CN116129032B - 一种基于数字孪生的三维可视化管理系统及构建方法 - Google Patents

Abstract

本发明提供了一种基于数字孪生的三维可视化管理系统及其构建方法，三维可视化管理系统包括焊缝全景图像植入模块，在施工阶段用于将从施工现场实时获取的线性焊缝全景图像生成焊缝模型后植入到相应的模型连接部位；构建方法步骤包括将所得焊缝全景图像进行修整后生成焊缝模型，同时存入数据库，焊缝模型呈圆环形，焊缝模型直径为焊缝全景图像长度除以3.14，然后将所得焊缝模型植入到相应的模型连接部位。本发明能够更简单、直观的满足施工监管要求，同时具有系统成本和实施成本低、操作简单的优势。

Description

一种基于数字孪生的三维可视化管理系统及构建方法

技术领域

本发明属于数字化管道工程技术领域，尤其涉及一种基于数字孪生的三维可视化管理系统及其构建方法。

背景技术

目前，数字孪生仍没有业界公认的标准定义，其概念还在发展与演变中。但一些企业或组织对数字孪生定义如下：美国国防采办大学认为数字孪生是充分利用物理模型、传感器更新、运行历史等数据，集成多学科、多物理量、多尺度的仿真过程，在虚拟空间中完成对物理实体的映射，从而反映物理实体的全生命周期过程；ANSYS公司认为数字孪生是在数字世界建立一个与真实世界系统的运行性能完全一致，且可实现实时仿真的仿真模型，利用安装在真实系统上的传感器数据作为该仿真模型的边界条件，实现真实世界的系统与数字世界的系统同步运行；中国航空工业发展研究中心刘亚威认为：数字孪生是一个对物理实体或流程的数字化镜像，用来支撑物理产品生命周期各项活动的决策。总的来说，数字孪生是在“一切可以数字化的事物”大背景下，通过软件定义和数据驱动，在数字虚体空间中创建的虚拟事物，与物理实体空间中的现实事物形成了在形、态、质地、行为和发展规律上都比较相似的虚实精确映射关系，让物理孪生体与数字孪生体具有了多元化映射关系。

随着数字化和智能化等技术的发展，有关数字孪生的技术已在一些行业被应用，如数字孪生工厂、数字孪生飞机。在管道工程技术领域，基于数字孪生的管道工程管理技术主要掌握在国家管网集团西南管道有限责任公司、北京达美盛软件股份有限公司等知名企业。在现有技术中，文献CN113792433A公开了一种管道工程建设的数字孪生管控方法及系统，包括：虚拟场景构建，设计模型植入，施工数据采集，实时模型构建以及数字孪生构建；数字孪生管控系统包括第一采集装置、第二采集装置、管道、站场、管道孪生体、站场孪生体以及存储装置，该方案能够实现工程项目的智能化、可视化管控，能够记录工程建设中的信息。

然而，前述方案力求将施工过程中的所有工程信息都同步到数字孪生模型中，其涉及的工序细节及其数据采集过程非常复杂，特别是高精度的全色卫星影像、无人机全景影像、工序拆分和进度统计过程的工作量非常大，耗资巨大。实际施工过程中，施工现场的管理人员、施工技术员和操作工人不愿意也不可能去耗费大量工作时间做这些数字化的统计工作，施工企业也不愿意花费大量资金去购置相应的系统，导致很难实际应用。

因此，有必要开发一种成本低、操作简单且能够更直观地满足施工监管要求的基于数字孪生的三维可视化管理系统及其构建方法。

发明内容

本发明目的在于提供一种成本低、操作简单且能够满足施工监管要求的基于数字孪生的三维可视化管理系统及其构建方法。

为实现前述目的，本发明采用如下技术方案。

一种基于数字孪生的三维可视化管理系统，包括可视化虚拟场景，虚拟场景中设有由管段模型、管件模型构成的多条管线模型，由所有管线模型共同构成管道孪生体；管道施工前，虚拟场景中的所有管段模型和管件模型是由管道设计模型分切而成且按照顺序排列，各个模型和相邻模型连接部位都有唯一编号；还包括焊缝全景图像植入模块，在施工阶段用于将从施工现场实时获取的焊缝全景图像生成焊缝模型后植入到相应的模型连接部位。

