CN106296826A - 变电站虚拟漫游系统 - Google Patents

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CN106296826A
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朱金花
雷贞岩
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State Grid Corp of China SGCC
Xuzhou Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
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State Grid Corp of China SGCC
Xuzhou Power Supply Co of State Grid Jiangsu Electric Power Co Ltd
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    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
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    • G06T19/003—Navigation within 3D models or images
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
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    • G06F3/00—Input arrangements for transferring data to be processed into a form capable of being handled by the computer; Output arrangements for transferring data from processing unit to output unit, e.g. interface arrangements
    • G06F3/01—Input arrangements or combined input and output arrangements for interaction between user and computer
    • G06F3/011—Arrangements for interaction with the human body, e.g. for user immersion in virtual reality
    • G—PHYSICS
    • G06—COMPUTING; CALCULATING OR COUNTING
    • G06T—IMAGE DATA PROCESSING OR GENERATION, IN GENERAL
    • G06T17/00—Three dimensional [3D] modelling, e.g. data description of 3D objects
    • G—PHYSICS
    • G09—EDUCATION; CRYPTOGRAPHY; DISPLAY; ADVERTISING; SEALS
    • G09B—EDUCATIONAL OR DEMONSTRATION APPLIANCES; APPLIANCES FOR TEACHING, OR COMMUNICATING WITH, THE BLIND, DEAF OR MUTE; MODELS; PLANETARIA; GLOBES; MAPS; DIAGRAMS
    • G09B5/00—Electrically-operated educational appliances
    • G09B5/06—Electrically-operated educational appliances with both visual and audible presentation of the material to be studied
    • G09B5/065—Combinations of audio and video presentations, e.g. videotapes, videodiscs, television systems

Abstract

本发明公开了一种变电站虚拟漫游系统，涉及交互式变电站场景室外和室内的三维仿真技术领域。本发明通过三维建模将某型变电站场地进行1：1建模之后，导入到三维仿真引擎中进行开发，完成自动行走，自由行走方式和设备介绍等功能。整套系统基于openGL图形标准来进行开发，具有良好的兼容性和扩展性。优点：通过三维仿真技术来模拟的变电站场景，能够进行自动行走，自由行走方式和设备介绍等功能。使学员不用到现场即可熟悉变电站的设备和布局，提高学员的学习兴趣和效率。

