[发明专利]基于点云数据对变电站母线进行建模的方法

说明书

本发明公开了一种基于点云数据对变电站母线进行建模的方法，其包括步骤：(1)采用多次扫描的方式采集变电站母线的点云数据；(2)将多次扫描获得的变电站母线的点云数据进行拼接；(3)对点云数据进行消噪处理；(4)对消噪后的点云数据进行抽稀；(5)基于抽稀后的母线点云数据，提取母线的任意N个截面圆，获取各截面圆的半径和圆心；(6)基于各截面圆的半径计算出该N个截面圆的半径的平均值R，并将其作为母线的半径；基于各截面圆的圆心构建母线延伸轨迹；(7)基于母线的半径和母线延伸轨迹建立母线模型。本发明方法可准确高效地对变电站母线进行建模，为变电站三维可视化、智能化监管提供良好的基础。

技术领域

本发明涉及一种建模方法，尤其涉及一种对变电站母线进行建模的方法。

背景技术

母线是指用高导电率的材料例如铜、铝制成的用以传输电能、汇集和分配电力的产品，是电站、变电站输送电能用的总导线。通常通过母线把发电机、变压器或整流器输出的电能输送给各个用户或其他变电所。目前，变电站三维可视化、智能化监管已得到业内人士的重视，进行变电站实景三维重构是实现变电站三维可视化的基础。为实现变电站实景三维重构，需对变电站内部各种设备进行准确高效地三维重构。母线是变电站中不可缺少的组成部分，是变电站与外界连通的枢纽，对其进行高效、精准的三维模型重构具有重要意义。目前可考虑用于变电站母线模型重构的方法主要包括：

(1)基于虚拟现实建模语言的建模方法。

虚拟现实建模语言(Virtual Reality Modeling Language，VRML)不仅是一种建模语言，也是一种描绘3D场景中对象行为的场景语言。VRML通过编程语言以立方体、圆锥体、圆柱体、球体等为原始对象构造均压环、隔离开关、断路器、电压与电流互感器等电气设施及建筑模型，并给模型贴上特定材质，然后拼接这些模型以完成整个变电站的三维场景建模。VRML脚本节点(script)对应的Java语言可以利用变电站模型进行人机交互，进而实现变电站虚拟现实系统。VRML建模法虽可方便地进行人机交互，但拟合的模型由于采用立方体、圆锥体、圆柱体、球体的组合构建，必然造成变电站模型缺乏真实感，模型精度差。

(2)基于几何造型的建模方法。

几何造型建模方法依据变电站数码图片、设计图纸和厂家设施图纸，利用AutoCAD、3dMax、Maya等专业软件，按照一定比例采用立方体、圆柱体、圆锥体、圆环等建立变电站各种电气设施的三维模型，然后设置模型贴图与材质，拼接电气设施模型完成变电站三维场景建模，该建模方法获取的模型主要有三种:线框模型、表面模型与实体模型。几何造型建模法效率和直观性较好，但难以实现真实场景建模。

以上两种建模方法作为目前可用于变电站模型三维重构的常规方法，均无法实现变电站模型真实、高精度的模型重构，只能适用于一些对模型精度要求低、对真实性要求不高的场合中，无法满足变电站三维可视化运用的要求。而母线是变电站中不可缺少的组成部分，是变电站与外界连通的枢纽。高精度的母线三维模型对于未来母线的检测，例如长度、粗细、弯曲测量有着重要意义，因此需要针对母线开发高精度的建模方法。

(3)基于激光点云的建模方法。