进一步地，所述焊缝全景图像是通过数据采集终端拍摄或扫描的带有焊缝标识的线性焊缝图像，线性焊缝图像长度为相应模型连接部位直径的3.14倍。数据采集终端拍摄或扫描的线性焊缝图像传输给虚拟场景对应的计算机控制系统或云平台，计算机控制系统或云平台的存储器具有不低于100G的存储容量。

进一步地，还包括播放模块，施工结束后，用于按照各焊缝的焊接时间先后顺序播放所有管线模型的搭建过程。

进一步地，还包括焊缝检测结果信息植入和展示模块，用于将获取的焊缝透射图像植入到相应焊缝模型处并能够显示。

进一步地，还包括焊缝识别模块，用于将获取的焊缝局部图像与数据库中的焊缝全景图像进行比对，并根据比对结果输出相应的焊缝标识。

作为优选，获取焊缝全景图像的数据采集终端包括摄像部，摄像部安装在磁力移动机构上，磁力移动机构能够附着在圆筒形工件上并沿着圆筒形工件的环形被测区作周向运动；当磁力移动机构完成一个圆周运动时，摄像部能够采集到环形被测区的全景图像数据；当磁力移动机构附着在圆筒形工件上未移动或者未作全周运动时，摄像部能够采集到环形被测区的局部图像数据；其中，磁力移动机构包括壳体，在壳体内部设置有驱动装置及其控制部件，在壳体下部设置有磁力轮，磁力轮用于附着在圆筒形工件上；在壳体顶部设置有伸缩机构，伸缩机构的调节杆能够横向伸缩，调节杆与磁力轮轴线平行，在调节杆前端设置有滚动件，滚动件用于贴靠在圆筒形工件表面，滚动件轴线与磁力轮轴线平行，滚动件与磁力轮位于环形被测区两侧；摄像部固定在调节杆上，摄像部的摄像头正对环形被测区表面；其中，伸缩机构包括两端敞口的外筒，外筒内穿设有带有齿部的调节杆，外筒上设置有旋钮，旋钮下端设置的齿轮与调节杆上的齿部相啮合；顺时针旋转旋钮时，调节杆靠向磁力移动机构一侧移动，逆时针旋转旋钮时，调节杆向远离磁力移动机构一侧移动。

一种前述三维可视化管理系统的构建方法，步骤如下：

步骤1，在虚拟场景中构建管道设计模型；

步骤2，剔除管道设计模型中的非管道数据，并对管道模型进行分切，分切点包括所有管线模型的连接部位，每个分切点（法兰连接点除外）植入初始焊缝标识，分切后的管段模型、管件模型在其设计位置正下方按照顺序排列；

步骤3，在施工阶段，从施工现场实时获取的焊缝全景图像，该焊缝全景图像为线性焊缝图像，焊缝全景图像中含有焊缝标识信息，并将所得焊缝全景图像传输至计算机控制系统或云平台；

步骤4，将所得焊缝全景图像进行修整后生成焊缝模型，同时存入数据库，焊缝模型呈圆环形，焊缝模型直径为焊缝全景图像长度除以3.14，然后将所得焊缝模型植入到相应的模型连接部位；

步骤5，将植入焊缝模型后的管段模型和/或管件模型提升至设计位置；

步骤6，在焊缝质量检测前，采集焊缝的局部图像，并将所得局部图像进行处理后与数据库中的标准数据（修整后的焊缝全景图像及其标识信息称之为标准数据）进行匹配，根据匹配结果输出局部图像所属焊缝对应的焊缝标识；在焊缝质量检测后，采集焊缝的透射图像，透射图像中包含焊缝标识信息和检测信息，并将焊缝透射图像植入到所属焊缝的焊缝模型处，并显示检测标记；

