本發(fā)明涉及變電站，具體地涉及一種數(shù)字孿生變電站的三維模型建模方法、系統(tǒng)和處理器。

背景技術(shù)：

1、巡檢質(zhì)量與變電站安全生產(chǎn)密切相關(guān)，當(dāng)前變電站巡檢方式正向智能化和少人化(無(wú)人化)方向發(fā)展。傳統(tǒng)的基于人工方式的變電站巡檢存在勞動(dòng)強(qiáng)度大、效率低下、難以應(yīng)對(duì)惡劣自然環(huán)境等不足。當(dāng)前的變電站設(shè)備管理方面在通過數(shù)據(jù)顯示的方式顯示變電站的各個(gè)設(shè)備的運(yùn)行情況時(shí)還可以建立數(shù)字孿生變電站，以在變電站中的設(shè)備出現(xiàn)故障時(shí)，在復(fù)雜的變電站環(huán)境中尋找精準(zhǔn)的尋找對(duì)應(yīng)的設(shè)備。但是現(xiàn)有的變電站三維建模方法得到的孿生變電站的模型不夠精準(zhǔn)。

技術(shù)實(shí)現(xiàn)思路

1、本發(fā)明實(shí)施例的目的是提供一種數(shù)字孿生變電站的三維模型建模方法、系統(tǒng)和處理器，該三維模型建模方法可以準(zhǔn)確的構(gòu)建變電站的三維模型。

2、為了實(shí)現(xiàn)上述目的，本發(fā)明實(shí)施例提供一種數(shù)字孿生變電站的三維模型建模方法，所述三維模型建模方法包括：

3、獲取關(guān)于真實(shí)變電站的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

4、對(duì)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；

5、根據(jù)預(yù)處理后的所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)在虛擬場(chǎng)景中構(gòu)建與所述真實(shí)變電站的場(chǎng)景1:1的虛擬模型；

6、獲取所述真實(shí)變電站中的各個(gè)設(shè)備的三維點(diǎn)云；

7、將所述真實(shí)變電站中的各個(gè)設(shè)備的三維點(diǎn)云匹配到所述虛擬模型中，以得到精細(xì)三維變電站模型。

8、可選的，通過三維激光雷達(dá)獲取關(guān)于真實(shí)變電站的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

9、可選的，對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的預(yù)處理包括噪聲去除。

10、可選的，根據(jù)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)在虛擬場(chǎng)景中構(gòu)建與所述真實(shí)變電站的場(chǎng)景1:1的虛擬模型包括：

11、獲取關(guān)于所述真實(shí)變電站的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

12、對(duì)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行區(qū)間劃分；

13、根據(jù)劃分的區(qū)間，計(jì)算每個(gè)區(qū)間內(nèi)的點(diǎn)云的高度；

14、根據(jù)每個(gè)所述區(qū)間內(nèi)的點(diǎn)云的高度獲取在所述區(qū)間內(nèi)的點(diǎn)云的平均高度；

15、篩選平均高度大于預(yù)設(shè)閾值的區(qū)間的點(diǎn)云為設(shè)備點(diǎn)云；

16、篩選平均高度小于預(yù)設(shè)閾值的區(qū)間的點(diǎn)云為地面點(diǎn)云；

17、對(duì)所述地面點(diǎn)云進(jìn)行抽稀；

18、根據(jù)抽稀后的所述地面點(diǎn)云和設(shè)備點(diǎn)云構(gòu)建虛擬模型。

19、可選的，將所述真實(shí)變電站中的各個(gè)設(shè)備的三維點(diǎn)云匹配到所述虛擬模型中，以得到精細(xì)三維變電站模型包括：

20、獲取所述虛擬模型中的設(shè)備點(diǎn)云和真實(shí)變電站中的各個(gè)設(shè)備的三維點(diǎn)云；

21、對(duì)所述設(shè)備點(diǎn)云和各個(gè)設(shè)備的三維點(diǎn)云進(jìn)行特征提取以得到第一設(shè)備特征和第二設(shè)備特征；

22、根據(jù)最近鄰匹配算法將第一設(shè)備特征和第二設(shè)備特征進(jìn)行匹配；

23、根據(jù)特征匹配的結(jié)果，估計(jì)初始的變換矩陣，所述設(shè)備的三維點(diǎn)云根據(jù)初始變換矩陣能夠與所述設(shè)備點(diǎn)云對(duì)齊；

24、使用迭代最近點(diǎn)匹配算法，以不斷迭所述變換矩陣，以使得設(shè)備的三維點(diǎn)云能夠與所述設(shè)備點(diǎn)云更好的對(duì)齊；

25、根據(jù)對(duì)齊后的所述設(shè)備點(diǎn)云和各個(gè)設(shè)備的三維點(diǎn)云的交集得到最終設(shè)備點(diǎn)云；

