[发明专利]一种核电站新型三维数字工厂建模方法和系统

说明书

技术领域

本发明涉及核电站技术领域和三维数字及图像处理技术领域，尤其涉及一种核电站新型三维数字工厂建模方法和系统。

背景技术

核电站是利用核裂变或核聚变反应所释放的能量产生电能的发电站。目前，商业运转中的核电站都是利用核裂变反应来发电，但核裂变过程中不可避免会产生大量的放射性污染源，尤其是涉及到大量运行、维护、检修、改造等工作的核岛厂房。鉴于上述特殊工作环境，如何减少人员辐射剂量及安全风险，并优化电厂运行、维护、检修、改造、培训等工作流程，已成为核电站急需解决的问题。

随着21世纪计算机技术飞速发展，人们已在计算机内使用一定的图形表达方式来展示物体的三维模型，从而可以在不直接接触实际物体的情况下，通过计算机屏幕对物体实现直观的认识，从而有利于各种技术工作的开展。因此，为了解决核电站上述急需问题，通过建立反映核电站实际现场环境的三维数字工厂来实现电厂的运行、维护、检修、改造等工作，从而达到整体优化工作流程、减少人员辐射剂量和安全风险的目的。

然而，发明人发现，现有核电站三维数字工厂的建模方法，仅仅只是参考照片、设计图纸等资料进行正向建模，但并不能建立与现场环境相一致的三维数字工厂模型。

发明内容

本发明实施例所要解决的技术问题在于，提供一种核电站新型三维数字工厂建模方法和系统，通过获取核电站实际现场环境数据，并结合现有的正向建模方法，构建出与现场环境相一致的三维数字工厂模型。

为了解决上述技术问题，本发明实施例提供了一种核电站新型三维数字工厂建模方法，所述方法包括：

获取三维扫描仪在核电站现场环境扫描时所用的固定坐标点及其扫描所得的点云数据，并参照所述获取到的固定坐标点以及预设的核电站整体平面布置图，对扫描所得点云数据进行拼接，且进一步对已完成拼接的点云数据依据所述预设的核电站整体平面布置图进行逆向建模，得到逆向建模后的实体三维模型；

获取所述核电站现场环境中已有的详细平面设计图，并直接对所述已有的详细平面设计图进行正向建模，得到正向建模后的实体三维模型；

将所述逆向建模后的实体三维模型和所述正向建模后的实体三维模型参照所述预设的核电站整体平面布置图进行整体拼接，得到核电站三维数字工厂模型，并进一步依据所述已完成拼接的点云数据，对所得到的核电站三维数字工厂模型进行偏差修正，得到修正后与所述核电站现场环境一致的核电站三维数字工厂模型。

其中，所述扫描所得的点云数据是由所述三维扫描仪扫描大修期间核电站整体现场环境所得或仅扫描日常工作期间核电站低辐射区的现场环境所得。

其中，所述扫描所得点云数据在拼接之前，还需通过预设的点云处理软件对所述扫描所得点云数据进行过滤和去噪预处理。

其中，所述三维扫描仪采用相位式三维激光扫描仪，采用的型号为Faro Laser Scanner Focus^3D120/X 130/X 330。

其中，所述逆向建模后的实体三维模型是通过参照所述预设的核电站整体平面布置图，在已完成拼接的点云数据中区分出厂房、房间和区域各自对应的点云数据，并采用预设的工程建模软件对每一个所述已区分出的点云数据分别进行逆向建模所得。

其中，所述核电站现场环境中已有的详细平面设计图包括核电站未扫描区域、内部和高辐射区域分别对应的详细平面设计图。

本发明实施例还提供了一种核电站新型三维数字工厂建模系统，所述系统包括：

逆向建模单元，用于获取三维扫描仪在核电站现场环境扫描时所用的固定坐标点及其扫描所得的点云数据，并参照所述获取到的固定坐标点以及预设的核电站整体平面布置图，对扫描所得点云数据进行拼接，且进一步对已完成拼接的点云数据依据所述预设的核电站整体平面布置图进行逆向建模，得到逆向建模后的实体三维模型；

正向建模单元，用于获取所述核电站现场环境中已有的详细平面设计图，并直接对所述已有的详细平面设计图进行正向建模，得到正向建模后的实体三维模型；

整体拼接及修正单元，用于将所述逆向建模后的实体三维模型和所述正向建模后的实体三维模型参照所述预设的核电站整体平面布置图进行整体拼接，得到核电站三维数字工厂模型，并进一步依据所述已完成拼接的点云数据，对所得到的核电站三维数字工厂模型进行偏差修正，得到修正后与所述核电站现场环境一致的核电站三维数字工厂模型。