一种用于变电站的建模方法、装置、设备及存储介质与流程

本发明涉及电力技术领域，特别涉及一种用于变电站的建模方法、装置、设备及存储介质。

背景技术：

随着科学技术的发展，基于虚拟现实的场景建模技术成为当前研究的重点，其中，三维虚拟模型由于能逼真的显示真实场景从而得到了广泛的关注。

当前，随着变电站的复杂程度以及自动化程度越来越高，对变电站的设备管理性显得尤为重要。目前，对于变电站的设备管理主要是基于web数据库管理系统，即通过数据显示的方式实时获取变电站中各个电力设备的实际运行情况，如，变电站中的某一电力设备出现故障时，在计算机上对应该电力设备在计算机上的图形符号显示故障提示。虽然该种方法能得到是哪一个电力设备出现了故障，但是，却无法得知该电力设备的实际位置和类型。因此，在技术人员对该电力设备进行检修时，需要逐一的排查变电站中的各个电力设备，如此，会浪费技术人员的大量时间导致电力设备的检修效率较低。

因此，如何快速获知各个电力设备的实际位置以提高技术人员的检修效率是本领域技术人员需要解决的问题。

技术实现要素：

本发明的目的在于提供一种用于变电站的建模方法、装置、设备及存储介质，能够快速获知各个电力设备的实际位置，在电力设备出现故障时，能准确的对故障的电力设备进行定位，提高了技术人员的检修效率。

为实现上述目的，本发明实施例提供了如下技术方案：

第一，本发明实施例提供了一种用于变电站的建模方法，该方法包括：

利用目标设备采集变电站的全景图像；

以预定义规则建立与所述变电站对应的三维虚拟模型；

确定所述全景图像与所述三维虚拟模型的映射关系，并根据所述映射关系确定所述变电站的三维场景模型，所述三维场景模型中包括各电力设备的电力设备模型和各所述电力设备模型在所述三维场景模型中的位置。

优选的，所述以预定义规则建立与所述变电站对应的三维虚拟模型包括：

确定与所述变电站对应的区域面积和区域轮廓；

确定所述变电站中的各电力设备的尺寸信息和各所述电力设备在所述变电站所在区域的相对位置；

根据所述区域面积、区域轮廓、各所述尺寸信息和各所述相对位置建立所述三维虚拟模型。

优选的，所述根据所述区域面积、区域轮廓、各所述尺寸信息和各所述相对位置建立所述三维虚拟模型包括：

利用所述区域面积和所述区域轮廓建立与所述变电站对应的初始三维虚拟模型；

根据各所述尺寸信息建立与各所述尺寸信息对应的电力设备的设备模型；

利用三维动画软件确定各所述设备模型的几何约束关系；

依据所述几何约束关系和各所述相对位置将各所述设备模型装配至所述初始三维虚拟模型，以建立所述三维虚拟模型。

优选的，所述确定所述全景图像与所述三维虚拟模型的映射关系，并根据所述映射关系得到所述变电站的三维场景模型包括：

确定所述全景图像中各电力设备在所述三维虚拟模型中的相应位置以得到所述映射关系；

在与所述三维虚拟模型的相应位置插入与所述相应位置对应的电力设备的图像信息，得到所述变电站的三维场景模型。

优选的，所述利用目标设备采集变电站的全景图像包括：

利用车载全景摄像机采集所述变电站的全景图像。

优选的，所述车载全景摄像机具体为：多镜头拼接摄像机。

第二，本发明实施例提供了一种用于变电站的建模装置，该装置包括：

采集模块，用于利用目标设备采集变电站的全景图像；

建模模块，用于以预定义规则建立与所述变电站对应的三维虚拟模型；

确定模块，用于确定所述全景图像与所述三维虚拟模型的映射关系，并根据所述映射关系得到所述变电站的三维场景模型。

优选的，所述建模模块包括：

第一确定单元，用于确定与所述变电站对应的区域面积和区域轮廓；

第二确定单元，用于确定所述变电站中的各电力设备的尺寸信息和各所述电力设备在所述变电站所在区域的相对位置；

建模单元，用于根据所述区域面积、区域轮廓、各所述尺寸信息和各所述相对位置建立所述三维虚拟模型。

第三，本发明实施例提供了一种用于变电站的建模设备，该设备包括：

存储器，用于存储计算机程序；

处理器，用于执行所述存储器中存储的计算机程序以实现如上任意一种所述的用于变电站的建模方法的步骤。

第四，本发明实施例公开了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上任一项所述的用于变电站的建模方法的步骤。

