一种变电站虚拟现实场景的构建方法和系统技术方案

本发明专利技术公开了一种变电站虚拟现实场景的构建方法和系统，包括：获取变电站现场的电力设备数据；构建虚拟模型，获得标准电力设备虚拟现实模型组件库；将多个所述电力设备数据逐个与所述标准电力设备虚拟现实模型组件库相匹配；按照现场所述电力设备的排布规则将现场所述电力设备的虚拟现实模型连接，构建完整的虚拟变电站场景。本发明专利技术通过电力设备数据构建虚拟模型实现了准确有效地建立电力设备三维模型，大大减小了电力设备三维建模的工作量，提高了变电站的电力设备的建模的效率。

【技术实现步骤摘要】
一种变电站虚拟现实场景的构建方法和系统
本专利技术涉及一种变电站虚拟现实场景的构建方法和系统，属于变电站

技术介绍
虚拟现实技术在电网领域有着广阔的应用前景，通过构建近乎真实的虚拟环境，开展不同作业模拟演练。变电站是电网系统的核心场所，变电站虚拟现实场景构建是虚拟现实技术在电网领域应用的基础工作。随着电网的发展，变电站规模越来越庞大，包含变压器、断路器、隔离开关、互感器等不同类型设备，数量庞大，传统基于纯手工方式建立所有复杂设备虚拟现实模型，构建变电站场景的工作量巨大且繁琐，效率低。
技术实现思路
本专利技术的目的在于克服现有技术中的不足，提供一种变电站虚拟现实场景的构建方法和系统，解决现有技术中构建变电站场景工作量大且繁琐、效率低下的技术问题。为解决上述技术问题，本专利技术提供了一种变电站虚拟现实场景的构建方法，包括如下步骤：获取变电站现场的电力设备数据；构建电力设备虚拟现实模型，获得标准电力设备虚拟现实模型组件库；将所述电力设备数据与所述标准电力设备虚拟现实模型组件库相匹配，根据匹配结果获取现场电力设备虚拟现实模型；按照现场电力设备的排布规则将现场电力设备虚拟现实模型连接，构建完整的虚拟变电站场景。进一步的，获得标准电力设备虚拟现实模型组件库的具体方法如下：构建电力设备单体组件的三维虚拟模型和电力设备分类表；根据所述电力设备分类表对所述三维虚拟模型进行分类，获得标准电力设备虚拟现实模型组件库。进一步的，所述现场电力设备虚拟现实模型的获取方法如下：将所述电力设备数据与所述标准电力设备虚拟现实模型组件库相匹配：如果匹配，将所述标准电力设备虚拟现实模型组件库中相匹配的组件模型作为现场电力设备虚拟现实模型；如果不匹配，校核与所述标准电力设备虚拟现实模型组件库中匹配度最高的组件模型，获得校核组件模型，根据所述校核组件模型获取现场电力设备虚拟现实模型。进一步的，校核与所述标准电力设备虚拟现实模型组件库中匹配度最高的组件模型，获得校核组件模型之后还包括：将所述校核组件模型添加至所述标准电力设备虚拟现实模型组件库中。进一步的，根据所述校核组件模型获取现场电力设备虚拟现实模型的具体方法如下：提取电力设备特征，将所述电力设备特征与标准电力设备虚拟现实模型组件库中的组件模型特征相匹配，获取与所述电力设备相匹配的组件模型集合；计算所述电力设备与相匹配的所述组件模型集合的匹配距离指标，选取匹配距离指标最小的组件作为匹配结果目标；将所述匹配结果目标与变电站现场电力设备的属性信息进行核对，若核对无误，直接将所述匹配结果目标作为现场电力设备虚拟现实模型，否则，修改所述匹配结果目标的标准电力设备虚拟现实模型，并将修改后的所述匹配结果目标的虚拟现实模型作为现场电力设备虚拟现实模型。进一步的，提取电力设备特征的具体方法如下：扫描采集变电站现场电力设备的三维点云数据；预处理所述三维点云数据，获得初始三维点云数据；从所述初始三维点云数据中提取电力设备特征。优选的，根据变电站的电力设备的型号、类别查询电力设备分类表，获取与所述电力设备相匹配的组件模型集合。优选的，采用数据匹配算法计算所述电力设备与相匹配的所述组件模型集合的匹配距离指标。进一步的，所述排布规则具体包括：现场电力设备之间的电气连接关系、空间布局和组合关系。本专利技术还提供了一种变电站虚拟现实场景的构建系统，包括：数据获取模块：用于获取变电站现场的电力设备数据；模型构建模块：用于构建电力设备虚拟现实模型，获得标准电力设备虚拟现实模型组件库；匹配模块：用于将所述电力设备数据与所述标准电力设备虚拟现实模型组件库相匹配，根据匹配结果获取现场电力设备虚拟现实模型；场景构建模块：用于按照现场电力设备的排布规则将现场电力设备虚拟现实模型连接，构建完整的虚拟变电站场景。与现有技术相比，本专利技术所达到的有益效果是：通过电力设备数据构建虚拟模型，实现了准确有效地建立电力设备三维模型，大大减小了电力设备三维建模的工作量，提高了变电站的电力设备的建模的效率。附图说明图1为本专利技术提供的变电站虚拟现实场景的构建方法流程图；图2为本专利技术提供的电力设备分类表的示意图；图3为本专利技术提供的变电站虚拟现实场景的构建系统的结构框图；图4为本专利技术提供的变电站虚拟现实场景规则化构建过程的电气连接识别的示意图。具体实施方式下面结合附图对本专利技术作进一步描述。以下实施例仅用于更加清楚地说明本专利技术的技术方案，而不能以此来限制本专利技术的保护范围。如图1所示，为变电站虚拟现实场景的构建方法流程图，包括如下步骤：步骤100：建立适用于变电站中的电力设备虚拟现实模型的构建策略，获取变电站现场的电力设备数据。步骤200：根据所述构建策略对变电站中的常规电力设备构建电力设备虚拟现实模型，获得标准电力设备虚拟现实模型组件库。组件库的基本组成单位是电力设备单体，由于三维模型文件具有众多的格式，所以需要对各种类型的电力设备定义一套具有兼容性的标准化三维模型组件格式，从而使得变电站场景的构建过程能够快速读取应用组件库文件。电力设备单体组件的三维模型E＝(Model，f∑,R,tag,β)，其中，Model表示设备组件的三维模型文件，存储三维模型的集合实体数据；f∑表示电力设备组件的属性集合，包括设备类型、电压等级、设备厂家名称、设备型号；R表示设备组件附加信息文件，表示三维模型的附加信息，包括：文件格式、源路径、建模坐标轴信息；tag表示设备组件的电气标识符；β表示设备组件的特征数据，主要用于变电站场景构建过程中对电力设备组件的快速匹配调用。步骤300：将多个所述电力设备数据逐个与所述标准电力设备虚拟现实模型组件库相匹配，如果匹配，将所述标准电力设备虚拟现实模型组件库中相匹配的组件模型作为现场电力设备虚拟现实模型，否则，校核与所述标准电力设备虚拟现实模型组件库中匹配度最高的组件模型，获得校核组件模型，将所述校核组件模型添加至所述标准电力设备虚拟现实模型组件库中，将所述校核组件模型作为现场电力设备虚拟现实模型。步骤400：按照现场所述电力设备的排布规则将现场电力设备虚拟现实模型连接，构建完整的虚拟变电站场景。现场电力设备之间的电气连接关系、空间布局和组合关系。按照电气连接关系和空间布局，通过组件式调用连接，构建形成最终变电站场景。由于变电站设备都是按照标准规范建造，具有通用的标准规则，同时现有存在二维平面图，能够为变电站三维场景提供丰富的数据信息来源，包括空间布置图、电气连接图等，既有严格精确的几何图形数据，又有完备的电气特性数据。建立规则化的变电站场景构建方法，能够实现对电气设备组件快速组合和场景构建，遵循“基础地形构建—电气连接识别—设备组件规则化组合—设备组件补充—细节特征补充”的步骤，具体方法流程如下。地表基础构建：变电站地表是承载各种电力设备的基础，首先对地表基础进行构建，按照变电站规模尺寸比例开展，同时采用“区块化”方式，按照实际变电站设备种类总体布置情况，将变电站划分为主变设备区、GIS设备区不同设备区域，形成清晰明确的变电站分区，并对每个分区，通过组件库调用的方式，建立变电站道路、植被、房屋等基础设施模型。电气连接识别：如图4所示，通过对变电站二维电气接线图进行识别，根据变电站内各类设备电气连接特性，首先按照电压等级将变电站设备区分，本文档来自技高网...

