CN110096773A - 用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理方法和系统 - Google Patents

Abstract

本发明公开了一种用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理方法，包括以下步骤：根据核电三维模型的数据格式和轻量化操作要求，构建三维模型批量处理插件；以及调用所述三维模型批量处理插件，对所述核电三维模型进行批量处理。本发明还公开了一种用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理系统。本发明的用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理方法和系统替代了传统人工手动优化模型的处理方案，极大地提升了模型轻量化工作的效率，缩短项目周期和人力投入；另一方面，将设计模型的属性信息与轻量化模型相匹配，可以使模型轻量化工作更加标准化、规范化，有效保障产品的质量。

Description

用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理方法和系统

技术领域

本发明涉及核电站虚拟仿真技术领域，尤其涉及一种用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理方法和系统。

背景技术

核电在全球能源战略中发挥着重要作用，然而由于其生产对象及生产过程的特殊性，核电站的安全问题一直备受关注。核电站的安全运行除了反应堆设计时引入的固有安全性外，操作人员的技术水平和熟练程度也是保证核电站安全的重要因素之一。然而，由于核电站大多数关键设备存在放射性，待培训人员不可能进行实地学习，因此大多数的培训都通过仿真系统来实现。

核电安全虚拟仿真平台是基于三维虚拟仿真技术结合人机环境同步技术的多元数据定量行为安全管理工效学研究与核电站设计人机工程评价解决方案。在对核发电厂内部需要进行管理和维护的设备进行三维建模的基础上，根据行业需要实现对关键操作设备和操作过程的三维仿真，实现在计算机上完成更加直观、逼真且具有互动性的操作及维护培训，从而实现对现有视频教材及模拟器培训方式进行补充，在降低成本的同时也将大幅提高培训和管理的效率。

虚拟仿真产品的开发是在已制作好的虚拟仿真场景基础上进行的功能开发，最终虚拟仿真产品需要发布到计算机等硬件设备上运行。由于受到硬件设备性能及模型数据量等因素的制约，需要对用于搭建虚拟仿真场景的三维模型进行轻量化处理，以保证虚拟仿真产品的运行速率。

目前，对三维模型的轻量化处理方案主要是通过人工在三维建模软件中对单个模型文件进行导入，并依次手动选择多余的点、线、面进行删除操作来实现，并且需要手动修改模型的错误名称，对模型进行重命名。在通过这种方法导入模型文件时，只能逐一导入文件，不能批量化导入。这对于文件数量较多的模型来说，降低了处理过程中的工作效率，也容易因操作失误造成重复导入或遗漏。

发明内容

本发明针对现有技术中对模型进行轻量化操作时，手动删除及修改模型的轻量化处理方案导致的工作量大、单一工作重复度高、工作效率低下的问题，提供了一种用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理方法和系统以提升模型轻量化工作的效率，缩短项目周期和人力投入，使模型轻量化工作更加标准化、规范化，有效保障产品的质量。

本发明解决其技术问题所采用的技术方案是：构造一种用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理方法，包括以下步骤：