步骤7，管道施工结束后，按照各焊缝的焊接时间先后顺序生成所有管线模型的搭建过程播放文件，根据需求播放管线模型的搭建过程。

进一步地，若出现焊缝质量不合格的情况，则针对返修焊缝重新进行步骤3、步骤4和步骤6，且删除缺陷焊缝的焊缝模型。

进一步地，点击检测标记后，焊缝透射图像与其对应的焊缝全景图像并排布置、显示。

进一步地，还包括步骤8，在虚拟场景中的管线模型中构建试压系统，该试压系统与实际试压系统一一对应；在现场试压阶段，各管线的试压结果信息同步并植入到管线模型中。

有益效果：本发明将管道工程建设过程中的关键工序同步到虚拟场景中，形成基于数字孪生的三维可视化管理系统，能够更简单、直观的满足施工监管要求，同时具有系统成本和实施成本低、操作简单的优势；更关键地是，采用本发明方案还能够大幅减轻焊缝质量检测人员的劳动强度，能够减少管道施工技术人员的工作量，同时便于工程监理单位高效、准确地、实时地监管工程质量。

附图说明

图1为实施例中采集的焊缝全景图像示意图；

图2为实施例中采集的焊缝全景图像修整后的示意图；

图3为实施例中采集的焊缝局部图像示意图；

图4为实施例中生成的焊缝模型示意图；

图5、图6为实施例中数据采集终端示意图；

图7为实施例中数据采集终端示意图；

图8、图9为实施例中管段模型连接处植入焊缝模型前后的示意图。

具体实施方式

下面结合实施例对本发明作进一步说明。

实施例

一种基于数字孪生的三维可视化管理系统，包括可视化虚拟场景，虚拟场景中设有由管段模型、管件模型构成的多条管线模型，由所有管线模型共同构成管道孪生体；管道施工前，虚拟场景中的所有管段模型和管件模型是由管道设计模型分切而成且按照顺序排列，各个模型和相邻模型连接部位都有唯一编号，连接部位的编号为初始焊缝标识；还包括焊缝全景图像植入模块，在施工阶段用于将从施工现场实时获取的焊缝全景图像生成焊缝模型后植入到相应的模型连接部位；焊缝全景图像是通过数据采集终端拍摄或扫描的带有焊缝标识的线性焊缝图像，线性焊缝图像长度为相应模型连接部位直径的3.14倍。

本实施例中，三维可视化管理系统还包括：播放模块，施工结束后，用于按照各焊缝的焊接时间先后顺序播放所有管线模型的搭建过程；焊缝检测结果信息植入和展示模块，用于将获取的焊缝透射图像植入到相应焊缝模型处并能够显示；焊缝识别模块，用于将获取的焊缝局部图像与数据库中的焊缝全景图像进行比对，并根据比对结果输出相应的焊缝标识。

本实施例中，获取焊缝全景图像的数据采集终端如图5、图6和图7所示，包括摄像部1，摄像部1具有拍摄全景图和单张图片的功能，还具有拍摄图片的常规调焦距、调亮度等功能，其不低于1200万像素，摄像部1的摄像视野宽度为10cm、摄像视野长度为12cm。摄像部1安装在磁力移动机构2上，磁力移动机构2能够附着在管道3上并沿着管道3的焊缝4作周向运动，磁力移动机构2能够沿着管道做环形运动的结构和原理为现有技术，如四个磁力轮配合电机驱动的传动机构；当磁力移动机构2完成一个圆周运动时，摄像部1能够采集到焊缝4的全景图像数据；当磁力移动机构2附着在管道3上未移动或者未作全周运动时，摄像部1能够采集到焊缝4的局部图像数据。其中，磁力移动机构2包括壳体21，在壳体21内部设置有驱动装置及其控制部件，在壳体21下部设置有磁力轮22，磁力轮22用于附着在管道3上；在壳体21顶部设置有伸缩机构，伸缩机构的调节杆23能够横向伸缩，调节杆23与磁力轮22轴线平行，在调节杆23前端设置有滚动件24，滚动件24用于贴靠在管道3表面，滚动件24的低点与四个磁力轮22的低点位于同一平面，以确保摄像部1的摄像头始终与焊缝4保持一致的拍摄距离，滚动件24轴线与磁力轮22轴线平行，滚动件24与磁力轮22位于焊缝4两侧；摄像部1固定在调节杆23上，摄像部1的摄像头正对焊缝4表面。本实施例中，滚动件24采用轴承，在摄像部1的摄像头侧方且位于调节杆23上设置有多颗补光灯25。其中，伸缩机构包括两端敞口的外筒31，外筒31内穿设有带有齿部的调节杆23，外筒31上设置有旋钮32，旋钮32下端设置的齿轮与调节杆23上的齿部相啮合；顺时针旋转旋钮32时，调节杆23靠向磁力移动机构2一侧移动，逆时针旋转旋钮32时，调节杆23向远离磁力移动机构2一侧移动。本实施例中，壳体21、调节杆23、外筒31、旋钮32均采用工程塑料制得。

