CN110659778A - 一种基于三维模型的巡检方法及系统 - Google Patents

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Abstract

本发明公开了一种基于三维模型的巡检方法及系统，其方法包括：巡检平台收集每个输电杆塔设备的参数信息，并通过分别对每个所述输电杆塔设备的参数信息进行三维建模，构建输电三维模型库；在构建所述输电三维模型库后，所述巡检平台从所述输电三维模型中确定待巡检的目标输电杆塔设备；所述巡检平台根据所述目标输电杆塔设备的位置信息和巡检移动终端的位置信息，得到所述巡检移动终端至所述目标输电杆塔设备之间的最优巡检路线，并通过VPN专网将所述最优巡检路线发送给所述巡检移动终端。

Description

一种基于三维模型的巡检方法及系统
技术领域
本发明涉及输电线路巡检技术领域，特别涉及一种基于三维模型的巡检方法及系统。
背景技术
目前在电力系统中广泛应用的主要还是基于二维坐标的GIS(GeographicInformation System，地理信息系统)系统，其空间表现和分析能力都有很大的局限性。
发明内容
根据本发明实施例提供的方案解决的技术问题是二维坐标的GIS系统，其空间表现和分析能力都有很大的局限性。
根据本发明实施例提供的一种基于三维模型的巡检方法，包括：
巡检平台收集每个输电杆塔设备的参数信息，并通过分别对每个所述输电杆塔设备的参数信息进行三维建模，构建输电三维模型库；
在构建所述输电三维模型库后，所述巡检平台从所述输电三维模型中确定待巡检的目标输电杆塔设备；
所述巡检平台根据所述目标输电杆塔设备的位置信息和巡检移动终端的位置信息，得到所述巡检移动终端至所述目标输电杆塔设备之间的最优巡检路线，并通过VPN(Virtual Private Network，虚拟专用网络)专网将所述最优巡检路线发送给所述巡检移动终端。
优选地，还包括：
所述巡检移动终端通过VPN专网接收所述巡检平台发送的最优巡检路线，并按照所述最优巡检路线移动到所述目标输电杆塔设备所处的位置后进行巡检，得到所述目标输电杆塔设备的巡检结果。
优选地，还包括：
所述巡检平台通过VPN专网接收所述巡检移动终端发送的所述目标输电杆塔设备的巡检结果，并判断所述目标输电杆塔设备的巡检结果中是否存在缺陷；
若所述巡检平台判断所述目标输电杆塔设备的巡检结果中存在缺陷，则确定缺陷的设备类型，并从预存的标准缺陷库中查询与所述设备类型相对应的缺陷描述信息，使用户按照所述缺陷描述信息进行录入操作。
优选地，所述标准缺陷库包括：设备类型、缺陷类型、缺陷等级以及缺陷描述信息。
优选地，所述输电杆塔设备的参数信息包括以下任一或组合：
输电杆塔设备本体、位置信息、导线、绝缘子、通道环境、接地装置以及横担。
优选地，所述巡检平台从所述输电三维模型中确定待巡检的目标输电杆塔设备之后，还包括：
所述巡检平台通过VPN专网向所述巡检移动终端发送包含所述目标输电杆塔设备的巡检任务请求；
所述巡检移动终端接收到所述巡检任务后，获取其所在的位置信息，并通过VPN专网将包含所述位置信息的巡检任务应答上报给所述巡检平台。
根据本发明实施例提供的一种基于三维模型的巡检系统，包括巡检平台和巡检移动终端，其中，所述巡检平台包括：
收集及构建模块，用于收集每个输电杆塔设备的参数信息，并通过分别对每个所述输电杆塔设备的参数信息进行三维建模，构建输电三维模型库；
确定模块，用于在构建所述输电三维模型库后，从所述输电三维模型中确定待巡检的目标输电杆塔设备；
获取模块，用于根据所述目标输电杆塔设备的位置信息和巡检移动终端的位置信息，得到所述巡检移动终端至所述目标输电杆塔设备之间的最优巡检路线，并通过VPN专网将所述最优巡检路线发送给所述巡检移动终端。
优选地，所述巡检移动终端具体用于通过VPN专网接收所述巡检平台发送的最优巡检路线，并按照所述最优巡检路线移动到所述目标输电杆塔设备所处的位置后进行巡检，得到所述目标输电杆塔设备的巡检结果。
优选地，所述巡检平台还具体用于通过VPN专网接收所述巡检移动终端发送的所述目标输电杆塔设备的巡检结果，并判断所述目标输电杆塔设备的巡检结果中是否存在缺陷，以及当判断所述目标输电杆塔设备的巡检结果中存在缺陷，则确定缺陷的设备类型，并从预存的标准缺陷库中查询与所述设备类型相对应的缺陷描述信息，使用户按照所述缺陷描述信息进行录入操作；