根据核电三维模型的数据格式和轻量化操作要求，构建三维模型批量处理插件；以及

调用所述三维模型批量处理插件，对所述核电三维模型进行批量处理。

较佳的，所述三维模型批量处理插件包括轻量处理插件和属性匹配插件。

较佳的，调用轻量处理插件，对所述核电三维模型进行批量处理包括以下步骤：

批量化导入多个三维模型数据；

对导入的多个三维模型数据进行重命名并删除多余物体；

根据设置参数优化三维模型的边线和面；

根据体积或多边形快速选择相似物体；

按照焊接阈值，合并已经选择的物体；

利用图层打包功能重构三维设计模型的层级结构。

较佳的，在批量化导入多个三维模型数据的所述步骤中，为每个STEP三维模型数据文件在3ds Max中新建一个图层。

较佳的，调用属性匹配插件，对所述核电三维模型进行批量处理包括以下步骤：

读取CSV文件中三维模型的属性信息；

通过属性信息中的坐标信息查找该坐标范围内的三维模型；

将与该坐标信息对应的物体名称及属性信息匹配到三维模型。

本发明还要求保护一种用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理系统，包括：

插件构建模块，用于根据核电三维模型的数据格式和轻量化操作要求，构建三维模型批量处理插件；以及

插件调用模块，用于调用所述三维模型批量处理插件，对所述核电三维模型进行批量处理。

较佳的，所述三维模型批量处理插件包括轻量处理插件和属性匹配插件。

较佳的，所述轻量处理插件包括：

导入单元，用于批量化导入多个三维模型数据；

处理单元，用于对导入的多个三维模型数据进行重命名并删除多余物体；

优化单元，用于根据设置参数优化三维模型的边线和面；

选择单元，根据体积或多边形快速选择近似物体；

合并单元，用于按照焊接阈值，合并已经选择的物体。

图层整理单元，用于在优化模型中重构出原始三维模型的层级结构。

较佳的，所述导入单元为每个STEP三维模型数据文件在3ds Max中新建一个图层。

较佳的，所述属性匹配插件包括：

读取单元，用于读取CSV文件中三维模型的属性信息；

查找单元，用于通过属性信息中的坐标信息查找该坐标范围内的三维模型；

匹配单元，用于将与该坐标信息对应的物体名称及属性信息匹配到三维模型。

实施本发明的用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理方法、装置以及移动终端，具有以下有益效果：本发明的用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理方法和系统替代了传统人工手动优化模型的处理方案，极大地提升了模型轻量化工作的效率，缩短项目周期和人力投入；另一方面，将设计模型的属性信息与轻量化模型相匹配，可以使模型轻量化工作更加标准化、规范化，有效保障产品的质量。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据提供的附图获得其他的附图：

图1是本发明的用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理方法的较佳实施例的流程图；

图2所示为本发明形成的轻量处理插件的示意图；

图3所示为本发明形成的属性匹配插件的示意图。

具体实施方式

为了便于理解本发明，下面将参照相关附图对本发明进行更全面的描述。附图中给出了本发明的典型实施例。但是，本发明可以以许多不同的形式来实现，并不限于本文所描述的实施例。相反地，提供这些实施例的目的是使对本发明的公开内容更加透彻全面。

需要说明的是，词语“相等”、“相同”“同时”或者其他类似的用语，不限于数学术语中的绝对相等或相同，在实施本专利所述权利时，可以是工程意义上的相近或者在可接受的误差范围内。

除非另有定义，本文所使用的所有的技术和科学术语与属于本发明的技术领域的技术人员通常理解的含义相同。本文中在本发明的说明书中所使用的术语只是为了描述具体的实施例的目的，不是旨在于限制本发明。

本说明书中使用的“第一”、“第二”等包含序数的术语可用于说明各种构成要素，但是这些构成要素不受这些术语的限定。使用这些术语的目的仅在于将一个构成要素区别于其他构成要素。例如，在不脱离本发明的权利范围的前提下，第一构成要素可被命名为第二构成要素，类似地，第二构成要素也可以被命名为第一构成要素。“和/或”这一术语包括多个相关记载项目的组合多个相关记载项目中的某一项。

本发明总的思路是：根据核电三维模型的数据格式和轻量化操作要求,构建基于3ds max软件使用的优化STEP格式三维模型的插件工具，实现对三维模型的批量化导入及自动轻量化工作；同时将PDMS软件中的数据信息匹配到轻量化后的三维模型，使三维模型信息更加准确，更好的应用在后续的虚拟仿真开发中，同时可以极大提升工作效率。

为了更好的理解上述技术方案，下面将结合说明书附图以及具体的实施方式对上述技术方案进行详细的说明，应当理解本发明实施例以及实施例中的具体特征是对本申请技术方案的详细的说明，而不是对本申请技术方案的限定，在不冲突的情况下，本发明实施例以及实施例中的技术特征可以相互组合。

