CN109785441B - 一种智能化运维方法及系统 - Google Patents

Abstract

本发明涉及一种智能化运维方法及系统，根据智能设备现场采集的实体设备特征图像与预先建立的三维模型进行匹配得到对应的直流换流阀信息；对直流换流阀对应的三维模型直接分层提取模型在指定高度处的截面轮廓数据；获取直流换流阀的监测数据；将监测数据与所述直流换流阀各高度的截面轮廓数据进行融合后叠加到直流换流阀对应的三维模型上，得到直流换流阀的内外部分层模型信息，并通过智能设备进行增强现实展示。本发明利用大型电力设备三维模型成形件层片尖顶偏差不同分布形式下层片扫描轮廓的几何特征，精确地提取三维模型在指定高度处的截面轮廓数据，同时将内、外部分层等不同内部结构实时分层进行展示。

Description

一种智能化运维方法及系统

技术领域

本发明涉及一种电力直流换流阀智能化运维方法及系统，具体涉及一种智能化运维方法及系统。

背景技术

随着电网智能化建设的提速，直流换流阀等大型电气设备不断涌现，由于其设备结构复杂、监测数据类型多、后台监测页面抽象等原因，现场人员难以准确直观了解设备的内外部构造情况和各部件的实时运行状态。传统电力设备在设计制造阶段的虚拟三维模型难以用于实体设备计算机识别，且没有对设备运行时的内部构造分层展现，大型电力设备缺乏可用于计算机识别和展现内外部分层结构的全景模型。同时随着全景建模技术和增强现实技术的快速发展，可以给大型设备现场运维作业提供全新直观的智能解决方案。因此，为了解决现场作业不直观不便捷等问题，有必要研究基于电气设备全景三维模型的换流阀现场智能化运维技术，研究大型电力设备全景扫描建模技术和模型分层技术，利用增强现实技术将设备运行时的监测数据和全景模型进行融合叠加展示，使现场作业人员更为直观地了解设备内外部构造情况，快速获得对应的零部件运行状态，辅助现场作业人员更为准确全面地查看判断设备整体及部件的运行情况。

在三维模型分层技术方面，其应用也得到了市场各行业的广泛认可，在模型的分层算法上也有较大进展，在特定的行业进行了应用实践，积累了一定的经验。但目前成熟的算法均需要对模型进行格式转换，造成模型的精度的下降，且针对模型内部结构实时分层展现的研究较少，因此如何提高模型分层后的精度并将模型按结构分层展现是目前的发展趋势和难点。

目前在算法和核心技术研究上处于初级阶段，相关产品也处于模仿谷歌眼镜的仿制阶段，在技术研究和应用上有一定的积累，但在户外强光和复杂背景下的大型设备识别度较低、虚拟融合效果差，仍需要进一步研究探索。

发明内容

为解决上述现有技术中的不足，本发明的目的是提供一种智能化运维方法及系统，现场无需搭建任何辅助设备，主要解决了直流换流阀巡视作业现场人员难以准确直观了解设备的内外部构造情况和各部件的实时运行状态难题，属于信息技术应用领域。

本发明的目的是采用下述技术方案实现的：

本发明提供一种智能化运维方法，其改进之处在于：

根据智能设备现场采集的实体设备特征图像与预先建立的三维模型进行匹配得到对应的直流换流阀信息；

对所述直流换流阀对应的三维模型直接分层提取模型在指定高度处的截面轮廓数据；

获取所述直流换流阀的监测数据；

将所述监测数据与所述直流换流阀各高度的截面轮廓数据进行融合后叠加到所述直流换流阀对应的三维模型上，得到所述直流换流阀的内外部分层模型信息，并通过所述智能设备进行增强现实展示。

进一步地：对所述直流换流阀对应的三维模型直接分层提取模型在指定高度处的截面轮廓数据，包括：

定义ObjectARX指针，使所述指针指向所述直流换流阀对应的三维模型；

利用ObjectARX开放的接口函数，得到三维模型的几何信息；

通过边界框提取三维模型最高点和最低点的坐标Zmax和Zmin；并提取三维模型质心的X坐标和Y坐标，令Z＝Zmin+ε，ε为边界框移动的偏移量,；

判断Z坐标是否大于三维模型最高点坐标Zmax，若Z>Zmax，结束流程；否则进行下一步；

根据坐标点(X,Y,Z)定义水平截平面P；

对三维模型和截平面P求交集，得到三维模型在当前高度Z处的截面轮廓，将截面轮廓的面域分解为由基本图形元素组成的封闭平面轮廓。

进一步地：所述监测数据包括每秒实时更新的结构数据的运行数据和每月更新一次的静态数据的设备状态数据类型。

进一步地：在将所述监测数据与所述直流换流阀各高度的截面轮廓数据进行融合后叠加到所述直流换流阀对应的三维模型上，得到所述直流换流阀的内外部分层模型信息之前，还包括：

