[发明专利]一种适用于VR/AR的变电站运行环境的三维模型构建方法

权利要求书

1.一种适用于VR/AR的变电站运行环境的三维模型构建方法，其特征在于，包括以下步骤：

S1：利用激光测距的原理，通过记录被测物体表面大量的密集点的三维坐标、反射率和纹理信息，快速采集大场景的三维模型及线、面、体各种图件数据；

S2：利用检效过的单反相机来采集原始影像数据，利用激光点云处理软件及摄影测量软件快速还原设备、杆塔及线路真实场景及模型；

S3：简化三角网数据，降低模型面数，达到优化模型的目的，基于local-global思想，在不改变结点的相互连结方式下，调整结点的位置为最优，从而整体上改善图像网格的均匀度；

S4：利用U3D或UE4引擎完成变电设备及周边环境场景真实还原、根据实际设备进行材质编辑、完成现实灯光渲染以及场景烘焙；

S5：利用U3D或UE4引擎完成热点交互工作，真实反应的变电设备运行状态分析及可视化系统适合电力用户的操作习惯、能适应线路运行维护、综合分析、状态评价工作的实际状况；

S6：建立基于虚拟现实虚拟场景展示方式，采用HTML5网页端或者客户端的方式利用PC以及VR眼镜方式展示数据和系统应用；

S7：根据线路故障现象，建立故障常见类型库，并结合虚拟场景完成线路故障预演、故障分析及处理模拟系统，完成对三维模型的构建。

2.根据权利要求1所述的一种适用于VR/AR的变电站运行环境的三维模型构建方法，其特征在于，所述S1中，以激光器作为光源测量被测物体表面特征点的位置信息，并进行图像匹配。

3.根据权利要求1所述的一种适用于VR/AR的变电站运行环境的三维模型构建方法，其特征在于，所述S2中，激光点云处理软件可以采用激光雷达点云处理软件，摄影测量软件可以采用Virzoto、DPGrid、Helava或PixelFactory。

4.根据权利要求1所述的一种适用于VR/AR的变电站运行环境的三维模型构建方法，其特征在于，所述S3中，图像网格均匀度改善过程中设置约束控制，控制优化区域，改善图像特征网格的质量，减低GPU模型运算压力。

5.根据权利要求1所述的一种适用于VR/AR的变电站运行环境的三维模型构建方法，其特征在于，所述S3中，在图像网格均匀度改善后，提取并匹配图像特征网格点，从多个视点的图像中检测足量待匹配SIFT特征点，确定特征点的位置和尺度。

6.根据权利要求5所述的一种适用于VR/AR的变电站运行环境的三维模型构建方法，其特征在于，对确定的特征候选点周围数据的拟合来求得精确的位置、尺度和曲率比，抛弃邻域对比度较低或者在边缘上的候选点。

7.根据权利要求5所述的一种适用于VR/AR的变电站运行环境的三维模型构建方法，其特征在于，在提取并匹配图像特征网格点后，对三维模型中已提取的匹配特征点使用改进的RANSAC精细化算法去除噪声点。

8.根据权利要求5所述的一种适用于VR/AR的变电站运行环境的三维模型构建方法，其特征在于，用尺度空间函数在所有的尺度中搜索稳定的特征，尺度空间函数表示为：

9.根据权利要求8所述的一种适用于VR/AR的变电站运行环境的三维模型构建方法，其特征在于，符号代表卷积运算，高斯核G(x，y，σ)为：

10.根据权利要求9所述的一种适用于VR/AR的变电站运行环境的三维模型构建方法，其特征在于，图像I(x,y)的尺度空间函数L(x,y,σ)包含尺度变量的高斯核G(x,y,σ)与图像I(x,y)的卷积，即：