[发明专利]一种10KV开关柜三维实景模型的建模方法

说明书

本发明涉及一种10KV开关柜三维实景模型的建模方法，包括：(1)将开关柜按照划分为多个功能区域，并将不同零部件按结构特征进行划分；(2)采集各零部件的三维激光点云数据，并同时采集开关柜各零部件的色彩信息与纹理信息；(3)对获得的三维激光点云数据进行配准处理，获得开关柜各功能区域的三维模型；(4)对各功能区域的三维模型进行模型拼接融合处理，得到整个开关柜的三维模型；(5)对所述开关柜的三维模型进行贴图渲染，得到开关柜的三维实景模型。本发明建立的三维实景模型可以立体展现设备的形状、外观、内部结构、部件间的连接配合、运行关系，解决现有培训方式效率低、质量难以保证，且耗费资源的问题。

技术领域

本发明涉及电力行业运维检修培训，具体涉及一种10KV开关柜三维实景模型的建模方法。

背景技术

经济的快速发展带来了电力公司业务的不断增长，为了满足业务需求，增加了很多新员工，尤其在运维检修领域，新进员工的比例非常高。

大量新进员工的到来填补了业务增长带来的人力缺口，一定程度上缓解了业务的压力，但运检培训系统无法在短期内适应这一情况。在培训资源有限的情况下，集中培训大批量新员工不仅效率低、质量难以保证，更是耗费了大量的资源。

为了保证运维检修工作的安全与质量，电力公司只能更多的采用在工作现场开展实地培训的方法来弥补专业培训的不足，但是电力生产现场的电气设备无法拆解教学，场地、安全等因素又极大的限制了培训的开展，且在工作中进行培训又会影响到正常工作的效率、质量甚至安全。

目前，虚拟现实技术广泛地应用于建筑设计、机械设计、教育培训、工业制造等领域。通过虚拟现实技术将运检工作中遇到的设备、场景忠实还原，可将复杂、抽象、二维的数据信息通过立体、直观和可交互的方式体现出来，非常适合应用于电力培训领域。

发明内容

本发明的目的是提供一种10KV开关柜三维实景模型的建模方法，本发明建立的三维实景模型不仅可以立体展现设备的形状、外观，还可以显示设备的内部结构、部件间的连接配合和运行关系，效果逼真，用以解决现有培训方式效率低、质量难以保证，且耗费资源的问题。

为实现上述目的，本发明的方案是：一种10KV开关柜三维实景模型的建模方法，所述建模方法包括：

(1)将所述开关柜按照空间结构划分为多个功能区域，并将各功能区域的不同零部件按结构特征进行划分；

(2)分别采集各零部件的三维激光点云数据，并同时采集开关柜各零部件的色彩信息与纹理信息；

(3)对三维激光点云数据进行预处理，获得参考点云；

(4)分别获取开关柜各功能区域的参考点云，采用匹配算法将各功能区域的参考点云进行计算，生成三维模型；

(5)对各功能区域的三维模型进行模型拼接融合处理，得到整个开关柜的三维模型；

(6)根据开关柜各零部件的色彩信息与纹理信息，对所述开关柜的三维模型进行贴图渲染，得到开关柜的三维实景模型。

进一步地，开关柜按空间结构划分为：断路器室、母线室、电缆室和继电器仪表室。

进一步地，按结构特征划分的零部件包括：圆柱及球状类零部件、棱柱类零部件、圆环类零部件、不规则类零部件，以及绝缘子类零部件和二次电缆。

进一步地，圆柱及球状类零部件的模型构建如下：

将圆柱及球状类零部件的相关点云数据导入建模软件中，截取点云，并利用“拟合圆柱或球功能”即可得到圆柱及球状类设备的三维实景模型。

进一步地，棱柱类零部件的模型构建如下：