CN107909644A - 一种变电站设备三维模型库建立方法 - Google Patents
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Abstract
本发明涉及变电站仿真系统技术领域，具体涉及一种变电站设备三维模型库建立方法，包括数据采集、模型构建、模型入库、模型出库并创建场景。采用本发明可以提供丰富、精确、逼真的变电站现场设备数据，为三维数字化变电站提供全面基础资料，并且节约人力资源、效率高。
Description
技术领域
本发明涉及变电站仿真系统技术领域，具体涉及一种变电站设备三维模型库建立方法。
背景技术
伴随电网公司的快速发展和电网员工进步意愿的不断增强，上述教育方式由于其地域、时间以及信息量的限制，已经越来越无法满足企业人才培养的需要，仍然存在如下不足：1、工学矛盾障碍，职工工作任务重，学习时间有限。2、培训内容不够全面，信息量不足，难以达到一定广度和深度；3、培训项目与内容枯燥、单调，起不到应有的学习提高的作用，不能满足职工多元化的学习需要；4、现有的网络教育存在不足，不能吸引职工学习，有很大的改进空间。
而计算机多媒体技术、高速移动通信技术、智能显示技术、网络技术的飞速发展，正给人类社会带来重大变革，它改变着人类的工作、生活、经济运作和信息交流的方式，也为今天的企业培训机制的革新带来了新的机遇。项目拟采用上述技术，在创新职工教育培训工作的形式和载体方面做一些有益的探索，一方面整合现有培训课程和资源，另一方面着力于虚拟现实和增强现实技术开发新的体验式培训课程，构建电网公司智能化、数字化、网络化，实现虚拟性和现实性统一的企业大学,满足公司规模化、个性化的职工培训需要。
要想实现虚拟现实和增强现实技术开发新的体验式培训课程，第一步需要建立变电站设备三维模型库，变电站三维设计以三维模型为基本,建立健全各类模型,是开展变电站三维设计的基础工作。现有技术在获取现实变电站设备场景中，虽然物体表面的三维坐标信息能够通过激光扫描仪快速获取，有助于加快其三维模型的重建。随着激光扫描仪在电力行业的应用，变电站三维仿真模型的建立逐渐变成研究的焦点。
目前在进行变电站三维模型重建时，主要通过人眼对采集的三维点云数据进行辨认，确定设备所属的类型,然后再找出该设备所对应的3Dmax模型用于建模。这种方法不仅浪费了大量人力资源，而且效率低下。
发明内容
本发明为解决上述存在的技术问题，提供一种变电站设备三维模型库建立方法。该方法节约人力资源、效率高。
本发明的技术方案是：一种变电站设备三维模型库建立方法，其中,包括如下步骤：
S1：数据采集：采用地面三维激光扫描仪对变电站现场进行扫描，获取所有设备摆放位置和布局以及设备构件的外轮廓点云数据；采用工业摄影测量系统对变电站现场设备进行扫描，获取设备结构图像数据；采用手持便携式扫描仪对变电站现场设备进行扫描，获取变电站设备结构和设备各个部件的尺寸模型数据；
S2：模型构建：采用图形处理软件分别对获取的数据进行处理，将数据类型和图形处理软件相匹配，采用合适的软件处理相应的点云数据、图像数据和模型数据，并进行编辑、转换和管理，最后进行分类存储；
S3：模型入库：根据步骤S2进行分类存储后获取的设备构造、设备尺寸、设备外形、设备摆放位置和布局的数据建立三维模型，完成模型库的建立；
S4：模型出库、创建场景：将步骤S3获取的三维模型进行调用，组成不同的变电站三维场景。
进一步，步骤S2中，使用Geomagic软件提取出单个设备的点云数据，基于八叉树结构编码的精简算法，缩减单个设备点云数目，从而缩减所有设备点云数据，对缩减后的点云数据进行编辑、转换和管理。
本发明的有益效果是：
采用工业三维摄影测量、三维激光扫描精密工程测量、手持便携式扫描仪，并运用虚拟现实等技术手段，提供丰富、精确、逼真的变电站现场设备数据，为三维数字化变电站提供全面基础资料。利用图形处理各软件的优点，分别对点云、图像和模型数据编辑、转换和管理，确保采集数据的真实性和位置的正确性，保证数据资料无损失地进行数据交换，达到精确、逼真的重构三维模型；对于采集到庞大的变电站现场点云数据进行缩减算法处理，缩减后的点云数据进行编辑、转换和管理，既不会丢失三维建模数据，同时减少了运算量，提高了三维建模的效率。