采用该数据采集终端采集管道焊缝图像数据时，如图7所示，先将数据采集终端放置在焊缝4附近，并确保滚动件24位于焊缝左侧并贴靠管道3表面，磁力轮22位于焊缝右侧并贴靠管道3表面，同时尽可能确保调节杆23与管道轴线基本平行；然后开启磁力移动机构2和摄像部1，同时按下摄像部1的图像拍摄键（包括全景拍摄键和单图拍摄键），此时磁力移动机构2就会沿着焊缝环向移动，同时拍摄焊缝图片，拍摄焊缝图片自动存储并传输至计算机控制系统或云平台。使用时，每条焊缝焊接完成并在管道焊缝周围写上管线号、焊缝编号（焊缝号）、焊工号、焊接日期等焊缝标识后，由焊接人员/普工/技术人员使用该数据采集终端进行焊缝全景图拍摄。本发明中，数据采集终端涉及的电源模块、数据发送模块等必要结构属于计算机领域的常规技术，本方案不做赘述。

该数据采集终端的摄像部1、磁力移动机构2的控制部件均连接数据采集终端自身的控制器，该控制器主要用于控制磁力移动机构2和摄像部1开启、关闭，控制磁力移动机构2行走，控制拍摄图像、暂存图像并发送图像数据至控制器与计算机控制系统/云平台；该控制器与计算机控制系统/云平台通讯连接，计算机控制系统/云平台的存储器上存储有可在处理器上运行的程序，处理器执行程序时实现以下步骤/功能：

S1，获取数据采集终端反馈的图像数据（具体在管道3上进行数据采集的起始位置，先控制磁力移动机构2和摄像部1开启，然后控制磁力移动机构2沿着管道3匀速前行，同时对焊缝4进行拍摄，当磁力移动机构2完成一个圆周运动时，自动存储拍摄的焊缝全景图并传输至计算机控制系统/云平台），计算机控制系统/云平台将拍摄的焊缝全景图像及其标识进行处理后作为标准数据进行存储，所有管道3上的标准数据（焊缝全景图像及其标识）共同构成数据库，假如一个项目有五千条需要拍摄的焊缝，那么就由处理后的这五千条焊缝的全景图构成数据库；

S2，在管道3上的任意位置，采集焊缝4的局部图像（拍摄一条焊缝的单张图像），将所得局部图像进行处理后与数据库中的标准数据进行匹配；本步骤中采集焊缝4的局部图像是在需要时（如焊缝质量检测前识别焊缝标识，管道安装过程中识别管道节段，后期施工过程中在管道上补入焊缝标识……）进行采集；