【技术保护点】
1.一种变电站虚拟现实场景的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：获取变电站现场的电力设备数据；构建电力设备虚拟现实模型，获得标准电力设备虚拟现实模型组件库；将所述电力设备数据与所述标准电力设备虚拟现实模型组件库相匹配，根据匹配结果获取现场电力设备虚拟现实模型；按照现场电力设备的排布规则将现场电力设备虚拟现实模型连接，构建完整的虚拟变电站场景。

【技术特征摘要】
1.一种变电站虚拟现实场景的构建方法，其特征在于，包括如下步骤：获取变电站现场的电力设备数据；构建电力设备虚拟现实模型，获得标准电力设备虚拟现实模型组件库；将所述电力设备数据与所述标准电力设备虚拟现实模型组件库相匹配，根据匹配结果获取现场电力设备虚拟现实模型；按照现场电力设备的排布规则将现场电力设备虚拟现实模型连接，构建完整的虚拟变电站场景。2.根据权利要求1所述的变电站虚拟现实场景的构建方法，其特征在于，获得标准电力设备虚拟现实模型组件库的具体方法如下：构建电力设备单体组件的三维虚拟模型和电力设备分类表；根据所述电力设备分类表对所述三维虚拟模型进行分类，获得标准电力设备虚拟现实模型组件库。3.根据权利要求1所述的变电站虚拟现实场景的构建方法，其特征在于，所述现场电力设备虚拟现实模型的获取方法如下：将所述电力设备数据与所述标准电力设备虚拟现实模型组件库相匹配：如果匹配，将所述标准电力设备虚拟现实模型组件库中相匹配的组件模型作为现场电力设备虚拟现实模型；如果不匹配，校核与所述标准电力设备虚拟现实模型组件库中匹配度最高的组件模型，获得校核组件模型，根据所述校核组件模型获取现场电力设备虚拟现实模型。4.根据权利要求3所述的变电站虚拟现实场景的构建方法，其特征在于，校核与所述标准电力设备虚拟现实模型组件库中匹配度最高的组件模型，获得校核组件模型之后还包括：将所述校核组件模型添加至所述标准电力设备虚拟现实模型组件库中。5.根据权利要求3所述的变电站虚拟现实场景的构建方法，其特征在于，根据所述校核组件模型获取现场电力设备虚拟现实模型的具体方法如下：提取电力设备特征，将所述电力设备特征与标准电力设备虚拟现实模型组件库中的组件模型特征相匹配，获取...

【专利技术属性】
技术研发人员：邵剑，刘伟，戴威，赵新冬，唐锦，卢茜，王继，陈健，
申请(专利权)人：国网江苏省电力有限公司电力科学研究院，国家电网公司，国网江苏省电力有限公司，江苏省电力试验研究院有限公司，
类型：发明
国别省市：江苏,32