[发明专利]一种电力设备多源异构数据三维可视化方法

说明书

本发明公开了一种电力设备多源异构数据三维可视化方法，包括，通过相机与设备空间位置，重建设备三维网格模型；利用多波段图像的空间关联关系进行数据的配准与变换；利用纹理映射方法与设备三维网格模型将变换后的异源和同源数据进行三维可视化，本发明利用三维重建方法从设备可见光图像中恢复出设备所处的空间位置和设备三维网格模型，使用同源、异源图像配准方法分别建立同源、异源状态数据之间的空间关联关系，选取最优匹配数据，为设备三维网格模型赋予已配准的多源异构数据可视化纹理，完成设备状态数据的三维可视化，该方法提升了设备状态评估效率、监测数据处理效率、监测数据直观性与整体性以及设备状态仿真结果的可靠性。

技术领域

本发明涉及的三维可视化技术领域，尤其涉及一种电力设备多源异构数据三维可视化方法。

背景技术

近年来，随着国家数字经济发展战略的提出，电网运行逐渐向数字化和智能化建设方向转变，数字孪生作为电网数字化和智能化建设过程中的关键技术，以多源传感器为硬件基础，结合人工智能、虚拟现实和物联网等先进技术，致力于实现电网的全方位状态感知和长期安全稳定运行。

在设备层面，应用数字孪生技术可对电力设备状态进行智能监测、故障预警与诊断，例如将设备真实状态映射到数字孪生模型后，可利用数字模型进行仿真计算与数据分析，给出设备状态的预测或评估结果并进行三维可视化，然而，对设备状态监测产生的可见光、红外、紫外和音频等多源异构数据量大，人工进行实体与虚拟模型的数据映射费时费力、效率低。

发明内容

本部分的目的在于概述本发明的实施例的一些方面以及简要介绍一些较佳实施例。在本部分以及本申请的说明书摘要和发明名称中可能会做些简化或省略以避免使本部分、说明书摘要和发明名称的目的模糊，而这种简化或省略不能用于限制本发明的范围。

鉴于上述现有存在的问题，提出了本发明一种电力设备多源异构数据三维可视化方法。

因此，本发明解决的技术问题是：实体与虚拟模型的数据映射费时费力、效率低。

为解决上述技术问题，本发明提供如下技术方案：一种电力设备多源异构数据三维可视化方法，包括，

通过可见光相机拍摄的电力设备多视角图片，重建设备三维网格模型；

利用多波段图像的空间关联关系进行数据的配准与变换；

利用纹理映射方法与设备三维网格模型将变换后的异源和同源数据进行三维可视化。

作为本发明所述的电力设备多源异构数据三维可视化方法的一种优选方案，其中：所述通过可见光相机拍摄的电力设备多视角图片，重建设备三维网格模型包括：

利用单目可见光三维重建技术从可见光图像序列中自动匹配图像，并计算出相机拍摄位姿以及设备空间位置，重建设备三维网格模型，所述设备三维网格模型为设备状态数据三维可视化的模型基础。

作为本发明所述的电力设备多源异构数据三维可视化方法的一种优选方案，其中：所述计算出相机拍摄位姿以及设备空间位置包括：

对输入的可见光图像序列进行特征匹配；

求解相机位姿并进行调整优化，恢复相机的拍摄位置和设备稀疏点云模型；

将求解得到的相机位姿作为输入图像并对其进行进一步的遍历匹配，以获取图像匹配点，进而恢复出场景的稠密点云、表面网格以及纹理模型。

作为本发明所述的电力设备多源异构数据三维可视化方法的一种优选方案，其中：所述将求解得到的相机位姿作为输入并对其进行进一步的遍历匹配，以获取图像匹配点包括：

采用RANSAC方法对输入图像序列的每组特征点进行遍历匹配，得到输入图像之间的二维匹配点关系，通过相机之间的旋转平移矩阵以及三角测量结果得到二维特征点的三维深度和空间坐标，以确定三维空间点。