S3，根据匹配结果输出局部图像所属焊缝对应的标识。

本实施例中三维可视化管理系统的构建方法，步骤如下：

步骤1，在虚拟场景中构建管道设计模型，管道设计模型可以由设计院/设计公司提供，也可以由专业的第三方管道建模公司提供；

步骤2，剔除管道设计模型中的非管道数据，并对管道模型进行分切，分切点包括所有管线模型的连接部位，每个分切点（法兰连接部位除外）植入初始焊缝标识，分切后的管段模型、管件模型在其设计位置正下方按照顺序排列；由于管道工程施工过程中最关键的工序在于管道焊接，因而可以将安装管道的支架、钢结构等非管道数据剔除，只保留管道数据（与管道直接相连的设备属于可以视为管道的一部分，可以保留）；在管道设计模型中，所有管道都有设计标高，其位置为理论上的安装位置；在本步骤中，将管道设计模型中的管道分切，每个分切点植入初始焊缝标识（此工序相当于对焊缝进行编号），管段模型、管件模型移动到其设计位置（设计标高位置）正下方按照顺序排列，类似于将管段模型、管件模型放置到地面上，如图8所示；

步骤3，在施工阶段，从施工现场实时获取的焊缝全景图像，该焊缝全景图像为线性焊缝图像，焊缝全景图像中含有焊缝标识信息，并将所得焊缝全景图像传输至计算机控制系统/云平台进行处理；以某焊缝（规格为DN275mm，初始焊缝标识为W3）为例，焊工在焊接万该焊缝并冷却后，会在焊缝附近的管壁上用记号笔做好焊缝标识；随后可以由施工技术员或者焊工采用数据采集终端对焊缝进行拍照，具体是在该焊缝对应的管道3上进行数据采集的起始位置，先控制磁力移动机构2和摄像部1开启，然后控制磁力移动机构2沿着管道3匀速前行，同时对焊缝4进行拍摄，当磁力移动机构2完成一个圆周运动时，自动存储拍摄的焊缝全景图并传输至计算机控制系统/云平台，所得焊缝全景图如图1所示，图像中包含有管线号、焊工号、焊缝号（W3）和日期信息，实质上是获得了一张线性焊缝图像，也即是焊缝的展开图；

步骤4，将所得焊缝全景图像进行修整后生成焊缝模型，同时将焊缝全景图像及其标识存入数据库，焊缝模型呈圆环形，焊缝模型直径为焊缝全景图像长度除以3.14，然后将所得焊缝模型植入到相应的模型连接部位；由于拍摄的焊缝全景图像是二维图，它是实际焊缝尺寸的缩小版，因而需要对焊缝全景图像进行修整，将焊缝全景图像调成实际尺寸大小，即焊缝全景图像长度调成L=275*3.14=863.5mm，宽度也做相应调整，在提取焊缝标识后剪裁掉焊缝周围的其它区域，随后，再将修整后的焊缝全景图像卷成直径为275mm（863.5mm/3.14=275mm）的圆环形模型，即将修整后的焊缝全景图像生成焊缝模型，此时的焊缝模型就与实际焊缝一致；最后将该焊缝模型植入到初始焊缝标识的对应位置；

步骤5，将植入焊缝模型后的管段模型和/或管件模型提升至设计位置；

在施工前，由于虚拟场景中的管段模型、管件模型位于其设计位置正下方按照顺序排列的，当焊缝W3施工完成后，实际场景中通过焊缝W3相连的两个相邻管段就连接在了一起，此时就可以把虚拟场景中对应的连接在一起管段模型提升至设计位置，如图9所示，即在虚拟场景中完成了相应的管道模型施工，以此定义为该管段模型施工与实际场景中的管道施工同步进行，此时的焊缝模型及其连接的管段模型也就是实际施工过程中的数字孪生体；

步骤6，在焊缝质量检测前，采集焊缝的局部图像（在管道3上的任意位置，采集焊缝4的局部图像，即拍摄一条焊缝的单张图像），并将所得局部图像进行处理后与数据库中的标准数据进行匹配，根据匹配结果输出局部图像所属焊缝对应的焊缝标识；例如，在焊缝进行X射线探伤时（一般是晚上进行探伤），使用数据采集装置先拍摄到一条焊缝的单张图像如图3所示，然后将这张图像与数据库中所有焊缝全景图像进行比对/匹配，比对结果/匹配结果显示，该单张图像刚好与图1中焊缝全景图像中的虚线区域焊缝相吻合，那么此时即可判定该单张图像中的焊缝节段属于焊缝W3，其对应的焊缝标识也就是焊缝W3的全景焊缝图像中记录的焊缝标识，随后即可开始探伤作业；

