一种杆塔模型快速构建方法及存储设备与流程

1.本发明涉及三维建模技术领域，特别涉及一种电力系统的杆塔模型快速构建方法及存储设备。


背景技术：

2.近年来随着信息技术的蓬勃发展，虚拟现实技术广泛应用在电力领域。而三维杆塔模型是实现输变配三维可视化的重要基础，三维杆塔模型的大小直接影响到系统的成败及用户的体验感，网页版中尤为明显。三维杆塔模型的构建速度快慢严重影响着系统的更新迭代与后期维护。
3.现阶段三维杆塔模型主要通过三维建模软件对不同杆塔类型进行整体建模或利用零件库在建模软件中完成杆塔的组装，并整体导出。这就导致杆塔之间不可避免的存在重复的零部件，从而造成模型数据的冗余，严重影响系统运行效率及用户体验；除此之外，在对杆塔的零部件进行更换时，操作繁杂，不利于后期维护。


技术实现要素：

4.本发明的目的是提供一种电力系统的杆塔模型快速构建方法及存储设备，以便解决上述现有技术存在的技术问题。
5.根据本发明的一个方面，本发明的一种杆塔模型快速构建方法包括：
6.通过对杆塔模型所需的杆塔零部件单独进行建模，得到对应于不同电压等级的杆塔零部件模型；
7.根据不同电压等级的杆塔组成结构及杆塔零部件的挂点位置，分别建立不同电压等级的每个杆塔的杆塔组装锚点模型；
8.按照电压等级对所建立的杆塔零部件模型和杆塔组装锚点模型进行分类，得到针对不同电压等级的杆塔零部件模型和杆塔组装锚点模型的多个分类文件，并将所述多个分类文件上传到服务器；
9.在构建杆塔模型时，根据输配变线路的电压等级，从服务器中的分类文件下载相应电压等级的杆塔零部件模型和杆塔组装锚点模型，并利用从所述服务器读取的相应的杆塔组装关系信息，将所述杆塔零部件模型和杆塔组装锚点模型组装在一起，形成杆塔模型。
10.优选地，杆塔零部件包括塔架、导线绝缘子串、跳线绝缘子串、光缆金具以及地线金具。
11.优选地，对杆塔模型所需的杆塔零部件单独进行建模包括：根据实体照片和设备图纸，利用三维建模软件对塔架、导线绝缘子串、跳线绝缘子串、光缆金具以及地线金具单独建模，得到塔架模型、导线绝缘子串模型、跳线绝缘子串模型、光缆金具模型以及地线金具模型。
12.优选地，将所述杆塔零部件模型和杆塔组装锚点模型组装在一起包括：根据杆塔组装关系信息，将塔架模型安装到所述杆塔组装锚点模型上，形成杆塔组装锚点模型和塔
架模型的结合体；再将导线绝缘子串模型、跳线绝缘子串模型、光缆金具模型以及地线金具模型安装到所述结合体的杆塔组装锚点模型上。
13.优选地，所述服务器中还保存有包括杆塔的经纬度坐标、高程坐标及杆塔类型的输配变线路信息，用于根据输配变线路信息生成由多个具有经纬度坐标、高程坐标的杆塔组成的输配变线路。
14.优选地，将所述多个分类文件上传到服务器包括：把所述多个分类文件导入到unity3d软件中，将每个分类文件转换成预制体文件，从而得到包括预制体模型的分类文件；将所得到的包括预制体模型的分类文件上传到所述服务器中。
15.优选地，将所得到的包括预制体模型的分类文件上传到所述服务器中包括：将每个预制体文件打包成assetbundle资源包后，上传到所述服务器中。
16.优选地，根据输配变线路的电压等级，从服务器中的分类文件下载相应电压等级的杆塔零部件模型和杆塔组装锚点模型包括：根据输配变线路的电压等级，从服务器中下载对应的assetbundle资源包；从所述assetbundle资源包中得到杆塔零部件模型和杆塔组装锚点模型。
17.优选地，所述杆塔组装关系信息包括：每个零部件名称、安装锚点路径、旋转角度及缩放比例。
18.根据本发明第二方面，本发明提供了一种存储装置，用于存储能够由计算设备执行的实现上述的杆塔模型快速构建方法。
19.本发明的有益技术效果是，通过对杆塔零部件进行单独建模，在构建不同的杆塔模型时，对杆塔零部件模型数据赋予新属性以重复引用，仅会产生较小的数据变化，从而解决三维模型数据冗余及维护繁杂的问题。