本发明的用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理方法，包括：

S100、根据核电三维模型的数据格式和轻量化操作要求，构建三维模型批量处理插件；

其中，所述三维模型批量处理插件包括轻量处理插件和属性匹配插件。在本发明中，在3ds max软件中构建上述插件，3ds max软件是一种应用广泛的三维模型及动画制作软件，目前用于虚拟仿真开发的三维场景大多用此款软件制作或进行轻量化处理。具体地，在本发明一实施例中，基于确定的模型数据格式和轻量化模型的操作步骤，构建如图2所示的轻量处理插件，通过轻量处理插件对三维模型数据进行批量轻量化处理；基于模型数据属性信息导出方法和模型数据信息导入3ds max的方法，构建如图3所示的属性匹配插件，通过属性匹配插件将PDMS软件中的数据信息匹配到轻量化后的三维模型，使三维模型信息更加准确。PDMS软件是工厂三维布置设计管理系统，目前核电站的三维布置设计多采用此软件，是核电站三维模型数据的来源，数据中包含很多属性信息。

进一步地，常用的三维模型数据格式包括OBJ、FBX、STEP等，通过对多款三维设计软件之间进行数据转换及轻量化加工方法的测试，发现采用STEP格式的三维模型可以在各种三维软件之间无缝切换，因此，确定选用STEP格式作为批量化自动处理技术研究的基础数据格式。

进一步地，由于STEP格式文件数据不包含核电站原始设计模型的层级结构、标准命名以及物体属性等信息，因此需要将核电站三维设计模型的属性信息单独导出，经过测试，可以将属性信息以CSV文件从PDMS软件中导出。

S200、调用所述三维模型批量处理插件，对所述核电三维模型进行批量处理。

具体地，调用轻量处理插件，对所述核电三维模型进行批量处理包括以下步骤：

批量化导入多个三维模型数据；

对导入的多个三维模型数据进行重命名并删除多余物体；

根据设置参数优化三维模型的边线和面；

根据体积或多边形快速选择近似物体；

按照焊接阈值，合并已经选择的物体；

利用图层打包功能重构三维设计模型的层级结构。

通过上述批量自动处理步骤，可以同时对导入的多个STEP格式的模型数据进行处理，将极大地提升了模型轻量化工作的效率，缩短项目周期和人力投入。

具体地，调用属性匹配插件，对所述核电三维模型进行批量处理包括以下步骤：

读取CSV文件中三维模型的属性信息；

通过属性信息中的坐标信息查找该坐标范围内的三维模型；

将与该坐标信息对应的物体名称及属性信息匹配到三维模型。

通过在3ds max软件中读取CSV文件中的属性信息，其中，属性信息包括物体名称、坐标信息等；以坐标信息为匹配元素，通过给坐标信息设定一个偏差值，来匹配此坐标范围内的三维模型；匹配后将坐标信息对应的物体名称及属性附加给三维模型，这样可以使导出的STP三维模型具备了核电站设计模型的属性信息，扩展了后续虚拟仿真开发中的应用范围。

基于同一发明构思，本发明还公开了一种用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理系统，包括：

插件构建模块，用于根据核电三维模型的数据格式和轻量化操作要求，构建三维模型批量处理插件；以及

插件调用模块，用于调用所述三维模型批量处理插件，对所述核电三维模型进行批量处理。

其中，所述三维模型批量处理插件包括轻量处理插件和属性匹配插件。

具体地，在本发明一实施例中，基于确定的模型数据格式和轻量化模型的操作步骤，构建轻量处理插件，通过轻量处理插件对三维模型数据进行批量轻量化处理。进一步地，所述轻量处理插件包括：

导入单元，用于批量化导入多个三维模型数据；

处理单元，用于对导入的多个三维模型数据进行重命名并删除多余物体；

优化单元，用于根据设置参数优化三维模型的边线和面；

选择单元，根据体积或多边形快速选择近似物体；

合并单元，用于按照焊接阈值，合并已经选择的物体；

图层整理单元，用于在优化模型中重构出原始三维模型的层级结构。

具体地，在本发明一实施例中，基于模型数据属性信息导出方法和模型数据信息导入3ds max的方法，构建属性匹配插件，通过属性匹配插件将PDMS软件中的数据信息匹配到轻量化后的三维模型，使三维模型信息更加准确。进一步地，所述属性匹配插件包括：