在焊缝质量检测后，采集焊缝的透射图像，透射图像中包含焊缝标识信息和检测信息，并将焊缝透射图像植入到所属焊缝的焊缝模型处，并显示检测标记；点击检测标记后，焊缝透射图像与其对应的焊缝全景图像并排布置、显示；

如果出现焊缝质量不合格的情况，则需要告知施工技术人员，施工技术人员会联系焊工对缺陷焊缝进行返修，则针对返修焊缝重新进行步骤3、步骤4和步骤6，且删除缺陷焊缝的焊缝模型；

步骤7，管道施工结束后，按照各焊缝的焊接时间先后顺序生成所有管线模型的搭建过程播放文件，根据需求播放管线模型的搭建过程；

步骤8，在虚拟场景中的管线模型中构建试压系统，该试压系统与实际试压系统一一对应；在现场试压阶段，各管线的试压结果信息同步并植入到管线模型中。

通过将管道工程建设过程中的关键工序同步到虚拟场景中，形成基于数字孪生的三维可视化管理系统，能够更简单、直观的满足施工监管要求，同时具有系统成本和实施成本低、操作简单的优势；更关键地是，采用该方案还能够大幅减轻焊缝质量检测人员的劳动强度（焊缝质量检测人员配置一台相关的数据采集终端，在进行焊缝质量检测前只需要将数据采集终端放置在管道焊缝附近并采集一段焊缝图像，然后直接读取设备输出的焊缝标识，可以将焊缝质量检测人员查看一条焊缝的焊缝标识时间缩短到三十秒内，并为之省去了通过翻转管道或转移照明设施来查看焊缝标识的繁琐工序），能够减少管道施工技术人员的工作量（无需花大量时间去记录焊接进度），同时便于工程监理单位高效、准确地、实时地监管工程质量。本方案巧妙地采用了“获取真实线性焊缝图像—处理真实焊缝—还原真实焊缝”这一技术思路，在工程验收阶段，相关人员可以通过在虚拟场景中播放各管线模型的搭建过程，能够清楚、直观地查验每一道真实焊缝的焊接信息和探伤信息，能够将真实焊缝外观和X射线探伤片子直接进行核对。该系统可以作为焊缝质量检测人员（探伤公司人员）、工程监理人员、管道工程施工人员（建设单位人员）和业主管理人员的共用办公软件/系统，能够真正实现多方同步/协同监管，非常方便。

Claims (8)

1.一种基于数字孪生的三维可视化管理系统，包括可视化虚拟场景，其特征在于：虚拟场景中设有由管段模型、管件模型构成的多条管线模型，由所有管线模型共同构成管道孪生体；管道施工前，虚拟场景中的所有管段模型和管件模型是由管道设计模型分切而成且按照顺序排列，各个模型和相邻模型连接部位都有唯一编号；还包括焊缝全景图像植入模块，在施工阶段用于将从施工现场实时获取的焊缝全景图像生成焊缝模型后植入到相应的模型连接部位；所述焊缝全景图像是通过数据采集终端拍摄或扫描的带有焊缝标识的线性焊缝图像，线性焊缝图像长度为相应模型连接部位直径的3.14倍；