可见，本发明实施例公开的一种用于变电站的建模方法，首先利用目标设备采集变电站的全景图像，然后以预定义规则建立与变电站对应的三维虚拟模型，最后确定全景图像与三维虚拟模型的映射关系，并根据映射关系得到变电站的三维场景模型，三维场景模型中包括各电力设备的电力设备模型和各电力设备模型在三维场景模型中的位置。因此，采用本方案，通过将变电站中的电力设备通过三维场景模型的方式进行体现，能够直观的获知各个电力设备在变电站中的实际位置，当某一电力设备出现故障时，能够快速的得到该故障的电力设备在变电站中的位置，从而使得技术人员对该故障的电力设备进行定位，提高了技术人员的检修效率。此外，本发明实施例还公开了一种用于变电站的建模装置、设备及存储介质，效果如上。

附图说明

为了更清楚地说明本发明实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例或现有技术描述中所需要使用的附图作简单地介绍，显而易见地，下面描述中的附图仅仅是本发明的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。

图1为本发明实施例公开的一种用于变电站的建模方法流程示意图；

图2为本发明实施例公开的一种用于变电站的建模装置结构示意图；

图3为本发明实施例公开的一种用于变电站的建模设备结构示意图。

具体实施方式

下面将结合本发明实施例中的附图，对本发明实施例中的技术方案进行清楚、完整地描述，显然，所描述的实施例仅仅是本发明一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本发明中的实施例，本领域普通技术人员在没有做出创造性劳动前提下所获得的所有其他实施例，都属于本发明保护的范围。

本发明实施例公开了一种用于变电站的建模方法、装置、设备及存储介质，能够快速获知各个电力设备的实际位置，在电力设备出现故障时，能准确的对故障的电力设备进行定位，提高了技术人员的检修效率。

请参见图1，图1为本发明实施例公开的一种用于变电站的建模方法流程示意图，该方法包括：

s101、利用目标设备采集变电站的全景图像。

具体的，本实施例中，目标设备可以为多点分布的固定式全景摄像机、车载全景摄像机、机载全景摄像机等。针对全景摄像机的不同，获得的全景影像也不同，具体分为以下两种类型，第一种类型为：固定式全景影像：其主要通过多点分布的固定式全景摄像机拍摄，以覆盖一定的变电区域面积，之后利用视频平滑过渡技术来获取具有场景切换效果的变电站全景影像。第二种类型为：移动式全景影像，其主要通过车载全景和航空全景来记录复杂或特殊区域的全景影像信息，并且通过稳像技术(可以参见现有技术)来获取移动式变电站全景影像。对于第一种类型和第二种类型中的全景摄像机的类型可以选用鱼眼全景摄像机和多镜头拼接全景摄像机。其中，作为优选的实施例，步骤s101包括：利用车载全景摄像机采集变电站的全景图像。考虑到多镜头拼接摄像机能获取到多方位的变电站图像，作为优选的实施例，车载全景摄像机具体为多镜头拼接摄像机。

s102、以预定义规则建立与变电站对应的三维虚拟模型。

具体的，本实施例中，预定义规则可以为：基于计算机图形学或三维建模方法(可以参见现有技术)建立变电站的三维虚拟模型。本步骤中，三维虚拟模型是将变电站采用数字量进行体现。即通过测量变电站的环境尺寸、变电站中各个电力设备的尺寸(都为数字量)建立数字量化的三维虚拟模型。

其中，作为优选的实施例，步骤s102包括：

确定与变电站对应的区域面积和区域轮廓。

确定变电站中的各电力设备的尺寸信息和各电力设备在变电站所在区域的相对位置。

根据区域面积、区域轮廓、各尺寸信息和各相对位置建立三维虚拟模型。

具体的，本实施例中，首先建模人员可以根据变电站的设计图纸和电力设备实物设计图纸进行建模，也可以通过测量变电站中各电力设备的尺寸信息进行建模。其中，变电站的区域面积是需要建模的变电站所占的占地面积，变电站的区域轮廓为变电站的整个外形，变电站中的各电力设备的尺寸信息为各电力设备的具体尺寸大小，电力设备在变电站所在区域的相对位置为电力设备在变电站中的实际位置。对应于三维虚拟模型时，可以将变电站的实际尺寸与三维虚拟模型之间建立比例关系，即变电站内的电力设备模型以零件级为单位，且变电站内的电力设备模型都是可拆卸的。三维虚拟模型的建立过程如下：首先建立整个变电站的模型框架，然后建立变电站中所有电力设备的电力设备模型，然后再通过三维动画软件(如3dmax)内的几何约束关系，将电力设备模型组成装配体最终装配出变电站的整个三维虚拟模型。

s103、确定全景图像与三维虚拟模型的映射关系，并根据映射关系确定变电站的三维场景模型，三维场景模型中包括各电力设备的电力设备模型和各电力设备模型在三维场景模型中的位置。

