìn)行檢查，查找是否有遺漏或掃描效果不好的區(qū)域，如果存在需要進(jìn)行及時(shí)的修補(bǔ)掃描或進(jìn)行點(diǎn)云加密掃描，直到確證獲得完成可靠的數(shù)據(jù)；

E、然后對(duì)采集的三維點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行點(diǎn)云過(guò)濾，過(guò)濾點(diǎn)云中的噪音點(diǎn)、降低點(diǎn)云密度，對(duì)于散亂點(diǎn)云數(shù)據(jù)，采用隨機(jī)采樣的方法；對(duì)于掃描線點(diǎn)云數(shù)據(jù)采用等間距縮減、倍率縮減、等量縮減和弦偏差方法；對(duì)于網(wǎng)格化點(diǎn)云可采用等分布密度法和最小包圍區(qū)域法進(jìn)行數(shù)據(jù)精簡(jiǎn)；

F、接著對(duì)數(shù)據(jù)進(jìn)行定位和拼接，把各個(gè)局部坐標(biāo)系通過(guò)坐標(biāo)變換統(tǒng)一到一個(gè)坐標(biāo)系中，從而把多個(gè)角度的掃描數(shù)據(jù)合成完整的三維物體，各景影像向絕對(duì)坐標(biāo)轉(zhuǎn)換后得到變電站三維激光掃描監(jiān)測(cè)數(shù)據(jù)拼接點(diǎn)云；

G、再進(jìn)行數(shù)據(jù)預(yù)處理剔除粗差數(shù)據(jù)，獲得干凈純凈立體空間電站數(shù)據(jù)，用于建立高精度的三維模型；

H、最后將點(diǎn)云數(shù)據(jù)導(dǎo)入到BIM模型中，根據(jù)已點(diǎn)云位置切片使用點(diǎn)線面工具勾繪出電氣部件三維模型，進(jìn)而描繪出變電站空間立體的形態(tài)。

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光點(diǎn)云加BIM模型在可視化變電站中與視頻信息的融合方法，其特征在于：所述c步驟中三維激光掃描儀工作過(guò)程中首先進(jìn)行垂直方向的線掃描，然后按照設(shè)定的水平角分辨率水平轉(zhuǎn)動(dòng)，再進(jìn)行垂直方向線掃描。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的一種激光點(diǎn)云加BIM模型在可視化變電站中與視頻信息的融合方法，其特征在于：所述F步驟中對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行拼接的采用以下算法：

其中，R∈Ξ3×3，且υ∈Ξ3；R∈Ξ3×3表示R是一個(gè)3行3列的矩陣，υ∈Ξ3表示υ是一個(gè)3行1列的向量。