附图说明
20.图1是本发明的一种电力系统的杆塔模型快速构建方法的示意图；
21.图2是本发明实施例的将杆塔拆成成杆塔零部件的示意图；
22.图3本发明实施例的杆塔模型组装关系的示意图；
23.图4是本发明实施例的输配电线路信息的示意图；
24.图5是是本发明实施例的工作流程图。
具体实施方式
25.图1显示了本发明的一种杆塔模型快速构建方法，包括：通过对杆塔模型所需的杆塔零部件单独进行建模，得到对应于不同电压等级的杆塔零部件模型；根据不同电压等级的杆塔组成结构及杆塔零部件的挂点位置，分别建立不同电压等级的每个杆塔的杆塔组装锚点模型；按照电压等级对所建立的杆塔零部件模型和杆塔组装锚点模型进行分类，得到针对不同电压等级的杆塔零部件模型和杆塔组装锚点模型的多个分类文件，并将所述多个分类文件上传到服务器；在构建杆塔模型时，根据输配变线路的电压等级，从服务器中的分类文件下载相应电压等级的杆塔零部件模型和杆塔组装锚点模型，并利用从所述服务器读取下载的相应的杆塔组装关系信息，将所述杆塔零部件模型和杆塔组装锚点模型组装在一起，形成杆塔模型。
26.在本发明的一个实施例中，本发明的杆塔零部件包括塔架、导线绝缘子串、跳线绝缘子串、光缆金具以及地线金具。图2显示了本发明将杆塔拆分成杆塔零部件的结构；对于直线塔，本发明将杆塔拆分成：塔架、绝缘子串、光缆金具和导线金具；对于耐张塔，本发明将杆塔拆分成：塔架、导线绝缘子串、跳线绝缘子串、光缆金具和导线金具。
27.在上述实施例中，对杆塔模型所需的杆塔零部件单独进行建模包括：根据实体照片和设备图纸，利用三维建模软件对塔架、导线绝缘子串、跳线绝缘子串、光缆金具以及地线金具单独建模，得到塔架模型、导线绝缘子串模型、跳线绝缘子串模型、光缆金具模型以及地线金具模型。
28.在本发明的一个实施例中，将所述杆塔零部件模型和杆塔组装锚点模型组装在一起可以是：根据杆塔组装关系信息，将塔架模型安装到所述杆塔组装锚点模型上，形成杆塔组装锚点模型和塔架模型的结合体；再将导线绝缘子串模型、跳线绝缘子串模型、光缆金具模型以及地线金具模型安装到所述结合体的杆塔组装锚点模型上。图3显示了本发明的杆塔模型的组装关系，包括杆塔类型名称，比如对应于不同电压等级的杆塔号。在组装杆塔模型时，首先要确定杆塔类型名称，比如第x号低压杆塔，然后在确定对应于第x号低压杆塔的角度控制参数、锚点安装路径、零部件名称、大小控制参数。角度控制参数通常包括：x轴旋转角度、y轴旋转角度和z轴旋转角度；大小控制参数包括：x轴缩放值、y轴旋缩放值和z轴缩放值。
29.本发明还可以在服务器中还保存有包括杆塔的经纬度坐标、高程坐标及杆塔类型的输配变线路信息，以便根据输配变线路信息生成由多个具有经纬度坐标、高程坐标的杆塔组成的输配变线路。图4显示了本发明实施例的输配电线路信息，包括线路名称和id、杆塔经纬度坐标、杆塔类型名称以及绝缘子相序等。
30.作为选择，本发明还可以通过把所述多个分类文件导入到unity3d软件中，将每个分类文件转换成预制体文件，得到包括预制体模型的分类文件，并将所得到的包括预制体模型的分类文件上传到服务器中。
31.本发明利用虚拟现实开发引擎工具unity3d，将零件库模型转换为预制体文件(即unity3d文件)，将三维模型进行序列化，在unit3d中重复使用预制体可以对杆塔零部件模型数据赋予新属性以便重复引用，这样仅会产生较小的数据变化。在杆塔模型组装时，实时根据数据库中的杆塔组装关系动态快速的完成杆塔模型的构建，从而解决三维模型数据冗余及维护繁杂的问题，充分实现杆塔零件设备的复用。
32.本发明可以将每个预制体文件打包成assetbundle资源包后，上传到所述服务器中。