具体的，本实施例中，确定三维虚拟模型之后，只是确定了变电站中各电力设备的数字量化模型，为了对变电站的实际场景进行直观的体现，则需将全景图像融入至三维虚拟模型中。

其中，作为优选的实施例，步骤s103包括：

确定全景图像中各电力设备在三维虚拟模型中的相应位置以得到映射关系；

在与三维虚拟模型的相应位置插入与相应位置对应的电力设备的图像信息，得到变电站的三维场景模型。

具体的，本实施例中，由三维虚拟模型和全景图像相结合得到变电站的三维场景模型具体如下：将全景图像中的物理影响信息映射至三维虚拟模型中实现虚拟融合，即在变电站三维虚拟模型中电力设备所在的特定位置插入全景图像中该特定位置的电力设备的影像信息(通过全景影像注册技术(可以参见现有技术)提取变电站全景图像与三维虚拟模型的映射关系，然后在三维虚拟模型和全景图像之间建立多分辨率、多映射方式的融合过程，根据用户的交互和观测视点选择融合方式(关于图形与三维虚拟模型的融合过程可以参见现有技术))。将数字量的电力设备和图形化的电力设备进行融合，体现变电站三维虚拟模型的真实性。具体的，本实施例中的映射关系为：全景图像中的电力设备的实物与三维虚拟模型中的数字量化的电力设备模型的关系，包括大小映射关系(可以成比例映射)、外形映射(即实际的电力设备轮廓)以及相对位置映射关系(即电力设备在变电站实际环境中的位置与电力设备模型在三维虚拟模型中的对应的位置关系)等。本实施例中的映射方式为：根据不同的映射关系即确定不同的映射方式，包括相对位置映射方式、外形映射方式以及大小映射方式等。融合方式可以为：自动融合和手动融合(可以参见现有技术)，其中，具体选择哪种融合方式可以通过以下方式判断：其一，若用户有特定的观测视点，即选择从某一个角度观测电力设备，则可以选用手动融合的方式；若用户对电力设备的具体观测视点没有要求，则可以选择自动融合的方式。当然，除了这两种融合方式，根据实际情况，也可以选择其他融合方式。

可见，本发明实施例公开的一种用于变电站的建模方法，首先利用目标设备采集变电站的全景图像，然后以预定义规则建立与变电站对应的三维虚拟模型，最后确定全景图像与三维虚拟模型的映射关系，并根据映射关系得到变电站的三维场景模型，三维场景模型中包括各电力设备的电力设备模型和各电力设备模型在三维场景模型中的位置。因此，采用本方案，通过将变电站中的电力设备通过三维场景模型的方式进行体现，能够直观的获知各个电力设备在变电站中的实际位置，当某一电力设备出现故障时，能够快速的得到该故障的电力设备在变电站中的位置，从而使得技术人员对该故障的电力设备进行定位，提高了技术人员的检修效率。

基于上述实施例，作为优选的实施例，根据区域面积、区域轮廓、各尺寸信息和各相对位置建立三维虚拟模型包括：

利用区域面积和区域轮廓建立与变电站对应的初始三维虚拟模型；

根据各尺寸信息建立与各尺寸信息对应的电力设备的设备模型；

利用三维动画软件确定各设备模型的几何约束关系；

依据几何约束关系和各相对位置将各设备模型装配至初始三维虚拟模型，以建立三维虚拟模型。

具体的，本实施例中，在由建模人员通过测量变电站所在区域的面积，轮廓等得到变电站的实际尺寸信息后，先建立与变电站对应的模型框架(初始三维虚拟模型)，该模型框架都是基于数字量化的(初始三维虚拟模型与实际的变电站环境尺寸的关系具有一定的比例，如以1:3的比例建立变电站的初始三维虚拟模型)。然后基于该数字量化的初始三维虚拟模型，利用三维动画软件，如(3dmax)添加各个设备模型的几何约束关系(3dmax的可以参见现有技术)，如，各个设备模型的移动或旋转方向，各个设备模型之间的距离约束(如第一个设备位于初始三维虚拟模型中的目标位置，则第二个设备模型则具有距离该目标位置的最近距离和最远距离，则此约束条件可以称为距离约束)，当然，关于3dmax建模中的约束条件关系还有其他类型，具体可以参见现有技术，本发明实施例在此并不作限定。在确定好各设备模型之间的几何约束关系之后，再由各电力设备在变电站中的相对位置，再确定各设备模型在初始三维虚拟模型中的相对位置，将各个电力设备模型装配于初始三维虚拟模型中，然后将装配了电力设备模型的初始三维虚拟模型导入至游戏引擎平台(如unity3d平台(unity3d的概念可以参见现有技术))中，之后再通过添加编辑器为该虚拟模型添加几何约束条件(各个电力设备模型之间的距离约束、移动方向约束等)和逻辑关系(每个电力设备模型中的各个零件体之间的比例大小关系等)，通过unity3d平台的编辑便构成了变电站的三维虚拟模型，需要说明的是，通过unity3d建立三维模型可以参见现有技术，本发明实施例在此不再详细赘述。