对每一帧现场采集的直流换流阀图像进行图像预处理，并将图像切割为点阵数据；

分析点阵数据的匹配度，识别出当前图像帧对应的标准模板，调取标准模板对应的三维模型信息。

进一步地：所述图像预处理包括：在变电站现场选取各种不同的直流换流阀特征图像点作为匹配的标准模板，对标准模板进行图像识别。

进一步地：所述将图像切割为点阵数据包括：

将预先设定的特征块引入模板匹配中，先对标准模板和样本模板进行改造，按特征块的数量将模板分割成若干大小相同方块，统计每块点数，将图像切割为点阵数据。

进一步地：所述分析点阵数据的匹配度，包括：

利用点阵数据特征块与标准模板逐块进行比对，当差别小于预设特征点个数时为匹配，否则为不匹配。

进一步地：将所述监测数据与所述直流换流阀各高度的截面轮廓数据进行融合后叠加到所述直流换流阀对应的三维模型上，得到所述直流换流阀的内外部分层模型信息，包括：

提取电力设备后台运维监测系统的监测数据；

基于所提取的监测数据个体特征，根据数据类型和数据采集频率的不同将现场监测数据进行划分；

对获取的监测数据进行配准，建立现场电力设备监测数据以及设备三维模型间的逻辑联系，结合历史数据，完成底层设备监测数据的去噪；所述逻辑联系包括通过监测数据的坐标值与三维模型零部件进行一一匹配的逻辑关系；

将后台融合处理后的监测数据分类并与全景三维模型融合后，叠加展现在现场换流阀相关的零部件上，得到换流阀内外部构造信息、整体及零部件运行状态，进行换流阀内外部模型及运行数据实时分层展现。

本发明提供一种智能化运维系统，其改进之处在于，包括：

匹配模块，用于根据智能设备现场采集的实体设备特征图像与预先建立的三维模型进行匹配得到对应的直流换流阀信息；

提取模块，用于对所述直流换流阀对应的三维模型直接分层提取模型在指定高度处的截面轮廓数据；

获取模块，用于获取所述直流换流阀的监测数据；

展示模块，用于将所述监测数据与所述直流换流阀各高度的截面轮廓数据进行融合后叠加到所述直流换流阀对应的三维模型上，得到所述直流换流阀的内外部分层模型信息，并通过所述智能设备进行增强现实展示。

进一步地，所述提取模块，包括：

第一定义单元，用于定义Object ARX指针，使所述指针指向所述直流换流阀对应的三维模型；

获得单元，用于利用ObjectARX开放的接口函数，得到三维模型的几何信息；

提取单元，用于通过边界框提取三维模型最高点和最低点的坐标Zmax和Zmin，并提取三维模型质心的X坐标和Y坐标，令Z＝Zmin+ε，ε为边界框移动的偏移量；

判断单元，用于判断Z坐标是否大于三维模型最高点坐标Zmax，若Z>Zmax，结束流程；否则进行下一步；

第二定义单元，用于根据坐标点(X,Y,Z)定义水平截平面P；

计算单元，用于对三维模型和截平面P求交集，得到三维模型在当前高度Z处的截面轮廓，将截面轮廓的面域分解为由基本图形元素组成的封闭平面轮廓。

进一步地，还包括：

预处理模块，用于在将所述监测数据与所述直流换流阀各高度的截面轮廓数据进行融合后叠加到所述直流换流阀对应的三维模型上，得到所述直流换流阀的内外部分层模型信息之前，对每一帧现场采集的直流换流阀图像进行图像预处理，并将图像切割为点阵数据；

