[发明专利]基于云计算的变电设备三维模型计算机生成方法

说明书

技术领域

本发明涉及一种变电站一、二次设备、构筑物的三维建模、处理方法，特别是一种基于云计算的变电设备三维模型计算机生成方法，所生成的三维模型用于设计、服务等方面的模型展示。

背景技术

现有技术中，基于设备精细化管理的要求，电网中变电工程中需要提供变电设备的三维模型，该三维模型的生成都是直接利用发电工程类似的三维设计及输出模式，这种方式需要极为专业的软件和相对应的专业计算机设备，因为三维模型的生成过程中需要处理海量的数据以及庞大的计算量，因此生成三维模型的过程专业性强、程序复杂，费时多、成本高（设备成本等）。

上述的三维模型仅在具有三维模型专业生成条件的情况下新增变电站的模型展示应用，随着电网工程对三维模型的需求越来越多，无论是技术上、电网的各种数据服务还是用于生产管理都需要用到三维模型，然而，现有新增的变电站数量少，而已建成的变电站大多没有即成的三维模型，如果采用上述的三维模型生成方法对已建成的变电站进行三维建模，则由于其专业性强、费时多、成本高难以为用户所接受，因此没有实用性。

发明内容

本发明的目的在于根据现有技术的不足之处而提供一种通用的、简单、快速、成本低廉、实用性高的基于云计算的变电设备三维模型计算机生成方法。

本发明的目的是通过以下途径来实现的：

基于云计算的变电设备三维模型计算机生成方法，其要点在于，包括如下步骤：

提供存储有电网工程标识系统编码规则数据的存储装置；

提供立体激光扫描设备，该设备扫描已建成变电站设备的外部轮廓、接口部分和关键部件，获得三组三维云数据，

将获得的三维云数据与存储装置中的电网工程标识系统编码规则进行关联链接；

提供数据处理装置，该数据处理装置中设置有各种数据处理程序，并根据数据处理程序对所获得的三组三维云数据进行如下处理：

先采用离散型方差计算程序去除每组三维云数据的边界噪音，将完全独立的、或者超过主图形中心平均距离1个标准方差的数据剔除；

再通过虚拟力计算程序将每组数据中的均匀分布数据剔除，保留边缘距离数据，获取数据中各边缘的关键点、线数据；

对外部轮廓的三维云数据采用二次曲面计算程序求解模型；

对接口部分的三维云数据采用标定物计算程序求解模型；

对关键部件采用三角网络计算程序求解模型；

提供云计算服务器，将上述求解模型输入云计算服务器，云计算服务器通过曲面拟合计算程序对上述求解模型进行拟合，生成初步的三维模型，

云计算服务器通过数据分类计算程序和数据分层计算程序对初步三维模型数据进行平滑处理、数据分类和数据分层；

将最后获得的三维模型存储到存储装置中，并保持与电网工程标识系统编码规则的关联链接。

这是一种采用三维重构方法进行的三维建模。云计算是一种新的计算模式，它将原本分散的资源聚集起来，主要是各种不同的计算程序，再以服务的形式提供给用户，其能够提供庞大的、海量的计算服务，以发挥其高可靠性、廉价性和通用性的特点。

本发明是一种基于三维重构的技术方案，首先通过激光扫描法获得原始数据，然后通过一系列的计算程序对原始数据进行处理，并在尽可能的减少数据量，最后将处理后的数据和模型送入云计算服务器进行最后的海量计算，获得最后的三维模型。这样，在充分利用云计算的优势，解决了重构三维建模和三维数据复杂的计算，以及三维动态展示对专业化软硬件的依赖问题，使得变电设备的三维模型的生成能够以一种通用的、简单的、快速的、成本低廉、实用性高的方式来实现，减轻了建模难度，保证变电设备能在瘦客户端模式下运行。

本发明可以进一步具体为：

提供一种三维模型检测系统，包括有曲面特征分析模块、模型关键数据提取模块、几何形态检测单元、装配约束条件检测单元和三维数据检索数据库，

三维数据检索数据库中存储有变电设备中各种外部轮廓、接口部分和关键部件三类模型的基本要素数据和扩展要素数据，其中，基本要素数据是指变电设备具体的电气和空间特征数据，扩展要素数据是指设备运行状态和维护关联数据，

几何形态检测单元将三维模型数据传送给云计算服务器，在云计算服务器中，模型关键数据提取模块从存储装置中提取三类模型数据，通过曲面特征分析模块对三类模型的几何形状进行10倍的缩放，并与云计算服务器中已有的匹配数据进行比较，寻找是否存在相似的匹配，并对各端点与中心点距离、各边缘线长度和各面的数据匹配度计算；