[發明專利]一種激光點云加BIM模型在可視化變電站中與視頻信息的融合方法

有效

• 申請號: 202110025933.6
• 申請日: 2021-01-08
• 公開（公告）號: CN112762899B
• 公開（公告）日: 2023-03-24
• 發明（設計）人: 鄧厚兵;申曉杰;林興;李闖;廖華;袁衛義;梁陽;鐘文明;陳方之;董羊城;姜憲法;魏萬水;晏斌;夏小鵬;熊亮
• 申請（專利權）人: 中國南方電網有限責任公司超高壓輸電公司南寧監控中心;武漢慧測電力科技有限公司
• 主分類號: G01C11/02
• 分類號: G01C11/02;G01B11/00;G01S19/42;G06T3/40;G06T17/05
• 代理公司: 武漢智韜知識產權代理有限公司 42259
• 代理人: 周洋

一種激光點云加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：通過三維激光掃描儀或傳感器獲取數據，直到獲得全部點云數據，對采集的三維點云數據進行點云過濾，接著對數據進行定位和拼接，最后將點云數據導入到BIM模型中，根據已點云位置切片使用點線面工具勾繪出電氣部件三維模型，進而描繪出變電站空間立體的形態，解決了變電站項目在設計、施工和運營過程中的信息互通和共享，能夠將各類視頻信息進行融合，形成逼真直觀的三維模型。

技術領域

本發明涉及一種信息的融合方法，尤其涉及一種激光點云加BIM模型在可視化變電站中與視頻信息的融合方法，屬于圖像處理技術領域。

背景技術

長期以來，在電力工程項目的建設過程中，有許多規模小、專業化的參與者，但設計、施工和運營過程基本相互隔絕，缺少一種共同的交互平臺，信息無法整合和共享，造成信息流失、信息傳遞失誤，導致信息的無序流動，阻礙工程建設。同時，我國電力系統的變電站規模越來越大，導致信息的無序流動，阻礙工程建設。變電結構結構越來越復雜，設備更加先進，傳統的變電站施工管理及運維管理模式正面臨巨大的挑戰。

國外建筑設計領域已廣泛應用建筑信息技術（BIM），核心是一個由計算機三維模型所形成的數據庫，以還原真實空間的三維復雜形態，引入虛擬現實技術，實現在虛擬建筑中的漫游，展示建筑成長的過程。這些數據庫信息在建筑全過程中動態變化調整，并可以及時準確的調用系統數據庫中包含的相關數據，加快決策進度、提高決策質量，使設計、施工、運維等進行信息的共享和管理，從而提高項目質量，降低項目成本。

一直缺乏一種能夠將電力工程中，特別是將變電站涉及的建筑、設備、管道、水電等所有物理存在形式及相關各類信息進行數字化，并將各類視頻信息進行融合，形成逼真直觀的三維模型，以高度仿真的形式進行呈現的技術手段。

發明內容

本發明的目的是針對現有的變電站項目在設計、施工和運營過程基本相互隔絕，信息無法整合和共享，無法形成逼真直觀的三維模型，不能以高度仿真的形式進行呈現的缺陷和不足的問題，提供一種科學高效，算法合理，解決了變電站項目在設計、施工和運營過程中的信息互通和共享，能夠將各類視頻信息進行融合，形成逼真直觀的三維模型，并能以高度仿真的形式進行呈現的一種激光點云加BIM模型在可視化變電站中與視頻信息的融合方法。

為實現上述目的，本發明的技術解決方案是：一種激光點云加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、首先獲取點云數據，在測區布設GPS參考點，并且加密圖根測量點，并在各控制點上架設三維激光掃描儀或傳感器設備，連接各種數據線和電源線，使三維激光掃描儀內置屏幕開機掃描；

b、接著在相鄰控制點上架設儀器標靶，作為后視定向點，并對標靶進行精確地對中整平；

c、操作控制三維激光掃描儀對相鄰控制點上的標靶進行瞄準掃描，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被測電氣進行掃描，得到電氣的部分點云數據，在每個控制點上重復這一過程進行掃描，直到獲得全部點云數據；

d、隨后對得到的電站云數據進行檢查，查找是否有遺漏或掃描效果不好的區域，如果存在需要進行及時的修補掃描或進行點云加密掃描，直到確證獲得完成可靠的數據；

e、然后對采集的三維點云數據進行點云過濾，過濾點云中的噪音點、降低點云密度，對于散亂點云數據，采用隨機采樣的方法；對于掃描線點云數據采用等間距縮減、倍率縮減、等量縮減和弦偏差方法；對于網格化點云可采用等分布密度法和最小包圍區域法進行數據精簡；

f、接著對數據進行定位和拼接，把各個局部坐標系通過坐標變換統一到一個坐標系中，從而把多個角度的掃描數據合成完整的三維物體，各景影像向絕對坐標轉換后得到變電站三維激光掃描監測數據拼接點云；

g、再進行數據預處理剔除粗差數據，獲得干凈純凈立體空間電站數據，用于建立高精度的三維模型；