获取焊缝全景图像的数据采集终端包括摄像部（1），摄像部（1）安装在磁力移动机构（2）上，磁力移动机构（2）能够附着在圆筒形工件（3）上并沿着圆筒形工件（3）的环形被测区（4）作周向运动；当磁力移动机构（2）完成一个圆周运动时，摄像部（1）能够采集到环形被测区（4）的全景图像数据；当磁力移动机构（2）附着在圆筒形工件（3）上未移动或者未作全周运动时，摄像部（1）能够采集到环形被测区（4）的局部图像数据；其中，磁力移动机构（2）包括壳体（21），在壳体（21）内部设置有驱动装置及其控制部件，在壳体（21）下部设置有磁力轮（22），磁力轮（22）用于附着在圆筒形工件（3）上；在壳体（21）顶部设置有伸缩机构，伸缩机构的调节杆（23）能够横向伸缩，调节杆（23）与磁力轮（22）轴线平行，在调节杆（23）前端设置有滚动件（24），滚动件（24）用于贴靠在圆筒形工件（3）表面，滚动件（24）轴线与磁力轮（22）轴线平行，滚动件（24）与磁力轮（22）位于环形被测区（4）两侧；摄像部（1）固定在调节杆（23）上，摄像部（1）的摄像头正对环形被测区（4）表面；其中，伸缩机构包括两端敞口的外筒（31），外筒（31）内穿设有带有齿部的调节杆（23），外筒（31）上设置有旋钮（32），旋钮（32）下端设置的齿轮与调节杆（23）上的齿部相啮合；顺时针旋转旋钮（32）时，调节杆（23）靠向磁力移动机构（2）一侧移动，逆时针旋转旋钮（32）时，调节杆（23）向远离磁力移动机构（2）一侧移动。

2.根据权利要求1所述的三维可视化管理系统，其特征在于：还包括播放模块，施工结束后，用于按照各焊缝的焊接时间先后顺序播放所有管线模型的搭建过程。

3.根据权利要求1-2任一项所述的三维可视化管理系统，其特征在于：还包括焊缝检测结果信息植入和展示模块，用于将获取的焊缝透射图像植入到相应焊缝模型处并能够显示。

4.根据权利要求3所述的三维可视化管理系统，其特征在于：还包括焊缝识别模块，用于将获取的焊缝局部图像与数据库中的焊缝全景图像进行比对，并根据比对结果输出相应的焊缝标识。

5.一种如权利要求1-4任一项所述三维可视化管理系统的构建方法，其特征在于，步骤如下：

步骤1，在虚拟场景中构建管道设计模型；

步骤2，剔除管道设计模型中的非管道数据，并对管道模型进行分切，分切点包括所有管线模型的连接部位，每个分切点植入初始焊缝标识，分切后的管段模型、管件模型在其设计位置正下方按照顺序排列；

步骤3，在施工阶段，从施工现场实时获取的焊缝全景图像，该焊缝全景图像为线性焊缝图像，焊缝全景图像中含有焊缝标识信息，并将所得焊缝全景图像传输至计算机控制系统/云平台；

步骤4，将所得焊缝全景图像进行修整后生成焊缝模型，同时存入数据库，焊缝模型呈圆环形，焊缝模型直径为焊缝全景图像长度除以3.14，然后将所得焊缝模型植入到相应的模型连接部位；

步骤5，将植入焊缝模型后的管段模型和/或管件模型提升至设计位置；

步骤6，在焊缝质量检测前，采集焊缝的局部图像，并将所得局部图像进行处理后与数据库中的标准数据进行匹配，根据匹配结果输出局部图像所属焊缝对应的焊缝标识；在焊缝质量检测后，采集焊缝的透射图像，透射图像中包含焊缝标识信息和检测信息，并将焊缝透射图像植入到所属焊缝的焊缝模型处，并显示检测标记；

步骤7，管道施工结束后，按照各焊缝的焊接时间先后顺序生成所有管线模型的搭建过程播放文件，根据需求播放管线模型的搭建过程。

6.根据权利要求5所述的构建方法，其特征在于：若出现焊缝质量不合格的情况，则针对返修焊缝重新进行步骤3、步骤4和步骤6，且删除缺陷焊缝的焊缝模型。

7.根据权利要求6所述的构建方法，其特征在于：点击检测标记后，焊缝透射图像与其对应的焊缝全景图像并排布置、显示。

8.根据权利要求7所述的构建方法，其特征在于：还包括步骤8，在虚拟场景中的管线模型中构建试压系统，该试压系统与实际试压系统一一对应；在现场试压阶段，各管线的试压结果信息同步并植入到管线模型中。