CN110222370B - 一种核电站三维模型修复控制单元、系统及方法 - Google Patents

一种核电站三维模型修复控制单元、系统及方法 Download PDF

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Abstract

本发明提供一种核电站三维模型修复控制单元、系统及方法,其中,该控制单元包括:坐标配准模块,用于获取待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据,并进行所述待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据在同一空间坐标系下的整体三维空间叠加及配准;偏差分析模块,用于对所述配准后的待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据进行缺漏、偏差评估分析,并获得分析结果;模型修复模块,用于根据所述分析结果对所述待修复核电站三维模型进行修复,获得修复后的核电站三维模型。本发明提高了核电站三维模型的修复精度,解决了人员不可达、不可触碰区域的三维模型修复技术难题,减少工程人员现场工作量,提高工作效率。

Description

一种核电站三维模型修复控制单元、系统及方法
技术领域
本发明涉及核电站三维模型修复技术领域,尤其涉及一种核电站三维模型修复控制单元、系统及方法。
背景技术
核电站的工程改造、运维维修等工作中离不开现场的三维模型,高精度的核电站三维模型可有效保证工程人员方案设计,方案验证,远程踏勘等各项工作中的可靠性和安全性。
目前核电站的三维模型主要通过正向建模方式建立,正向建模是一种传统的三维建模方法,该方法主要通过平面图纸或设计源数据建立三维模型,正向建模具有设计流程简单、迅速、现场反馈性差的特点。正向建模的方式普遍应用于重大项目的前期三维设计工作,在项目完成后,由于其设计偏差、施工不符合项、软件限制等各方面问题,易导致最终设计完成的三维模型与最终现场状态无法保持一致性,使得正向模型不可应用于工程项目的运维阶段。因此核电站三维设计模型的修复成为一个迫切需要解决的技术难题。
传统三维模型修复方法主要有两种,人工三维模型修复和平面图纸三维模型修复两种。人工三维模型修复是采用人工的方式识别原始三维模型与现实环境的差异性,在通过直尺、卷尺、角尺、水平尺等传统测量工具进行实地测量现实环境的参数信息,通过获取的现场数据与三维模型数据进行模型数据对比,对存在偏差的三维模型通过正向建模的方式进行模型的重建工作以达到修复模型差异性要求;平面图纸三维模型修复方法是依据核电站设计文件数据库中的最终版本平面图纸对三维模型进行正向模型重建修复。
核电站现有三维模型修复方法有诸多弊端,首先通过人工测量正向修复方法存在模型差异化识别率低、修复工作量大、修复精度低、效率慢,高工业安全风险等问题;当核电站现实环境为高空、高温、辐射等风险区域时无法进行该区域三维模型的修复工作;其次通过平面图纸正向修复技术存在当最终版本的平面图纸与核电站现实环境不一致或相关信息缺失时,将严重影响修复结果的可靠性和精确性,将对工程人员依据修复后三维模型进行的设计、施工、安装、维修等工作带来巨大的施工风险和安全隐患。
发明内容
本发明所要解决的技术问题在于,提供一种核电站三维模型修复方法、控制单元和系统,以解决现有技术中核电站修复工作量大、修复精度低、效率慢、高空作业存在的施工风险和安全隐患。
为了解决上述技术问题,本发明提供一种核电站三维模型修复控制单元,具体包括:
坐标配准模块,用于获取待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据,并进行所述待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据在同一空间坐标系下的整体三维空间叠加及配准;
偏差分析模块,用于对所述配准后的待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据进行缺漏、偏差评估分析,并获得分析结果;
模型修复模块,用于根据所述分析结果对所述待修复核电站三维模型进行修复,获得修复后的核电站三维模型。
其中,所述坐标配准模块包括:获取模块,用于获取待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据;转换模块,用于将所述待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据转换到同一空间坐标系下;叠加配准模块,用于进行所述配准后的待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据在所述空间坐标系下的整体三维空间叠加及配准。
其中,所述分析结果具体包括:所述配准后的待修复核电站三维模型中存在缺漏和偏差的子三维模型以及所述子三维模型所在的空间位置及其偏差值。
其中,所述控制单元还包括:三维模型数据库,用于存储标准化的子三维模型数据,当缺漏或偏差的子三维模型为所述三维模型数据库中的模型数据时,所述模型修复模块调用所述三维模型数据库中的模型数据对待修复的核电站三维模型中对应的子三维模型进行修复,当所述缺漏、偏差的子三维模型为非标准化模型数据时,则所述模型修复模块通过逆向修复功能进行修复,并用修复后的子三维模型替换待修复核电站三维模型中对应的子三维模型,形成修复后的核电站三维模型。
本发明还提供一种核电站三维模型修复系统,包括:
三维激光扫描仪,用于获取核电站现实环境数据;控制单元,用于获取待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据,并进行所述待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据在同一空间坐标系下的整体三维空间叠加及配准;偏差分析模块,用于对所述配准后的待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据进行缺漏、偏差评估分析,并获得分析结果;模型修复模块,用于根据所述分析结果对所述待修复核电站三维模型进行修复,获得修复后的核电站三维模型。
其中,所述控制单元包括:坐标配准模块,用于获取待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据,并进行所述待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据在同一空间坐标系下的整体三维空间叠加及配准;偏差分析模块,用于对所述配准后的待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据进行缺漏、偏差评估分析,并获得分析结果;模型修复模块,用于根据所述分析结果对所述待修复核电站三维模型进行修复,获得修复后的核电站三维模型。
本发明还提供一种核电站三维模型修复方法,包括如下步骤:S1、获取核电站现实环境数据和待修复核电站三维模型,并进行所述待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据在同一空间坐标系下的整体三维空间叠加及配准;S2、对所述配准后的待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据进行缺漏、偏差评估分析,并获得分析结果;S3、用于根据所述分析结果对待修复核电站三维模型进行修复,获得修复后的核电站三维模型。
其中,所述步骤S1具体包括:将所述待修复核电站三维模型和所述核电站现实环境数据转换到同一空间坐标系下;对所述空间坐标系下的待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据进行叠加及配准。
其中,所述步骤S2具体包括:对所述配准后的待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据进行缺漏、偏差评估分析;确定配准后的待修复核电站三维模型缺漏和偏差的子三维模型以及所述子三维模型所在的空间位置及偏差值。
其中,所述步骤S3具体包括:当确定的缺漏、偏差子三维模型为标准三维模型数据时,从数据库中调用所述缺漏或偏差的子三维模型的标准三维模型进行修复,当确定的缺漏、偏差子三维模型为非标准三维模型时,则根据逆向工程功能进行修复,修复完成后,将修复后的子三维模型导入待修复核电站三维模型对应位置处,进行缺漏、偏差子三维模型的替换,形成修复后的核电站三维模型。
本发明实施例的有益效果在于:通过将待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据在同一空间坐标系下进行叠加和配准,同时通过三维分析软件偏差分析模块及完整的现实环境数据进行原始三维模型与环境数据的偏差分析,确认缺漏、偏差的系统、管道、支架、设备等单位模型所在空间以及对应偏差值,并根据缺漏偏差的子三维模型所在位置以及具体的偏差值对待修复核电站三维模型中对应的子模型进行修复,从而提高了核电站三维模型的修复精度,解决了人员不可达、不可触碰区域的三维模型修复技术难题,减少工程人员现场工作量,提高工作效率。
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一些实施例,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,还可以根据这些附图获得其他的附图。
图1是本发明一种核电站三维模型修复控制单元的结构示意图。
图2是本发明一种核电站三维模型修复系统的结构示意图。
图3是本发明一种核电站三维模型修复方法的流程示意图。
具体实施方式
以下各实施例的说明是参考附图,用以示例本发明可以用以实施的特定实施例。
以下参照图1进行说明,本发明实施例一提供一种核电站三维模型修复控制单元1,该控制单元1包括坐标配准模块11,用于获取待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据,并进行所述待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据在同一空间坐标系下的整体三维空间叠加及配准;偏差分析模块12,用于对叠加及配准后的待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据进行缺漏、偏差评估分析,并获得分析结果;模型修复模块13,用于根据所述分析结果对建立的核电站三维模型进行修复,获得修复后的核电站三维模型。
具体地,所述坐标配准模块11包括:获取模块,用于获取待核电站三维模型和核电站现实环境数据;转换模块,用于将所述待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据转换到同一空间坐标系下;叠加配准模块,用于进行所述配准后的待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据在同一空间坐标系下的整体三维空间叠加及配准。