分析匹配模块，用于分析点阵数据的匹配度，识别出当前图像帧对应的标准模板，调取标准模板对应的三维模型信息。

进一步地，所述预处理模块，包括：

图像识别单元，用于在将所述监测数据与所述直流换流阀各高度的截面轮廓数据进行融合后叠加到所述直流换流阀对应的三维模型上，得到所述直流换流阀的内外部分层模型信息之前，在变电站现场选取各种不同的直流换流阀特征图像点作为匹配的标准模板，对标准模板进行图像识别；

切割单元，用于将预先设定的特征块引入模板匹配中，先对标准模板和样本模板进行改造，按特征块的数量将模板分割成若干大小相同方块，统计每块点数，将图像切割为点阵数据。

进一步地，分析匹配模块，包括：

比对单元，用于利用点阵数据特征块与标准模板逐块进行比对，当差别小于预设特征点个数时为匹配，否则为不匹配；

调取单元，用于识别出当前图像帧对应的标准模板，调取标准模板对应的三维模型信息。

进一步地，所述展示模块，包括：

划分单元，用于提取电力设备后台运维监测系统的监测数据，基于所提取的监测数据个体特征，根据数据类型和数据采集频率的不同将现场监测数据进行划分；

处理单元，用于对获取的监测数据进行配准，建立现场电力设备监测数据以及设备三维模型间的逻辑联系，结合历史数据，完成底层设备监测数据的去噪；所述逻辑联系包括通过监测数据的坐标值与三维模型零部件进行一一匹配的逻辑关系；

叠加融合展示单元，用于将后台融合处理后的监测数据分类并与全景三维模型融合后，叠加展现在现场换流阀相关的零部件上，得到换流阀内外部构造信息、整体及零部件运行状态，换流阀内外部模型及运行数据实时分层展现。

与最接近的现有技术相比，本发明提供的技术方案具有的有益效果是：

(1)创新地采用对三维模型进行直接分层技术，无需借助中介的文件转换方式，利用大型电力设备三维模型成形件层片尖顶偏差不同分布形式下层片扫描轮廓的几何特征，精确地提取三维模型在指定高度处的截面轮廓数据，同时将物理层、电气层等不同内部结构实时分层进行展示，从而解决由于数据格式转换引起的模型几何描述精度损失问题。利用增强现实技术将设备运行时的监测数据和虚拟模型进行融合叠加展示,使现场作业人员更为直观地了解设备内外部构造情况，快速获得对应的零部件运行状态。

(2)创新地结合增强现实和三维分层模型技术，利用增强现实技术获取现场实体设计算机可识别的特征点，进而与已有模型进行特征匹配度计算，完成设备识别，并将传统设计阶段精细化的三维模型叠加展现在实体待识别的电力设备周围，从而使得现场作业人员更为直观了解设备内外部构造情况和设备整体及零部件运行状态，大幅提高现场作业效率。

(3)通过在终端设备前端部署图像识别预处理软件，实现将图像帧分解为点阵数据，创新地通过传输点阵数据的方式，解决了原有传输原始图像帧的数据量较大和效率低下的问题。

(4)通过电力设备模型与后台实时监测数据融合展现，利用增强现实的方式实现将换流阀部件级监测数据(工况、晶闸管、水位、温湿度等)进行融合处理后叠加到对应的设备模型上，便于现场作业人员实时准确的获取换流阀运行状态。

附图说明

图1是本发明提供的一种智能化运维方法的流程图；

图2是本发明提供二维图像转换三维模型流程图；

图3是本发明提供的三维模型直接分层技术流程图。

具体实施方式

下面结合附图对本发明的具体实施方式作进一步的详细说明。

以下描述和附图充分地示出本发明的具体实施方案，以使本领域的技术人员能够实践它们。其他实施方案可以包括结构的、逻辑的、电气的、过程的以及其他的改变。实施例仅代表可能的变化。除非明确要求，否则单独的组件和功能是可选的，并且操作的顺序可以变化。一些实施方案的部分和特征可以被包括在或替换其他实施方案的部分和特征。本发明的实施方案的范围包括权利要求书的整个范围，以及权利要求书的所有可获得的等同物。在本文中，本发明的这些实施方案可以被单独地或总地用术语“发明”来表示，这仅仅是为了方便，并且如果事实上公开了超过一个的发明，不是要自动地限制该应用的范围为任何单个发明或发明构思。

