[发明专利]一种基于Unity3D的圆形煤场三维智能可视化展示平台

权利要求书

1.一种基于Unity3D的圆形煤场三维智能可视化展示平台，其特征在于：3D煤场实现流程是通过综合盘煤仪扫描的点云数据和日进销煤数据，生成符合煤场实际的三维网格数据，利用Unity3D三维渲染技术生成煤场三维立体图，再根据电厂DCS系统实时存取煤数据进行修正，以提高所绘的网格图与实际煤场形状的拟合精度，同时给出煤场存煤量的体积结果，动态修改网格图形状，并利用web技术实现网络在线3D煤场实时更新；煤场三维立体虚拟展示平台采用了Flash和Unity 3D的综合技术基于B/S架构跨操作系统平台设计，展示平台系统分为元数据模型、数据库、Unity3D服务、应用层和表现层5层结构；数据库通过文件集合来对系统关键数据进行存储，在平台中分为场景数据库和业务数据库；场景数据库的元数据包括建模、材质和动作，业务数据库的元数据包括坐标和煤场参数信息；Unity 3D服务指系统的运行逻辑，包括模型的放大缩小、旋转平移、视角转换和动作触发；应用层指系统的业务逻辑，在Unity3D服务提供接口的基础上，进行场景展示业务数据操作，为表现层提供实时展示信息，在应用层通过对三维图形的剖分以及拟合，从而得到圆形煤场展开之后二维存煤轮廓图；表现层包括用户界面和特效处理，特效处理包括动画效果和模型特效。

2.根据权利要求1所述的基于Unity3D的圆形煤场三维智能可视化展示平台，其特征在于：对于电厂已有的激光盘煤仪系统，须分析其工作原理，将盘煤仪所得数据转换为常规三维坐标系；这是因为煤堆表面不规则，即使扫描步距一定，最后得到的仍是无规则的随机分布的三维散乱数据点集。

3.根据权利要求2所述的基于Unity3D的圆形煤场三维智能可视化展示平台，其特征在于：3D煤场可视化就是对无规则的随机分布的点云数据进行径向基函数法插值运算，形成曲线或曲面，并用图形表示出来。

4.根据权利要求1或2或3所述的基于Unity3D的圆形煤场三维智能可视化展示平台，其特征在于：采用Delaunay三角剖分算法对采样数据进行网格化处理，Delaunay算法能将采样数据进行合理地剖分，并连接成三角形网格，该算法能使剖分得到的所有三角形的最小内角之和最大，使任一三角形外接圆中均不包含点集中的其他点，各三角形尽可能接近于等边三角形，避免了狭长三角形的存在，从而得到三维网格；网格化是将点云的空间三维坐标点集按照相应的算法拟合成互不交叉的三角形网；采样数据网格化后，生成网格化的三维立体图，为下一步生成煤堆三维立体图做准备。

5.根据权利要求1所述的基于Unity3D的圆形煤场三维智能可视化展示平台，其特征在于：B/S结构利用了成熟的浏览器技术，结合浏览器的多种Script语言和ActiveX技术；Web可视化使在浏览器中实现在线实时查看煤场三维立体图，并提供友好的可视化交互界面，辅助煤计划生产，设计的技术包括网络实施架构，服务器后端数据处理技术，以及客户端交互技术。

6.根据权利要求1或2或3所述的基于Unity3D的圆形煤场三维智能可视化展示平台，其特征在于：为提高圆形煤场三维可视化精度，需要充分利用电厂当前可以采集的煤场存取煤数据，煤场存取煤数据包括盘煤仪数据、日存取煤量数据、人工丈量数据、皮带秤数据和视频数据。

7.根据权利要求5所述的基于Unity3D的圆形煤场三维智能可视化展示平台，其特征在于：用户与浏览器交互时，用户的操作有：

①放大：放大图形的局部，以利于观察煤堆的细节；

②缩小：缩小图形，以利于把握煤堆整体；

③旋转：以煤场中心为原点，绕Y轴和Z轴旋转，以利于从各个方向、各个角度观察煤场；

④平移：沿屏幕X方向或Y方向平行移动图像，以利于选取观察目标；

⑤归中：将图像回归于初始位置，即位于屏幕的中央，方便用户使用；

⑥消隐：提供了两种网格，立体网格和消隐后的网格，消隐后的网格更有立体感，利于观察；

⑦全场绘制：读入中间输入文件后，从菜单或工具栏选此功能后，开始动态地绘制煤堆图形；

⑧体积计算：绘制完毕后，以对话框的形式在屏幕客户区的下方提供煤场的存煤量；

⑨局部点修改：为了更好地反映煤场图像的细节，提供了局部点修改的功能，使得用户能根据现场的实际情况，灵活地修改图形。