26、根據(jù)最終設(shè)備點(diǎn)云和地面點(diǎn)云構(gòu)建得到精細(xì)三維變電站模型。

27、可選的，將所述真實(shí)變電站中的各個(gè)設(shè)備的三維點(diǎn)云匹配到所述虛擬模型中，以得到精細(xì)三維變電站模型包括：

28、獲取所述精細(xì)變電站模型的設(shè)備模型語(yǔ)義圖像；

29、對(duì)所述精細(xì)變電站的設(shè)備模型的語(yǔ)義圖像賦予不同的語(yǔ)義顏色；

30、根據(jù)不同的語(yǔ)義顏色生成與真實(shí)變電站對(duì)應(yīng)的虛擬場(chǎng)景圖像。

31、另一方面，本發(fā)明還提供一種數(shù)字孿生變電站的三維模型建模系統(tǒng)，所述三維模型建模系統(tǒng)包括：

32、采集單元，用于通過三維激光雷達(dá)獲取關(guān)于真實(shí)變電站的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；

33、運(yùn)算單元，接受所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)以執(zhí)行如上述所述的一種數(shù)字孿生變電站的三維模型建模方法。

34、再一方面，本發(fā)明還提供一種處理器，用于運(yùn)行程序，其中，所述程序被運(yùn)行時(shí)用于執(zhí)行如上述所述的一種數(shù)字孿生變電站的三維模型建模方法。

35、通過上述技術(shù)方案，本發(fā)明提供的一種數(shù)字孿生變電站的三維模型建模方法、系統(tǒng)和處理器通過獲取真實(shí)變電站的點(diǎn)云數(shù)據(jù)，然后對(duì)獲取到的點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理。在預(yù)處理后，可以根據(jù)點(diǎn)云數(shù)據(jù)在虛擬場(chǎng)景中構(gòu)建與真實(shí)變電站的場(chǎng)景1:1的虛擬模型。在構(gòu)建虛擬模型后，可以重新獲取關(guān)于真實(shí)變電站中的各個(gè)設(shè)備的詳細(xì)的三維點(diǎn)云。在得到詳細(xì)的三維點(diǎn)云后，可以將真實(shí)變電站中的各個(gè)設(shè)備的詳細(xì)的三維點(diǎn)云匹配到虛擬模型中，從而可以構(gòu)建精細(xì)三維變電站模型。該方法可以精準(zhǔn)的構(gòu)建關(guān)于變電站的虛擬模型。

36、本發(fā)明實(shí)施例的其它特征和優(yōu)點(diǎn)將在隨后的具體實(shí)施方式部分予以詳細(xì)說明。

技術(shù)特征：

1.一種數(shù)字孿生變電站的三維模型建模方法，其特征在于，所述三維模型建模方法包括：

2.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維模型建模方法，其特征在于，通過三維激光雷達(dá)獲取關(guān)于真實(shí)變電站的點(diǎn)云數(shù)據(jù)。

3.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維模型建模方法，其特征在于，對(duì)點(diǎn)云數(shù)據(jù)的預(yù)處理包括噪聲去除。

4.根據(jù)權(quán)利要求1所述的三維模型建模方法，其特征在于，根據(jù)預(yù)處理后的所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)在虛擬場(chǎng)景中構(gòu)建與所述真實(shí)變電站的場(chǎng)景1:1的虛擬模型包括：

5.根據(jù)權(quán)利要求4所述的三維模型建模方法，其特征在于，將所述真實(shí)變電站中的各個(gè)設(shè)備的三維點(diǎn)云匹配到所述虛擬模型中，以得到精細(xì)三維變電站模型包括：

6.根據(jù)權(quán)利要求5所述的三維模型建模方法，其特征在于，將所述真實(shí)變電站中的各個(gè)設(shè)備的三維點(diǎn)云匹配到所述虛擬模型中，以得到精細(xì)三維變電站模型包括：

7.一種數(shù)字孿生變電站的三維模型建模系統(tǒng)，其特征在于，所述三維模型建模系統(tǒng)包括：

8.一種處理器，其特征在于，用于運(yùn)行程序，其中，所述程序被運(yùn)行時(shí)用于執(zhí)行如權(quán)利要求1-6任一項(xiàng)所述的一種數(shù)字孿生變電站的三維模型建模方法。

技術(shù)總結(jié)
本發(fā)明實(shí)施例提供一種數(shù)字孿生變電站的三維模型建模方法、系統(tǒng)和處理器，屬于變電站技術(shù)領(lǐng)域。所述三維模型建模方法包括：獲取關(guān)于真實(shí)變電站的點(diǎn)云數(shù)據(jù)；對(duì)所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)進(jìn)行預(yù)處理；根據(jù)預(yù)處理后的所述點(diǎn)云數(shù)據(jù)在虛擬場(chǎng)景中構(gòu)建與所述真實(shí)變電站的場(chǎng)景1:1的虛擬模型；獲取所述真實(shí)變電站中的各個(gè)設(shè)備的三維點(diǎn)云；將所述真實(shí)變電站中的各個(gè)設(shè)備的三維點(diǎn)云匹配到所述虛擬模型中，以得到精細(xì)三維變電站模型。該三維模型建模方法可以準(zhǔn)確的構(gòu)建變電站的三維模型。

技術(shù)研發(fā)人員：郭龍剛,黃道均,劉維民,董翔宇,夏熠,魏南,陳知豐,汪曉,吳翔,張貴富,汪運(yùn),吳紹云,柴宏博,燕亭
受保護(hù)的技術(shù)使用者：國(guó)網(wǎng)安徽省電力有限公司超高壓分公司
技術(shù)研發(fā)日：
技術(shù)公布日：2024/12/10