[发明专利]一种基于测绘与二维图像的变电站三维建模方法及系统

说明书

本发明公开一种基于测绘与二维图像的变电站三维建模方法及系统。所述方法包括：获取变电站设备的二维图像；采用K‑means算法对所述二维图像中的物体进行分割；采用快速傅里叶算法提取所述物体形状的形状特征；从形状库中检索出与所述形状特征相匹配的三维形状；将所述三维形状组合形成所述变电设备的三维模型；获取对于所述变电站设备的测绘数据，所述测绘数据至少包括所述变电站设备的实际尺寸、实际间距；根据所述测绘数据，确定各个所述三维模型之间的相对位置关系；采用各个所述三维模型建立所述变电站设备所在的变电站的三维场景模型。采用本发明的方法或系统，可以自动实现变电站三维建模，极大的降低建模成本与时间，提高效率。

技术领域

本发明涉及图形建模领域，特别是涉及一种基于测绘与二维图像的变电站三维建模方法及系统。

背景技术

当前电网规模日益扩大，变电站站内设备布局复杂化程度不断提高，建立变电站三维模型可方便新训员工熟悉变电站环境。

现有技术中，通常采用三维建模技术建立变电站的场景模型，以供新训员工熟悉变电站环境。具体的，主要有两种类型的三维建模方法：基于三维激光扫描技术的变电站三维建模方法，和基于几何造型的变电站三维建模方法。基于激光扫描技术的变电站三维建模方法，主要利用地面三维激光扫描仪获取的空间数据建立三维仿真模型。基于几何造型的变电站三维建模方法，主要依据变电站数码图片、设计图纸和厂家设备图纸，设置模型贴图与材质，拼接电气设备模型完成变电站三维场景建模。

但是，基于激光扫描技术的变电站三维建模方法，需要依靠高精度扫描获取海量点位信息，扫描数据也需要后台处理软件复杂而精确的处理，才可以转化为真实的三维设备模型，因此工作量和成本较大。基于几何造型的变电站三维建模方法，需要人工根据变电站设备图片，在软件中选取相似形状进行组合建模，无法实现自动化匹配建模。

发明内容

本发明的目的是提供一种基于测绘与二维图像的变电站三维建模方法及系统，能够在已有三维形状库的基础之上，通过对变电站设备二维照片中的不同物体进行分割，从形状库中检索出相应形状并组成设备模型，从而自动实现变电站三维建模，极大的降低建模成本与时间，提高效率。

为实现上述目的，本发明提供了如下方案：

一种基于测绘与二维图像的变电站三维建模方法，包括：

获取变电站设备的二维图像；

采用K-means算法对所述二维图像中的物体进行分割，得到分割后的物体形状；

采用快速傅里叶算法提取所述物体形状的形状特征；

从形状库中检索出与所述形状特征相匹配的三维形状；

将所述三维形状组合形成所述变电设备的三维模型；

获取对于所述变电站设备的测绘数据，所述测绘数据至少包括所述变电站设备的实际尺寸、实际间距；

根据所述测绘数据，确定各个所述三维模型之间的相对位置关系；

基于所述相对位置关系，采用各个所述三维模型建立所述变电站设备所在的变电站的三维场景模型。

可选的，所述采用K-means算法对所述二维图像中的物体进行分割，具体为：

采用K-means算法对所述二维图像中的物体所具有的相似形状进行聚类分割。

可选的，所述从形状库中检索出与所述形状特征相匹配的三维形状，具体包括：

确定所述形状库中的各个三维形状的形状特征；

将所述形状库中的各个三维形状的形状特征与物体形状的形状特征进行比对，得到比对结果；

从所述比对结果中确定与所述物体形状的相似度最高的三维形状。