具体地,所述偏差分析模块12将配准完成的核电站现实环境数据和待修复核电站三维模型通过偏差分析模块的偏差分析对比功能,进行待修复核电站三维模型与现实完整环境数据的缺漏、偏差评估分析,确认缺漏、偏差的系统、管道、支架、设备等子三维模型所在的空间及偏差值,偏差分析完成后输出至模型修复模块。
在一具体实施方式中,该控制单元还包括三维模型数据库,该数据库中存储有标准化设备、阀门、管道等三维模型数据,主要用于缺漏、偏差的标准化三维模型的快速修复及替换。
具体地,模型修复模块13依据偏差分析模块的偏差分析结果进行修复三维模型,当存在缺漏、偏差的子三维模型为三维模型数据库中的模型时,则模型修复模块调用三维模型数据库中的三维模型进行修复。当缺漏、偏差的子三维模型为非标准三维模型,即在三维模型数据库中不存在对应的三维模型时,则模型修复模块通过模块中的逆向工程功能进行修复,修复完成后的子三维模型将导入原始核电站三维模型中,进行待修复核电站三维模型的缺漏、偏差子三维模型的替换,从而形成修复后的核电站三维模型,保证了核电站三维模型与现实环境的一致性。
在一具体实施方式中,该控制单元1为运行在软件终端的图形工作站的三维分析软件,专业从事三维模型设计、静态/动态图像与视频工作的图像并且拥有高性能的计算能力。
基于本发明实施例一,本发明实施例二提供一种核电站三维模型的修复系统2,如图2所示,具体包括:
三维激光扫描仪21,用于获取核电站现实环境数据;控制单元1,用于获取待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据,并进行所述待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据在同一空间坐标系下的整体三维空间叠加及配准;偏差分析模块,用于对所述配准后的待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据进行缺漏、偏差评估分析,并获得分析结果;模型修复模块,用于根据所述分析结果对所述待修复核电站三维模型进行修复,获得修复后的核电站三维模型。
具体地,三维激光扫描仪21通过非接触式高速激光扫描测量,以阵列式获取复杂物体表面的三维数据,用来侦测并分析现实世界中物体或环境的形状与外观数据。利用三维激光扫描设备对核电站的现实环境进行三维激光扫描,扫描完成后可获得核电站的现实环境数据。在具体的实施过程中,三维激光扫描设备根据实际需求可以设置成固定式或者移动式。
在一具体实施方式中,控制单元1可以是实施例一中的控制单元,包括坐标配准模块,用于获取核电站三维模型和核电站现实环境数据,并进行所述核电站三维模型和核电站现实环境数据在同一空间坐标系下的整体三维空间叠加及配准;偏差分析模块,用于对所述同一空间坐标系下配准后的核电站三维模型和核电站现实环境数据进行缺漏、偏差评估分析,并获得分析结果;模型修复模块,用于根据所述分析结果对所述核电站三维模型进行修复,获得修复后的核电站三维模型。
本发明实施例的核电站三维模型修复系统,通过将待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据在同一空间坐标系下进行叠加和配准,同时通过三维分析软件偏差分析模块及完整的现实环境数据进行原始三维模型与环境数据的偏差分析,确认缺漏、偏差的系统、管道、支架、设备等单位模型所在空间以及对应偏差值,并根据缺漏偏差的子三维模型所在位置以及具体的偏差值对待修复核电站三维模型中对应的子模型进行修复,从而提高了核电站三维模型的修复精度,解决了人员不可达、不可触碰区域的三维模型修复技术难题,减少工程人员现场工作量,提高工作效率。
基于本发明实施例二,本发明实施例三提供一种核电站三维模型修复方法,如图3所示,具体包括如下步骤:
S1、获取核电站现实环境数据和待修复核电站三维模型,并进行所述待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据在同一空间坐标系下的整体三维空间叠加及配准;
S2、对所述配准后的待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据进行缺漏、偏差评估分析,并获得分析结果;
S3、用于根据所述分析结果对待修复核电站三维模型进行修复,获得修复后的核电站三维模型。
其中,所述步骤S1具体包括:将所述待修复核电站三维模型和所述核电站现实环境数据转换到同一空间坐标系下;对所述空间坐标系下的待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据进行叠加及配准。
其中,所述步骤S2具体包括:对所述配准后的待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据进行缺漏、偏差评估分析;确定配准后的待修复核电站三维模型缺漏和偏差的子三维模型以及所述子三维模型所在的空间位置及偏差值。
其中,所述步骤S3具体包括:当确定的缺漏、偏差子三维模型为标准三维模型数据时,从数据库中调用所述缺漏或偏差的子三维模型的标准三维模型进行修复,当确定的缺漏、偏差子三维模型为非标准三维模型时,则根据逆向工程功能进行修复,修复完成后,将修复后的子三维模型导入待修复核电站三维模型对应位置处,进行缺漏、偏差子三维模型的替换,形成修复后的核电站三维模型。
以上所揭露的仅为本发明较佳实施例而已,当然不能以此来限定本发明之权利范围,因此依本发明权利要求所作的等同变化,仍属本发明所涵盖的范围。