下面对本发明实施例公开的一种用于变电站的建模装置进行介绍，请参见图2，图2为本发明实施例公开的一种用于变电站的建模装置结构示意图，该装置包括：

采集模块201，用于利用目标设备采集变电站的全景图像；

建模模块202，用于以预定义规则建立与变电站对应的三维虚拟模型；

确定模块203，用于确定全景图像与三维虚拟模型的映射关系，并根据映射关系得到变电站的三维场景模型。

可见，本发明实施例公开的一种用于变电站的建模装置，首先利用目标设备采集变电站的全景图像，然后以预定义规则建立与变电站对应的三维虚拟模型，最后确定全景图像与三维虚拟模型的映射关系，并根据映射关系得到变电站的三维场景模型，三维场景模型中包括各电力设备的电力设备模型和各电力设备模型在三维场景模型中的位置。因此，采用本方案，通过将变电站中的电力设备通过三维场景模型的方式进行体现，能够直观的获知各个电力设备在变电站中的实际位置，当某一电力设备出现故障时，能够快速的得到该故障的电力设备在变电站中的位置，从而使得技术人员对该故障的电力设备进行定位，提高了技术人员的检修效率。

基于以上实施例，作为优选的实施例，建模模块202包括：

第一确定单元，用于确定与变电站对应的区域面积和区域轮廓；

第二确定单元，用于确定变电站中的各电力设备的尺寸信息和各电力设备在变电站所在区域的相对位置；

建模单元，用于根据区域面积、区域轮廓、各尺寸信息和各相对位置建立三维虚拟模型。

此外，本发明实施例还公开了一种用于变电站的建模设备，请参见图3，图3为本发明实施例公开的一种用于变电站的建模设备结构示意图，该设备包括：

存储器301，用于存储计算机程序；

处理器302，用于执行所述存储器中存储的计算机程序以实现如以上任意一个实施例提到的用于变电站的建模方法的步骤。

本实施例提供的用于变电站的建模设备，由于可以通过处理器调用存储器存储的计算机程序，实现如上述任一实施例提供的用于变电站的建模方法的步骤，所以本建模设备具有同上述用于变电站的建模方法同样的实际效果。

为了更好地理解本方案，本发明实施例提供了一种计算机可读存储介质，计算机可读存储介质上存储有计算机程序，计算机程序被处理器执行时实现如上任一实施例提到的用于变电站的建模方法的步骤。

本实施例提供的计算机可读存储介质，由于可以通过处理器调用计算机可读存储介质存储的计算机程序，实现如上述任一实施例提供的用于变电站的建模方法的步骤，所以本计算机可读存储介质具有同上述用于变电站的建模方法同样的实际效果。

以上对本申请所提供的一种用于变电站的建模方法、装置、设备及存储介质进行了详细介绍。本文中应用了具体个例对本申请的原理及实施方式进行了阐述，以上实施例的说明只是用于帮助理解本申请的方法及其核心思想。应当指出，对于本技术领域的普通技术人员来说，在不脱离本申请原理的前提下，还可以对本申请进行若干改进和修饰，这些改进和修饰也落入本申请权利要求的保护范围内。

说明书中各个实施例采用递进的方式描述，每个实施例重点说明的都是与其他实施例的不同之处，各个实施例之间相同相似部分互相参见即可。对于实施例公开的装置而言，由于其与实施例公开的方法相对应，所以描述的比较简单，相关之处参见方法部分说明即可。

还需要说明的是，在本说明书中，诸如第一和第二等之类的关系术语仅仅用来将一个实体或者操作与另一个实体或操作区分开来，而不一定要求或者暗示这些实体或操作之间存在任何这种实际的关系或者顺序。而且，术语“包括”、“包含”或者其任何其他变体意在涵盖非排他性的包含，从而使得包括一系列要素的过程、方法、物品或者设备不仅包括那些要素，而且还包括没有明确列出的其他要素，或者是还包括为这种过程、方法、物品或者设备所固有的要素。在没有更多限制的情况下，由语句“包括一个……”限定的要素，并不排除在包括所述要素的过程、方法、物品或者设备中还存在另外的相同要素。