附图说明
图1是本发明的方法流程图。
具体实施方式
附图仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制；为了更好说明本实施例，附图某些部件会有省略、放大或缩小，并不代表实际产品的尺寸；对于本领域技术人员来说，附图中某些公知结构及其说明可能省略是可以理解的。附图中描述位置关系仅用于示例性说明，不能理解为对本专利的限制。
实施例1：
如图1所示，一种变电站设备三维模型库建立方法，其中,包括如下步骤：
S1：数据采集：采用地面三维激光扫描仪对变电站现场进行扫描，获取所有设备摆放位置和布局以及设备构件的外轮廓点云数据；采用工业摄影测量系统对变电站现场设备进行扫描，获取设备结构图像数据；采用手持便携式扫描仪对变电站现场设备进行扫描，获取变电站设备结构和设备各个部件的尺寸模型数据；
S2：模型构建：采用图形处理软件分别对获取的数据进行处理，将数据类型和图形处理软件相匹配，采用合适的软件处理相应的点云数据、图像数据和模型数据，并进行编辑、转换和管理，最后进行分类存储；
S3：模型入库：根据步骤S2进行分类存储后获取的设备构造、设备尺寸、设备外形、设备摆放位置和布局的数据建立三维模型，完成模型库的建立；
S4：模型出库、创建场景：将步骤S3获取的三维模型进行调用，组成不同的变电站三维场景。
其中，在获取的变电站庞大的点云数据中，为了减小软件系统的运算量，同时不丢失图形数据，在步骤S2中使用Geomagic软件提取出单个设备的点云数据，基于八叉树结构编码的精简算法，缩减单个设备点云数目，从而缩减所有设备点云数据，对缩减后的点云数据进行编辑、转换和管理。
实施例2:
本实施例与实施例1类似，所不同之处在于，在步骤S2中，采用点云、图像及模型数据处理软件，包括3DMAX,MAYA,GEOMAGIC STUDIO,GEOMAGIC DESIGN ,CATIA, PHOTOSHOP，AUTOCAD及FAROSCENE等图形处理软件，利用各软件的优点，分别对点云、图像和模型数据编辑、转换和管理，确保成果的真实性和位置的正确性，保证数据资料无损失地进行数据交换，达到精确、逼真的重构三维模型。
显然，本发明的上述实施例仅仅是为清楚地说明本发明所作的举例，而并非是对本发明的实施方式的限定。对于所属领域的普通技术人员来说，在上述说明的基础上还可以做出其它不同形式的变化或变动。这里无需也无法对所有的实施方式予以穷举。凡在本发明的精神和原则之内所作的任何修改、等同替换和改进等，均应包含在本发明权利要求的保护范围之内。
Claims (2)
1.一种变电站设备三维模型库建立方法，其特征在于,包括如下步骤：
S1：数据采集：采用地面三维激光扫描仪对变电站现场进行扫描，获取所有设备摆放位置和布局以及设备构件的外轮廓点云数据；采用工业摄影测量系统对变电站现场设备进行扫描，获取设备结构图像数据；采用手持便携式扫描仪对变电站现场设备进行扫描，获取变电站设备结构和设备各个部件的尺寸模型数据；
S2：模型构建：采用图形处理软件分别对获取的数据进行处理，将数据类型和图形处理软件相匹配，采用合适的软件处理相应的点云数据、图像数据和模型数据，并进行编辑、转换和管理，最后进行分类存储；
S3：模型入库：根据步骤S2进行分类存储后获取的设备构造、设备尺寸、设备外形、设备摆放位置和布局的数据建立三维模型，完成模型库的建立；
S4：模型出库、创建场景：将步骤S3获取的三维模型进行调用，组成不同的变电站三维场景。
2.根据权利要求1所述的一种变电站设备三维模型库建立方法，其特征在于：步骤S2中，使用Geomagic软件提取出单个设备的点云数据，基于八叉树结构编码的精简算法，缩减单个设备点云数目，从而缩减所有设备点云数据，对缩减后的点云数据进行编辑、转换和管理。
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