Claims (5)

1.一种核电站三维模型修复装置,其特征在于,包括:
坐标配准模块,用于获取待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据,并进行所述待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据在同一空间坐标系下的整体三维空间叠加及配准;
偏差分析模块,用于对所述配准后的待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据进行缺漏和偏差评估分析,并获得分析结果;其中,所述分析结果具体包括:所述配准后的待修复核电站三维模型中存在缺漏或偏差的子三维模型以及所述子三维模型所在的空间位置及其偏差值;
模型修复模块,用于根据所述分析结果对所述待修复核电站三维模型进行修复,获得修复后的核电站三维模型;
三维模型数据库,用于存储标准化的子三维模型数据,当缺漏或偏差的子三维模型为所述三维模型数据库中的模型数据时,所述模型修复模块调用所述三维模型数据库中的模型数据对待修复的核电站三维模型中对应的子三维模型进行修复,当所述缺漏或偏差的子三维模型为非标准化模型数据时,则所述模型修复模块通过逆向修复功能进行修复,并用修复后的子三维模型替换待修复核电站三维模型中对应的子三维模型,形成修复后的核电站三维模型。
2.根据权利要求1所述的装置,其特征在于,所述坐标配准模块包括:
获取模块,用于获取待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据;
转换模块,用于将所述待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据转换到同一空间坐标系下;
叠加配准模块,用于进行所述待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据在所述空间坐标系下的整体三维空间叠加及配准。
3.一种核电站三维模型修复系统,其特征在于,包括三维激光扫描仪和控制单元,
所述三维激光扫描仪,用于获取核电站现实环境数据;
所述控制单元包括:坐标配准模块,用于获取待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据,并进行所述待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据在同一空间坐标系下的整体三维空间叠加及配准;
偏差分析模块,用于对所述配准后的待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据进行缺漏和偏差评估分析,并获得分析结果;其中,所述分析结果具体包括:所述配准后的待修复核电站三维模型中存在缺漏或偏差的子三维模型以及所述子三维模型所在的空间位置及其偏差值;
模型修复模块,用于根据所述分析结果对所述待修复核电站三维模型进行修复,获得修复后的核电站三维模型;
三维模型数据库,用于存储标准化的子三维模型数据,当缺漏或偏差的子三维模型为所述三维模型数据库中的模型数据时,所述模型修复模块调用所述三维模型数据库中的模型数据对待修复的核电站三维模型中对应的子三维模型进行修复,当所述缺漏或偏差的子三维模型为非标准化模型数据时,则所述模型修复模块通过逆向修复功能进行修复,并用修复后的子三维模型替换待修复核电站三维模型中对应的子三维模型,形成修复后的核电站三维模型。
4.一种核电站三维模型修复方法,其特征在于,包括如下步骤:
S1、获取核电站现实环境数据和待修复核电站三维模型,并进行所述待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据在同一空间坐标系下的整体三维空间叠加及配准;
S2、对所述配准后的待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据进行缺漏和偏差评估分析,并获得分析结果,所述分析结果具体包括:所述配准后的待修复核电站三维模型中存在缺漏或偏差的子三维模型以及所述子三维模型所在的空间位置及其偏差值;
S3、用于根据所述分析结果对待修复核电站三维模型进行修复,获得修复后的核电站三维模型;
其中,当确定的缺漏或偏差的子三维模型为标准三维模型数据时,从数据库中调用所述缺漏或偏差的子三维模型的标准三维模型进行修复,当确定的缺漏或偏差的子三维模型为非标准三维模型时,则根据逆向修复功能进行修复,修复完成后,将修复后的子三维模型导入待修复核电站三维模型对应位置处,进行缺漏或偏差子三维模型的替换,形成修复后的核电站三维模型。
5.根据权利要求4所述的方法,其特征在于,所述步骤S1具体包括:
将所述待修复核电站三维模型和所述核电站现实环境数据转换到同一空间坐标系下;
对所述空间坐标系下的待修复核电站三维模型和核电站现实环境数据进行叠加及配准。
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