其中，所述标准缺陷库包括：设备类型、缺陷类型、缺陷等级以及缺陷描述信息。
优选地，所述输电杆塔设备的参数信息包括以下任一或组合：
输电杆塔设备本体、位置信息、导线、绝缘子、通道环境、接地装置以及横担。
根据本发明实施例提供的方案，实现输电线路日常巡检可视化、智能化。
附图说明
图1是本发明实施例提供的一种基于三维模型的巡检方法流程图；
图2是本发明实施例提供的一种基于三维模型的巡检系统示意图；
图3是本发明实施例提供的基于三维模型的巡检架构示意图；
图4是本发明实施例提供的基于三维模型的巡检流程示意图。
具体实施方式
以下结合附图对本发明的优选实施例进行详细说明，应当理解，以下所说明的优选实施例仅用于说明和解释本发明，并不用于限定本发明。
图1是本发明实施例提供的一种基于三维模型的巡检方法流程图，如图1所示，包括：
步骤S101：巡检平台收集每个输电杆塔设备的参数信息，并通过分别对每个所述输电杆塔设备的参数信息进行三维建模，构建输电三维模型库；
步骤S102：在构建所述输电三维模型库后，所述巡检平台从所述输电三维模型中确定待巡检的目标输电杆塔设备；
步骤S103：所述巡检平台根据所述目标输电杆塔设备的位置信息和巡检移动终端的位置信息，得到所述巡检移动终端至所述目标输电杆塔设备之间的最优巡检路线，并通过VPN专网将所述最优巡检路线发送给所述巡检移动终端。
本发明实施例还包括：所述巡检移动终端通过VPN专网接收所述巡检平台发送的最优巡检路线，并按照所述最优巡检路线移动到所述目标输电杆塔设备所处的位置后进行巡检，得到所述目标输电杆塔设备的巡检结果。
本发明实施例还包括：所述巡检平台通过VPN专网接收所述巡检移动终端发送的所述目标输电杆塔设备的巡检结果，并判断所述目标输电杆塔设备的巡检结果中是否存在缺陷；若所述巡检平台判断所述目标输电杆塔设备的巡检结果中存在缺陷，则确定缺陷的设备类型，并从预存的标准缺陷库中查询与所述设备类型相对应的缺陷描述信息，使用户按照所述缺陷描述信息进行录入操作。
其中，所述标准缺陷库包括：设备类型、缺陷类型、缺陷等级以及缺陷描述信息；所述输电杆塔设备的参数信息包括以下任一或组合：输电杆塔设备本体、位置信息、导线、绝缘子、通道环境、接地装置以及横担。
其中，所述巡检平台从所述输电三维模型中确定待巡检的目标输电杆塔设备之后，还包括：所述巡检平台通过VPN专网向所述巡检移动终端发送包含所述目标输电杆塔设备的巡检任务请求；所述巡检移动终端接收到所述巡检任务后，获取其所在的位置信息，并通过VPN专网将包含所述位置信息的巡检任务应答上报给所述巡检平台。
图2是本发明实施例提供的一种基于三维模型的巡检系统示意图，如图2所示，包括巡检平台201和巡检移动终端202，其中，所述巡检平台201包括：收集及构建模块2011，用于收集每个输电杆塔设备的参数信息，并通过分别对每个所述输电杆塔设备的参数信息进行三维建模，构建输电三维模型库；确定模块2012，用于在构建所述输电三维模型库后，从所述输电三维模型中确定待巡检的目标输电杆塔设备；获取模块2013，用于根据所述目标输电杆塔设备的位置信息和巡检移动终端的位置信息，得到所述巡检移动终端至所述目标输电杆塔设备之间的最优巡检路线，并通过VPN专网将所述最优巡检路线发送给所述巡检移动终端。
其中，所述巡检移动终端202具体用于通过VPN专网接收所述巡检平台发送的最优巡检路线，并按照所述最优巡检路线移动到所述目标输电杆塔设备所处的位置后进行巡检，得到所述目标输电杆塔设备的巡检结果。
其中，所述巡检平台201还具体用于通过VPN专网接收所述巡检移动终端发送的所述目标输电杆塔设备的巡检结果，并判断所述目标输电杆塔设备的巡检结果中是否存在缺陷，以及当判断所述目标输电杆塔设备的巡检结果中存在缺陷，则确定缺陷的设备类型，并从预存的标准缺陷库中查询与所述设备类型相对应的缺陷描述信息，使用户按照所述缺陷描述信息进行录入操作；其中，所述标准缺陷库包括：设备类型、缺陷类型、缺陷等级以及缺陷描述信息。
其中，所述输电杆塔设备的参数信息包括以下任一或组合：输电杆塔设备本体、位置信息、导线、绝缘子、通道环境、接地装置以及横担。