本发明用到的技术术语说明如下：

STL格式：STL文件是在计算机图形应用系统中，是最多快速原型系统所应用的标准文件类型，用于表示三角形网格的一种文件格式。

DXF文件：DXF是一种开放的矢量数据格式，可以分为两类：ASCII格式和二进制格式；ASCII具有可读性好的特点，但占用的空间较大；二进制格式则占用的空间小、读取速度快。由于AutoCAD现在是最流行的CAD系统，DXF也被广泛使用，成为事实上的标准。绝大多数CAD系统都能读入或输出DXF文件。

Object ARX：是AutoDesk公司针对AutoCAD平台上的二次开发而推出的一个开发软件包，它提供了以C++为基础的面向对象的开发环境及应用程序接口，能真正快速的访问AutoCAD图形数据库。

实施例一、

本发明针对以上问题提出了一套有效的方法进行处理，首先针对直流换流阀设备进行多角度二维平面图形采集，将直流换流阀的二维图形数据转化为三维模型。其次对每一帧的现场采集的图像进行预处理，将图像切割为点阵信息，进而实现增强现实注册跟踪及叠加展现的功能。接着采用三维实体模型直接分层技术，避免因STL格式转换带来的截面轮廓数据精度损失问题。最后将生成的分层模型与实体设备叠加展现融合，实现现场作业人员以增强现实方式获取实体设备的详细内外部分层模型信息。本发明方法的流程图如图1所示，包括下述步骤：

步骤一：针对直流换流阀设备进行多角度二维平面图形采集，将直流换流阀的二维图形数据转化为三维模型。

首先绘制换流阀模型的二维图形，该模型可以由矩形、圆柱体形、直线和S曲线构成。由于模型存在大量重复组件，可以先绘制一个组件，而后多次复用。通过换流阀的安装配置文档，获取换流阀的连接方式与角度，依照说明顺序绘制出换流阀模型的二维图形。

其次通过散点作平行于换流阀内部组件和连接线的线段，并将处理散点后的二维图形以DXF格式保存。

数据处理的方法流程图如图2所示，首先将DXF文件自动处理，提取图形信息，并进行规范化处理。其次，将二维图形坐标数据转换为节点坐标，并且将子网格分为不同的group，方便计算参数的赋值。

再次，将程序直接生成计算所需数据文件以txt格式保存。

最后，通过命令调入由程序生成的txt数据文件，并加入边界条件、初始条件以及力学参数，即可生成三维数据模型。

步骤二：在变电站现场选取各种不同的特征图像点作为匹配的标准模板，利用特征块模板匹配算法进行在线实时图像识别，在设备前端部署图像预处理模块，对每一帧的现场采集的图像作为样本模板进行预处理，将特征块引入模板匹配中，先对标准模板和样本模板都进行改造，按特征块的多少将模板分割成若干大小相同方块,统计每块点数，最终将图像切割为点阵信息。

通过点阵数据的传输，大大降低了直接传输大量图像视频的数据量，提高了传输效率，降低了带宽使用率。

步骤三：后台智能运维系统服务器接受到点阵数据后，利用点阵数据特征块与标准模板逐块进行比对，当差别较小时为匹配，否则为不匹配，识别出当前图像帧对应的标准模块，调取模板对应的三维模型信息，实现增强现实注册跟踪及叠加展现的功能。

采用了如下三个技术：

1)噪声互相关假设条件下的航迹融合。

在航迹融合算法框架中，单一跟踪器的跟踪对象是头部运动，而头部的随机运动噪声会同时在两个跟踪器的姿态计算过程中进行传播，会导致头部运动对两个跟踪器输出的姿态误差都有贡献且相互关联，相互关联的跟踪器姿态误差对混合跟踪器的姿态输出有很大影响。

2)多速率滤波器融合(Multi-rate filterfusion)。

多速率滤波主要用于信号处理领域，它可以将低频采集信号和高频采集信号融合获得高带宽的信号输出，因此可以将这一信号融合策略应用到低采样率摄像机和高采样率惯性传感器之间的数据融合，使得视觉–惯性混合跟踪器在最快采样率条件下实现传统的预测和校正。

3)粒子滤波器融合。

当前AR混合跟踪方法大多利用传感器融合工具进行姿态融合，粒子滤波器能够处理用户头部无规律的非线性运动，还可以进一步扩展，包括不同类型粒子滤波器在混合跟踪器中的运用，在跟踪精度、鲁棒性和计算复杂性等方面对粒子滤波器与其他滤波器进行实验比较等。