33.在具体实施本发明时，可以根据输配变线路的电压等级，从服务器中下载对应的assetbundle资源包；从所述assetbundle资源包中得到对应于电压等级的杆塔零部件模型和杆塔组装锚点模型。
34.此外，本发明提供了一种存储装置，用于存储能够由计算设备执行的实现上述的杆塔模型快速构建方法。
35.此外，本发明的另一个重要的特点是将三维模型与数据分开，方便后期维护与管理。
36.下面以一个图5所示的利用unity3d构建杆塔模型的具体实例，对本发明进行详细
说明，需要说明的是，该实例仅仅用于说明本发明，而不是对本发明进行限制。
37.步骤1，将杆塔模型从结构上进一步拆分为塔架、导线绝缘子串、跳线绝缘子串、光缆金具、地线金具等零部件，如图1所示。根据实体照片与设备图纸，利用三维建模软件只对杆塔零部件进行单独建模，并导出fbx格式，根据相应电压等级建立对应零件库，即，在对塔架、导线绝缘子串等零部件建模后，建立分别对应于500kv；220kv；110kv；35kv；(20kv)10kv等电压等级的塔架、导线绝缘子串等零部件数据库。
38.步骤2，根据每级杆塔(即对应不同电压等级的杆塔id)的组成结构及设备挂点位置要求，利用空物体位置坐标确定杆塔各零部件的安装位置锚点，并导出fbx格式。
39.步骤3，将步骤1与步骤2产生的fbx模型按照电压等级进行分类，并导入unity3d中，进一步将零件库模型转换为预制体文件，最终根据电压等级打包成不同的assetbundle资源包放在本地或服务器下载使用。
40.步骤4，将不同杆塔类型的组装关系，包括每个零部件名称、安装锚点路径、旋转角度及缩放比例等参数信息存放在关系型数据库的表中。如图2所示。
41.步骤5，将输配变线路中的相关信息，主要包括每级杆塔的经纬度坐标、高程坐标及对应杆塔类型保存至关系型数据库的表中。如图3所示。
42.步骤6，如需新增杆塔类型或零件库时，只需要建立杆塔位置锚点及扩展零部件模型即可，并重复上述步骤1至步骤5，将数据库中的线路信息及、杆塔组装关系及资源包文件进行更新。
43.步骤7，编写c#脚本，根据协同程序与异步加载的原则，实现读取输配变线路信息及每级杆塔的组装关系信息(有多少零部件组成，每个零部件的名称、父物体路径及旋转角度、缩放值等)，根据输配变线路的电压等级下载相应的assetbundle资源包，利用资源包中的零件库预制体模型动态组装成相应类型的杆塔模型，并最终根据经纬度坐标生成输配电线路。
44.与现有技术相比，本发明具有如下优点：
45.1、每级杆塔模型由大量的零部件组成，不同类型杆塔可能会由共用的零部件组成，不可避免的造成零部件模型的多次重复使用，增加了数据冗余。本发明在unity3d中采用预制体零件库自动装配方法，将杆塔结构细分到最小组装单元，充分利用预制体的重复引用，仅会产生较小的数据变化的优点，实现零部件的复用性，有效减小杆塔模型的大小。
46.2、本发明在新增塔型或零部件时，只需要新建单独的零部件模型即可，无需构建完整杆塔，极大提高了建模效率。
47.3、本发明将输配电线路信息及杆塔组装关系保存在外部的关系型数据库中，方便维护管理。
48.4、本发明在对线路的杆塔组装关系进行更换时，只需将关系型数据库中杆塔组装关系进行修改即可，无需其他操作，方便快捷，极大提高维护效率。
49.5、在加载输配变线路杆塔时，只需要下载当前电压等级的杆塔模型assetbundle资源包即可，实现按需下载，提高加载效率。
50.6、assetbundle资源包为零件库最小单元的预制体，采用协同程序与异步加载的方法下载快速且严格避免重复下载，待下载完成后根据杆塔组装关系在assetbundle资源包中获取所需零部件预制体，快速动态组装目标杆塔。
51.尽管上文对本发明进行了详细说明，但是本发明不限于此，本技术领域技术人员可以根据本发明的原理进行各种修改。因此，凡按照本发明原理所作的修改，都应当理解为落入本发明的保护范围。