图3是本发明实施例提供的基于三维模型的巡检架构示意图，如图3所示，由输电三维模型库模块、基于设备三维模型缺陷库模块、Android地图模块、GPS巡检模块、动态关联生产设备台帐信息模块、移动业务数据库模块组成。输电三维模型库使用OpenGL加载OBJ文件到移动设备中实现三维地图模型放大、缩小和旋转视角等功能,结合设备三维模型缺陷库、GPS巡检系统模块、设备台账信息模块实现输电线路移动巡检。
输电三维模型库模块：是以OBJ三维模型文件为载体，以输电线路设备为原型，对杆塔本体、导线、绝缘子、通道环境、接地装置、横担等部位进行3D建模，针对不同类型及材质的杆塔，进行特性化建模，保证3D模型库中能够覆盖全部在运设备类型。此模块用于提供移动终端展示的三维模型及材质贴图等。也就是说，基于Open GL的三维模型绘制技术建模模块，根据收集的输电杆塔及其附属设备类型、参数、架设方式等参考信息采用Open GL的三维模型绘制技术建模，生成适用于移动终端的输电三维模型库。
基于设备三维模型缺陷库模块：此模块为输电巡检缺陷模块的标准缺陷库，包含设备类型、缺陷类型、缺陷等级及缺陷描述信息。可通过三维模型上的设备类型匹配到缺陷库中对应的此设备标准缺陷。
Android地图模块，根据目前终端配置情况，采用适用移动终端的Android地图模块，通过其API功能实现结合移动终端GPS模块实现基本地图操作、导航、路径规划、POI(Point of Information，信息点)搜索等功能。通过与业务系统GIS系统接口关联输电线路坐标模块，获取GIS系统输电线路的经纬度坐标，高程信息以及其他输电线路基本信息，通过这些信息在移动终端Android地图中展现输电线路的拓扑连接方式。也就是说，根据目前终端配置情况，采用适用的Android地图模块，通过其API功能实现基本地图操作、导航、路径规划、POI搜索等功能；通过获取GIS系统输电线路的经纬度坐标，高程信息，在移动终端中Android地图展现输电线路的拓扑连接方式。
GPS巡检系统模块：此模块为基于GPS位置服务的导航模块，可根据当前位置信息与目标杆塔位置信息进行最优路径规划，完成规划后展示导航线路，实现分路段实时导航。
动态关联生产设备台帐信息模块：此模块为台账设备信息搜索引擎，用于通过设备类型、设备ID查询关联的设备台账详情。主要包含物理参数、运行参数查看。
移动业务数据库模块：此模块用于存储巡视业务数据，包括巡视计划、巡视记录、缺陷记录、字典表等数据。用于在线下载，离线作业工作场景的数据存储。
图4是本发明实施例提供的基于三维模型的巡检流程示意图，如图4所示，GIS系统主要提供基于电网GIS(Global Positioning System，全球定位系统)的地图展示及导航功能，PMS(Property Management System，物业管理系统)主要提供输电巡视及缺陷业务相关数据，整体流程如下：
1、Android地图模块通过地图渲染引擎加载在线或离线地图包数据，获取地图切片数据。对地图切片数据进行渲染、展示。通过读取在线或本地数据库方式，获取电网网架数据，渲染展示电力设备台账图元。
2、通过GPS模块获取移动终端当前位置，通过地图选点的方式获取电力设备位置。基于GPS巡检系统模块，完成当前位置与目标电力设备最优巡视路径规划，完成实时线路导航。
3、到达目标位置后通过输电三维模型解析引擎(Open-GL引擎)加载并解析输电三维模型库中对应的杆塔三维模型并展示，支持手势缩放、旋转等操作。
4、点击三维模型电力设备部件，获取设备类型及ID，通过基于动态关联生产设备台帐信息模块，查询当前设备对应的物理参数、运行参数等信息。
5、登记缺陷时，根据设备类型及部位，通过标准缺陷库检索模块查询该类型设备部位对应的标准缺陷描述，快速录入设备缺陷，保存至移动业务数据库中。
根据本发明实施例提供的方案，基于三维模型的输电专业巡检系统是建立在移动互联技术和Android地图的基础上，通过OpenGL将OBJ文件加载入移动终端将输电杆塔三维模型，输电设备、标准缺陷、巡视标准等信息有机的组织在一起，通过Android地图API实现基本地图操作、导航、路径规划、POI搜索等功能，向用户展示了全面的输电专业移动巡检技术，基于移动终端构建了一个真实的三维输电线路模型，为输电专业巡检提供了有力支撑，以信息科技为辅助手段，有效地提高了工作效率，为电网运行的安全性、可靠性提供了有力保障。可以预计在现有技术水平不断发展和运行经验不断总结的基础上，基于三维模型的输电专业移动巡检系统将以其数字化，可视化，互操作性等方面的优势，将成为输电线路巡检发展的必然趋势，并向电网的变电，配电，用电等其它领域不断延伸，从而将发电，变电，输电，配电，用电有机地结合起来构建一个完整的生命周期。
尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。

Claims (10)

1.一种基于三维模型的巡检方法，其特征在于，包括：
巡检平台收集每个输电杆塔设备的参数信息，并通过分别对每个所述输电杆塔设备的参数信息进行三维建模，构建输电三维模型库；
在构建所述输电三维模型库后，所述巡检平台从所述输电三维模型中确定待巡检的目标输电杆塔设备；
所述巡检平台根据所述目标输电杆塔设备的位置信息和巡检移动终端的位置信息，得到所述巡检移动终端至所述目标输电杆塔设备之间的最优巡检路线，并通过虚拟专用网络VPN专网将所述最优巡检路线发送给所述巡检移动终端。
2.根据权利要求1所述的巡检方法，其特征在于，还包括：
所述巡检移动终端通过VPN专网接收所述巡检平台发送的最优巡检路线，并按照所述最优巡检路线移动到所述目标输电杆塔设备所处的位置后进行巡检，得到所述目标输电杆塔设备的巡检结果。
3.根据权利要求1所述的巡检方法，其特征在于，还包括：
所述巡检平台通过VPN专网接收所述巡检移动终端发送的所述目标输电杆塔设备的巡检结果，并判断所述目标输电杆塔设备的巡检结果中是否存在缺陷；
若所述巡检平台判断所述目标输电杆塔设备的巡检结果中存在缺陷，则确定缺陷的设备类型，并从预存的标准缺陷库中查询与所述设备类型相对应的缺陷描述信息，使用户按照所述缺陷描述信息进行录入操作。
4.根据权利要求3所述的巡检方法，其特征在于，所述标准缺陷库包括：设备类型、缺陷类型、缺陷等级以及缺陷描述信息。
5.根据权利要求1所述的巡检方法，其特征在于，所述输电杆塔设备的参数信息包括以下任一或组合：
输电杆塔设备本体、位置信息、导线、绝缘子、通道环境、接地装置以及横担。
6.根据权利要求1所述的巡检方法，其特征在于，所述巡检平台从所述输电三维模型中确定待巡检的目标输电杆塔设备之后，还包括：
所述巡检平台通过VPN专网向所述巡检移动终端发送包含所述目标输电杆塔设备的巡检任务请求；
所述巡检移动终端接收到所述巡检任务后，获取其所在的位置信息，并通过VPN专网将包含所述位置信息的巡检任务应答上报给所述巡检平台。
7.一种基于三维模型的巡检系统，其特征在于，包括巡检平台和巡检移动终端，其中，所述巡检平台包括：
收集及构建模块，用于收集每个输电杆塔设备的参数信息，并通过分别对每个所述输电杆塔设备的参数信息进行三维建模，构建输电三维模型库；
确定模块，用于在构建所述输电三维模型库后，从所述输电三维模型中确定待巡检的目标输电杆塔设备；
获取模块，用于根据所述目标输电杆塔设备的位置信息和巡检移动终端的位置信息，得到所述巡检移动终端至所述目标输电杆塔设备之间的最优巡检路线，并通过虚拟专用网络VPN专网将所述最优巡检路线发送给所述巡检移动终端。
8.根据权利要求7所述的巡检系统，其特征在于，所述巡检移动终端具体用于通过VPN专网接收所述巡检平台发送的最优巡检路线，并按照所述最优巡检路线移动到所述目标输电杆塔设备所处的位置后进行巡检，得到所述目标输电杆塔设备的巡检结果。
9.根据权利要求7所述的巡检系统，其特征在于，所述巡检平台还具体用于通过VPN专网接收所述巡检移动终端发送的所述目标输电杆塔设备的巡检结果，并判断所述目标输电杆塔设备的巡检结果中是否存在缺陷，以及当判断所述目标输电杆塔设备的巡检结果中存在缺陷，则确定缺陷的设备类型，并从预存的标准缺陷库中查询与所述设备类型相对应的缺陷描述信息，使用户按照所述缺陷描述信息进行录入操作；
其中，所述标准缺陷库包括：设备类型、缺陷类型、缺陷等级以及缺陷描述信息。
10.根据权利要求7所述的巡检系统，其特征在于，所述输电杆塔设备的参数信息包括以下任一或组合：
输电杆塔设备本体、位置信息、导线、绝缘子、通道环境、接地装置以及横担。
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