步骤四：采用Object ARX在三维建模软件内部对三维实体模型进行直接分层，在三维模型数据基础上直接进行分层可以精确地提取模型在指定高度处的截面轮廓数据，避免因STL格式转换带来的截面轮廓数据精度损失问题。

Object ARX提供了面向对象的开发环境及应用程序接口，能快速的访问三维图形数据库，共享三维建模软件的地址空间，可以对三维建模软件进行直接函数调用。

如图3所示，实现步骤如下：

1)定义一个Object ARX指针，使其指向待处理的三维模型。

2)利用Object ARX开放的接口函数，得到三维模型的体积、质心、边界框等几何信息；通过边界框提取三维模型最高点和最低点的Z坐标Zmax和Zmin；提取模型质心的X坐标和Y坐标，令Z＝Zmin+ε(ε为边界框移动的偏移量)。

3)若Z>Zmax，转步骤6)；否则转步骤4)。

4)通过点(X,Y,Z)定义一水平截平面P。

5)用Object ARX开放的接口函数对三维模型和截平面P求交，得到三维模型在当前高度Z处的截面轮廓，将此面域分解为由基本图形元素组成的封闭平面轮廓。

6)提交截面，结束。

基于三维模型的直接分层方法可以避免STL文件固有的三角化转换误差，所以分层处理得到的截面轮廓能够精确地表达原始模型的形状特征；由于分层处理是在三维模型上直接进行，所以能够根据原始层片的体积、截面周长、面积等几何信息对扫描数据作深层处理，对于提高大型电力设备快速成形数据处理效率和分层精度具有重要意义。

步骤五：利用步骤三增强现实技术识别出的实体设备位置信息，实时将步骤四生成的分层模型和后台监测数据叠加展现融合，实现现场作业人员以增强现实方式获取实体设备的详细内外部分层模型信息。

电力设备模型与后台实时监测数据融合技术主要分为数据层融合、特征层融合技术。其中数据层融合主要用于多源感知数据的滤波技术，去除噪声数据。特征层融合技术可将现场作业数据分类，以便于数据的规范化存储和使用。

本发明根据换流阀运维具体场景需要，将换流阀部件级监测数据(工况、晶闸管、水位、温湿度等)进行融合处理后叠加到对应的设备模型上。

首先，开发专用系统接口，提取电力设备后台运维监测系统的采集对象、采集信息类型、采集频率等信息。基于所提取的监测信息个体特征，将现场监测数据进行划分，包括运行数据和设备状态数据等类型。

其次，对获取的采集数据进行精确地配准，建立现场电力设备监测数据(包括直流换流阀工况运行数据、晶闸管监测状态、换流阀水位数据、温湿度数据等)以及设备三维模型间的逻辑联系，结合历史数据，完成底层设备监测数据的去噪，尽可能避免随机扰动对感知数据的干扰。

最后，将后台融合处理后的监测数据分类并与全景模型融合后，叠加展现在现场电力设备相关的零部件上，实现全景设备部件模型与其对应的监测数据相结合，使现场作业人员更为直观了解设备内外部构造情况和设备整体及零部件运行状态。

实施例二、

基于同样的发明构思，本发明还提供一种智能化运维系统，包括：

匹配模块，用于根据智能设备现场采集的实体设备特征图像与预先建立的三维模型进行匹配得到对应的直流换流阀信息；

提取模块，用于对所述直流换流阀对应的三维模型直接分层提取模型在指定高度处的截面轮廓数据；

获取模块，用于获取所述直流换流阀的监测数据；

展示模块，用于将所述监测数据与所述直流换流阀各高度的截面轮廓数据进行融合后叠加到所述直流换流阀对应的三维模型上，得到所述直流换流阀的内外部分层模型信息，并通过所述智能设备进行增强现实展示。