Description

变电站虚拟漫游系统
技术领域
本发明涉及交互式变电站场景室外和室内的三维仿真技术领域，具体是一种变电站虚拟漫游系统。
背景技术
电力行业在国家现代建设中起着举足轻重的作用，是国名经济发展的动脉。培养高精尖的技术人才，是电力行业建设的重要部分。变电站设备讲解教学受到场地、实物设备条件的制约，教学效果有限。
发明内容
为了克服上述现有技术的缺点，本发明提供一种变电站虚拟漫游系统，学员在电脑上即可对变压器、断路器、隔离开关、互感器多种电力设备的外观、结构、布局进行学习掌握。
本发明是以如下技术方案实现的：一种变电站虚拟漫游系统，
（1）仿真环境按照真实变电站环境建设，参照实物场景，测量实物尺寸和外观，然后利用建模软件，将变压器、断路器、隔离开关、互感器多种电力设备从里到外，全部进行三维建模；每一个单独零件都建成零件体，然后根据设备的装配关系添加几何约束进行装配，最终装配出整套变电站场景设备模型 ；
（2）将整套变电站场景设备模型导入到仿真平台中，仿真平台包含了模型引擎、数据引擎、声音引擎、脚本引擎以及逻辑引擎，每个引擎之间互相关联调用，使用逻辑引擎给模型添加数学逻辑关系和几何约束条件，通过三维仿真引擎，进行自动漫游和手动漫游以及设备介绍功能模块的制作，最终生成一套基于三维仿真的变电站虚拟漫游系统。
优选的，整套变电站场景设备模型以零件级为单位，变电站内设备模型上的每一个零件都是可拆卸的，每一个零件都采用3dmax完全按照实物1:1建设，将变电站内设备零件全部建设好后，通过3dmax内的几何约束关系，将零件组成装配体，一层一层逐步向上装配，最终装配出整套变电站场景设备模型。
优选的，用户通过自动漫游实现跟随自动视角，浏览变电站设备布局和设备外观；用户通过手动漫游实现自由移动，浏览变电站设备布局和设备外观；用户通过设备介绍实现对变电站中的设备进行介绍说明。
本发明的有益效果是：通过三维仿真技术来模拟的变电站场景，学员在电脑上即可了解变压器、断路器、隔离开关、互感器多种电力设备整个结构和特点，并能对变压器、断路器、隔离开关、互感器多种电力设备进行虚拟漫游、设备介绍的功能学习，使学员不用到现场即可熟悉变电站的设备和布局，提高学员的学习兴趣和效率，大大提高教学质量，同时也减少对实物设备的损耗。
附图说明
图1是本发明原理框图；
图2是本发明流程框图。
具体实施方式
如图1所示，参照实物场景，测量实物尺寸和外观，然后利用建模软件，将变压器、断路器、隔离开关、互感器多种电力设备从里到外，全部进行三维建模；每一个单独零件都建成零件体，然后根据设备的装配关系添加几何约束进行装配，通过三维仿真引擎，进行自动漫游和手动漫游以及设备介绍功能模块的制作，最终生成一套基于三维仿真的变电站虚拟漫游系统。整套系统基于openGL图形标准来进行开发，具有良好的兼容性和扩展性。
如图2所示，在准备阶段，建模人员可以根据实物或图纸建模，也可以通过测量实物尺寸进行建模。图纸能够提供最精确的结构信息，观察实物能让建模人员对设备了解的更加直观透彻。
全部变电站内设备模型以零件级为单位，做到变电站内设备模型上的每一个零件都是可拆卸的，完全按照实物1:1建设。当建模人员将变电站内设备零件全部建设好后，通过3dmax内的几何约束关系，将零件组成装配体。一层一层逐步向上装配，最终装配出整套变电站场景设备模型。
模型建设好后，即可导入到仿真平台中，仿真平台包含了模型引擎、数据引擎、声音引擎、脚本引擎以及逻辑引擎。模型引擎将在3dmax建好的模型导入进来，之后程序人员可以使用逻辑引擎给模型添加数学逻辑关系和几何约束条件，通过三维仿真引擎，进行自动漫游和手动漫游以及设备介绍功能模块的制作，最终生成一套基于三维仿真的变电站虚拟漫游系统，使用户能够在电脑上即可学习到变压器、断路器、隔离开关、互感器的自动漫游、手动漫游、设备介绍等功能模块。同时，程序员也能够使用声音引擎和脚本引擎给仿真系统添加语音和演示动画。
本发明实现具有交互式虚拟漫游的三维仿真系统，能够进行自动行走，自由行走方式和设备介绍等功能。使学员不用到现场即可熟悉变电站的设备和布局，大大降低对实物设备和场地的需求，大幅提高教学质量和学习效率。

Claims (3)

1.一种变电站虚拟漫游系统，其特征在于：
（1）仿真环境按照真实变电站环境建设，参照实物场景，测量实物尺寸和外观，然后利用建模软件，将变压器、断路器、隔离开关、互感器多种电力设备从里到外，全部进行三维建模；每一个单独零件都建成零件体，然后根据设备的装配关系添加几何约束进行装配，最终装配出整套变电站场景设备模型 ；
（2）将整套变电站场景设备模型导入到仿真平台中，仿真平台包含了模型引擎、数据引擎、声音引擎、脚本引擎以及逻辑引擎，每个引擎之间互相关联调用，使用逻辑引擎给模型添加数学逻辑关系和几何约束条件，通过三维仿真引擎，进行自动漫游和手动漫游以及设备介绍功能模块的制作，最终生成一套基于三维仿真的变电站虚拟漫游系统。
2.根据权利要求1所述的变电站虚拟漫游系统，其特征在于：整套变电站场景设备模型以零件级为单位，变电站内设备模型上的每一个零件都是可拆卸的，每一个零件都采用3dmax完全按照实物1:1建设，将变电站内设备零件全部建设好后，通过3dmax内的几何约束关系，将零件组成装配体，一层一层逐步向上装配，最终装配出整套变电站场景设备模型。
3.根据权利要求1或2所述的变电站虚拟漫游系统，其特征在于：用户通过自动漫游实现跟随自动视角，浏览变电站设备布局和设备外观；用户通过手动漫游实现自由移动，浏览变电站设备布局和设备外观；用户通过设备介绍实现对变电站中的设备进行介绍说明。
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