读取单元，用于读取CSV文件中三维模型的属性信息；

查找单元，用于通过属性信息中的坐标信息查找该坐标范围内的三维模型；

匹配单元，用于将与该坐标信息对应的物体名称及属性信息匹配到三维模型。

综上所述，实施本发明的用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理方法、装置以及移动终端，具有以下有益效果：本发明的用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理方法和系统替代了传统人工手动优化模型的处理方案，极大地提升了模型轻量化工作的效率，缩短项目周期和人力投入；另一方面，将设计模型的属性信息与轻量化模型相匹配，可以使模型轻量化工作更加标准化、规范化，有效保障产品的质量。

上面结合附图对本发明的实施例进行了描述，但是本发明并不局限于上述的具体实施方式，上述的具体实施方式仅仅是示意性的，而不是限制性的，本领域的普通技术人员在本发明的启示下，在不脱离本发明宗旨和权利要求所保护的范围情况下，还可做出很多形式，这些均属于本发明的保护之内。

Claims (10)

1.一种用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理方法，其特征在于，包括以下步骤：

根据核电三维模型的数据格式和轻量化操作要求，构建三维模型批量处理插件；以及

调用所述三维模型批量处理插件，对所述核电三维模型进行批量处理。

2.根据权利要求1所述的用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理方法，其特征在于，所述三维模型批量处理插件包括轻量处理插件和属性匹配插件。

3.根据权利要求2所述的用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理方法，其特征在于，调用轻量处理插件，对所述核电三维模型进行批量处理包括以下步骤：

批量化导入多个三维模型数据；

对导入的多个三维模型数据进行重命名并删除多余物体；

根据设置参数优化三维模型的边线和面；

根据体积或多边形快速选择相似物体；

按照焊接阈值，合并已经选择的物体；

利用图层打包功能重构三维设计模型的层级结构。

4.根据权利要求3所述的用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理方法，其特征在于，在批量化导入多个三维模型数据的所述步骤中，为每个STEP三维模型数据文件在3dsMax中新建一个图层。

5.根据权利要求2所述的用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理方法，其特征在于，调用属性匹配插件，对所述核电三维模型进行批量处理包括以下步骤：

读取CSV文件中三维模型的属性信息；

通过属性信息中的坐标信息查找该坐标范围内的三维模型；

将与该坐标信息对应的物体名称及属性信息匹配到三维模型。

6.一种用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理系统，其特征在于，包括：

插件构建模块，用于根据核电三维模型的数据格式和轻量化操作要求，构建三维模型批量处理插件；以及

插件调用模块，用于调用所述三维模型批量处理插件，对所述核电三维模型进行批量处理。

7.根据权利要求6所述的用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理系统，其特征在于，所述三维模型批量处理插件包括轻量处理插件和属性匹配插件。

8.根据权利要求7所述的用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理系统，其特征在于，所述轻量处理插件包括：

导入单元，用于批量化导入多个三维模型数据；

处理单元，用于对导入的多个三维模型数据进行重命名并删除多余物体；

优化单元，用于根据设置参数优化三维模型的边线和面；

选择单元，用于根据体积或多边形快速选择近似物体；

合并单元，用于按照焊接阈值，合并已经选择的物体；

图层整理单元，用于在优化模型中重构出原始三维模型的层级结构。

9.根据权利要求8所述的用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理系统，其特征在于，所述导入单元为每个STEP三维模型数据文件在3ds Max中新建一个图层。

10.根据权利要求7所述的用于核电站虚拟仿真开发的三维模型批量处理系统，其特征在于，所述属性匹配插件包括：

读取单元，用于读取CSV文件中三维模型的属性信息；

查找单元，用于通过属性信息中的坐标信息查找该坐标范围内的三维模型；

匹配单元，用于将与该坐标信息对应的物体名称及属性信息匹配到三维模型。