进一步地，所述提取模块，包括：

第一定义单元，用于定义Object ARX指针，使所述指针指向所述直流换流阀对应的三维模型；

获得单元，用于利用ObjectARX开放的接口函数，得到三维模型的几何信息；

提取单元，用于通过边界框提取三维模型最高点和最低点的坐标Zmax和Zmin，并提取三维模型质心的X坐标和Y坐标，令Z＝Zmin+ε，ε为边界框移动的偏移量；

判断单元，用于判断Z坐标是否大于三维模型最高点坐标Zmax，若Z>Zmax，结束流程；否则进行下一步；

第二定义单元，用于根据坐标点(X,Y,Z)定义水平截平面P；

计算单元，用于对三维模型和截平面P求交集，得到三维模型在当前高度Z处的截面轮廓，将截面轮廓的面域分解为由基本图形元素组成的封闭平面轮廓。

进一步地，还包括：

预处理模块，用于在将所述监测数据与所述直流换流阀各高度的截面轮廓数据进行融合后叠加到所述直流换流阀对应的三维模型上，得到所述直流换流阀的内外部分层模型信息之前，对每一帧现场采集的直流换流阀图像进行图像预处理，并将图像切割为点阵数据；

分析匹配模块，用于分析点阵数据的匹配度，识别出当前图像帧对应的标准模板，调取标准模板对应的三维模型信息。

进一步地，所述预处理模块，包括：

图像识别单元，用于在将所述监测数据与所述直流换流阀各高度的截面轮廓数据进行融合后叠加到所述直流换流阀对应的三维模型上，得到所述直流换流阀的内外部分层模型信息之前，在变电站现场选取各种不同的直流换流阀特征图像点作为匹配的标准模板，对标准模板进行图像识别；

切割单元，用于将预先设定的特征块引入模板匹配中，先对标准模板和样本模板进行改造，按特征块的数量将模板分割成若干大小相同方块，统计每块点数，将图像切割为点阵数据。

进一步地，分析匹配模块，包括：

比对单元，用于利用点阵数据特征块与标准模板逐块进行比对，当差别小于预设特征点个数时为匹配，否则为不匹配；

调取单元，用于识别出当前图像帧对应的标准模板，调取标准模板对应的三维模型信息。

进一步地，所述展示模块，包括：

划分单元，用于提取电力设备后台运维监测系统的监测数据，基于所提取的监测数据个体特征，根据数据类型和数据采集频率的不同将现场监测数据进行划分；

处理单元，用于对获取的监测数据进行配准，建立现场电力设备监测数据以及设备三维模型间的逻辑联系，结合历史数据，完成底层设备监测数据的去噪；所述逻辑联系包括通过监测数据的坐标值与三维模型零部件进行一一匹配的逻辑关系；

叠加融合展示单元，用于将后台融合处理后的监测数据分类并与全景三维模型融合后，叠加展现在现场换流阀相关的零部件上，得到换流阀内外部构造信息、整体及零部件运行状态，换流阀内外部模型及运行数据实时分层展现。

本发明提供的一种智能化运维方法及系统，针对直流换流阀等大型电力设备，在传统三维模型的基础上研究模型全景分层重构技术，构建换流阀全景分层模型，将设备运行时的结构层、电气层进行分层展现，更为直观准确地展现了内部各层部件间的运行组装的关系。创新地采用对三维模型进行直接分层技术，无需借助中介的文件转换方式，利用大型电力设备三维模型成形件层片尖顶偏差不同分布形式下层片扫描轮廓的几何特征，精确地提取三维模型在指定高度处的截面轮廓数据，同时将物理层、电气层等不同内部结构实时分层进行展示，从而解决由于数据格式转换引起的模型几何描述精度损失问题。利用增强现实技术将设备运行时的监测数据和虚拟模型进行融合叠加展示,使现场作业人员更为直观地了解设备内外部构造情况，快速获得对应的零部件运行状态，辅助现场作业人员更为准确全面地查看判断设备整体及部件的运行情况。提高大型电力设备现场巡检作业效率以及现场设备诊断的准确率。

本领域内的技术人员应明白，本申请的实施例可提供为方法、系统、或计算机程序产品。因此，本申请可采用完全硬件实施例、完全软件实施例、或结合软件和硬件方面的实施例的形式。而且，本申请可采用在一个或多个其中包含有计算机可用程序代码的计算机可用存储介质(包括但不限于磁盘存储器、CD-ROM、光学存储器等)上实施的计算机程序产品的形式。

本申请是参照根据本申请实施例的方法、设备(系统)、和计算机程序产品的流程图和/或方框图来描述的。应理解可由计算机程序指令实现流程图和/或方框图中的每一流程和/或方框、以及流程图和/或方框图中的流程和/或方框的结合。可提供这些计算机程序指令到通用计算机、专用计算机、嵌入式处理机或其他可编程数据处理设备的处理器以产生一个机器，使得通过计算机或其他可编程数据处理设备的处理器执行的指令产生用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的装置。

这些计算机程序指令也可存储在能引导计算机或其他可编程数据处理设备以特定方式工作的计算机可读存储器中，使得存储在该计算机可读存储器中的指令产生包括指令装置的制造品，该指令装置实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能。

这些计算机程序指令也可装载到计算机或其他可编程数据处理设备上，使得在计算机或其他可编程设备上执行一系列操作步骤以产生计算机实现的处理，从而在计算机或其他可编程设备上执行的指令提供用于实现在流程图一个流程或多个流程和/或方框图一个方框或多个方框中指定的功能的步骤。

以上实施例仅用以说明本发明的技术方案而非对其限制，尽管参照上述实施例对本发明进行了详细的说明，所属领域的普通技术人员依然可以对本发明的具体实施方式进行修改或者等同替换，这些未脱离本发明精神和范围的任何修改或者等同替换，均在申请待批的本发明的权利要求保护范围之内。

Claims (12)

1.一种智能化运维方法，其特征在于：

根据智能设备现场采集的实体设备特征图像与预先建立的三维模型进行匹配得到对应的直流换流阀信息；

对所述直流换流阀对应的三维模型直接分层提取模型在指定高度处的截面轮廓数据；

获取所述直流换流阀的监测数据；

将所述监测数据与所述直流换流阀各高度的截面轮廓数据进行融合后叠加到所述直流换流阀对应的三维模型上，得到所述直流换流阀的内外部分层模型信息，并通过所述智能设备进行增强现实展示；

对所述直流换流阀对应的三维模型直接分层提取模型在指定高度处的截面轮廓数据，包括：

定义Object ARX指针，使所述指针指向所述直流换流阀对应的三维模型；

利用Object ARX开放的接口函数，得到三维模型的几何信息；

通过边界框提取三维模型最高点和最低点的坐标Zmax和Zmin；并提取三维模型质心的X坐标和Y坐标，令Z＝Zmin+ε，ε为边界框移动的偏移量,；

判断Z坐标是否大于三维模型最高点坐标Zmax，若Z>Zmax，结束流程；否则进行下一步；

根据坐标点(X,Y,Z)定义水平截平面P；

对三维模型和截平面P求交集，得到三维模型在当前高度Z处的截面轮廓，将截面轮廓的面域分解为由基本图形元素组成的封闭平面轮廓。

2.如权利要求1所述的智能化运维方法，其特征在于：所述监测数据包括每秒实时更新的结构数据的运行数据和每月更新一次的静态数据的设备状态数据类型。

3.如权利要求1所述的智能化运维方法，其特征在于：在将所述监测数据与所述直流换流阀各高度的截面轮廓数据进行融合后叠加到所述直流换流阀对应的三维模型上，得到所述直流换流阀的内外部分层模型信息之前，还包括：

对每一帧现场采集的直流换流阀图像进行图像预处理，并将图像切割为点阵数据；

分析点阵数据的匹配度，识别出当前图像帧对应的标准模板，调取标准模板对应的三维模型信息。

4.如权利要求3所述的智能化运维方法，其特征在于：所述图像预处理包括：

在变电站现场选取各种不同的直流换流阀特征图像点作为匹配的标准模板，对标准模板进行图像识别。

5.如权利要求3所述的智能化运维方法，其特征在于：所述将图像切割为点阵数据包括：

将预先设定的特征块引入模板匹配中，先对标准模板和样本模板进行改造，按特征块的数量将模板分割成若干大小相同方块，统计每块点数，将图像切割为点阵数据。

6.如权利要求3所述的智能化运维方法，其特征在于：所述分析点阵数据的匹配度，包括：

利用点阵数据特征块与标准模板逐块进行比对，当差别小于预设特征点个数时为匹配，否则为不匹配。

7.如权利要求1所述的智能化运维方法，其特征在于：将所述监测数据与所述直流换流阀各高度的截面轮廓数据进行融合后叠加到所述直流换流阀对应的三维模型上，得到所述直流换流阀的内外部分层模型信息，包括：

提取电力设备后台运维监测系统的监测数据；

基于所提取的监测数据个体特征，根据数据类型和数据采集频率的不同将现场监测数据进行划分；

对获取的监测数据进行配准，建立现场电力设备监测数据以及设备三维模型间的逻辑联系，结合历史数据，完成底层设备监测数据的去噪；所述逻辑联系包括通过监测数据的坐标值与三维模型零部件进行一一匹配的逻辑关系；

将后台融合处理后的监测数据分类并与全景三维模型融合后，叠加展现在现场换流阀相关的零部件上，得到换流阀内外部构造信息、整体及零部件运行状态，进行换流阀内外部模型及运行数据实时分层展现。

8.一种智能化运维系统，其特征在于，包括：

匹配模块，用于根据智能设备现场采集的实体设备特征图像与预先建立的三维模型进行匹配得到对应的直流换流阀信息；

提取模块，用于对所述直流换流阀对应的三维模型直接分层提取模型在指定高度处的截面轮廓数据；

获取模块，用于获取所述直流换流阀的监测数据；

展示模块，用于将所述监测数据与所述直流换流阀各高度的截面轮廓数据进行融合后叠加到所述直流换流阀对应的三维模型上，得到所述直流换流阀的内外部分层模型信息，并通过所述智能设备进行增强现实展示；

所述提取模块，包括：

第一定义单元，用于定义Object ARX指针，使所述指针指向所述直流换流阀对应的三维模型；

获得单元，用于利用Object ARX开放的接口函数，得到三维模型的几何信息；

提取单元，用于通过边界框提取三维模型最高点和最低点的坐标Zmax和Zmin，并提取三维模型质心的X坐标和Y坐标，令Z＝Zmin+ε，ε为边界框移动的偏移量；

判断单元，用于判断Z坐标是否大于三维模型最高点坐标Zmax，若Z>Zmax，结束流程；否则进行下一步；

第二定义单元，用于根据坐标点(X,Y,Z)定义水平截平面P；

计算单元，用于对三维模型和截平面P求交集，得到三维模型在当前高度Z处的截面轮廓，将截面轮廓的面域分解为由基本图形元素组成的封闭平面轮廓。

9.如权利要求8所述的智能化运维系统，其特征在于，还包括：

预处理模块，用于在将所述监测数据与所述直流换流阀各高度的截面轮廓数据进行融合后叠加到所述直流换流阀对应的三维模型上，得到所述直流换流阀的内外部分层模型信息之前，对每一帧现场采集的直流换流阀图像进行图像预处理，并将图像切割为点阵数据；

分析匹配模块，用于分析点阵数据的匹配度，识别出当前图像帧对应的标准模板，调取标准模板对应的三维模型信息。

10.如权利要求9所述的智能化运维系统，其特征在于，所述预处理模块，包括：

图像识别单元，用于在将所述监测数据与所述直流换流阀各高度的截面轮廓数据进行融合后叠加到所述直流换流阀对应的三维模型上，得到所述直流换流阀的内外部分层模型信息之前，在变电站现场选取各种不同的直流换流阀特征图像点作为匹配的标准模板，对标准模板进行图像识别；

切割单元，用于将预先设定的特征块引入模板匹配中，先对标准模板和样本模板进行改造，按特征块的数量将模板分割成若干大小相同方块，统计每块点数，将图像切割为点阵数据。

11.如权利要求9所述的智能化运维系统，其特征在于，所述分析匹配模块，包括：

比对单元，用于利用点阵数据特征块与标准模板逐块进行比对，当差别小于预设特征点个数时为匹配，否则为不匹配；

调取单元，用于识别出当前图像帧对应的标准模板，调取标准模板对应的三维模型信息。

12.如权利要求8所述的智能化运维系统，其特征在于，所述展示模块，包括：

划分单元，用于提取电力设备后台运维监测系统的监测数据，基于所提取的监测数据个体特征，根据数据类型和数据采集频率的不同将现场监测数据进行划分；

处理单元，用于对获取的监测数据进行配准，建立现场电力设备监测数据以及设备三维模型间的逻辑联系，结合历史数据，完成底层设备监测数据的去噪；所述逻辑联系包括通过监测数据的坐标值与三维模型零部件进行一一匹配的逻辑关系；

叠加融合展示单元，用于将后台融合处理后的监测数据分类并与全景三维模型融合后，叠加展现在现场换流阀相关的零部件上，得到换流阀内外部构造信息、整体及零部件运行状态，换流阀内外部模型及运行数据实时分层展现。