一种火电厂机组的三维模型生成方法及三维虚拟检修系统技术方案

本发明专利技术提供一种火电厂机组的三维模型生成方法及三维虚拟检修系统，三维模型生成方法包括：采用三维激光扫描仪生成火电厂机组的点云数据；根据点云数据采用逆向工程技术生成火电厂机组的三维模型；获取火电厂机组的照片；根据照片对所述三维结构模型进行贴膜，生成贴膜后的三维模型；采用多细节层次技术和动态遮挡剔除技术对贴膜后的三维模型进行渲染，生成渲染后的三维模型；对渲染后的三维模型采用画质自适应技术进行显示。本发明专利技术采用逆向工程生成三维模型，并利用照片进行贴膜，建立了直观形象的三维设备模型，采用多细节层次技术和动态遮挡剔除技术对模型进行渲染，采用画质自适应技术进行显示，提高了三维模型的运行速度，提升了用户体验。

【技术实现步骤摘要】
一种火电厂机组的三维模型生成方法及三维虚拟检修系统
本专利技术涉及机组建模
，特别是涉及一种火电厂机组的三维模型生成方法及三维虚拟检修系统。
技术介绍
目前三维检修仿真技术在火电厂中尚处于处于起步阶段，大多存在现场沉浸感差、装配场景不够智能、交互界面不够友好、系统的功能不够完善等缺点。
技术实现思路
本专利技术的目的是提供一种火电厂机组的三维模型生成方法及三维虚拟检修系统，以建立直观形象的三维设备模型，完善三维虚拟检修系统的功能，提升用户体验。为实现上述目的，本专利技术提供了如下方案：一种火电厂机组的三维模型生成方法，所述三维模型生成方法包括如下步骤：采用三维激光扫描仪生成火电厂机组的点云数据；根据所述点云数据采用逆向工程技术生成火电厂机组的三维模型；获取火电厂机组的照片；根据所述照片对所述三维结构模型进行贴膜，生成贴膜后的三维模型；采用多细节层次技术和动态遮挡剔除技术对贴膜后的三维模型进行渲染，生成渲染后的三维模型；对渲染后的三维模型采用画质自适应技术进行显示。可选的，所述根据所述点云数据采用逆向工程技术生成火电厂机组的三维模型，之后还包括：根据火电厂机组的图纸，采用图纸建模的方式，生成火电厂机组的三维模型的内部结构。可选的，所述采用多细节层次技术和动态遮挡剔除技术对贴膜后的三维模型进行渲染，生成渲染后的三维模型，具体包括：基于多细节层次技术，根据用户当前的观察视角实时计算摄像机距离，当摄像机距离大于预设阈值时，使用第一面数的三维模型来标识设备的外形，当摄像机不大于预设阈值时，使用第二面数的三维模型来标识设备的外形，所述第二面数大于所述第一面数；基于动态遮挡剔除技术，根据用户当前的观察视角实时计算摄像机的角度，根据角度计算结果确定三维模型的内部被遮挡的结构，内部被遮挡的结构停止渲染。一种火电厂机组的三维虚拟检修系统，所述三维虚拟检修系统包括：基础数据层、三维场景层和三维应用层；所述基础数据层用于根据三维激光扫描仪生成火电厂机组的点云数据采用火电厂机组的三维模型生成方法生成火电厂机组的三维模型，并根据火电厂机组的技术资料生成业务数据；所述技术资料包括系统流程图、设计文档、工艺原理说明、材料、图纸、运行和检修规程、专家知识库文档；所述三维场景层用于将所述业务数据挂接在所述三维模型上，生成包含业务数据的三维场景；所述应用层用于采用交互漫游的方式与用户进行交互。可选的，所述包含业务数据的三维场景包括机组级场景、系统级场景和设备级场景；机组级场景包括电厂生产区的建筑和钢结构，机组设备结构、机组设备间的连接管道；系统级场景包括机组设备的空间分布，机组设备间的连接管道的布置和阀门位置；设备级场景包括机组设备的零部件的模型，机组设备的零部件的自由的视角切换模型和机组设备的零部件的分解视图。可选的，所述应用层包括结构原理学习模块、检修过程学习模块、典型故障学习模块；所述结构原理学习模块用于根据用户指令展示机组设备的组成结构和工作原理；检修过程学习模块用于根据用户指令模拟机组设备的检修过程；典型故障学习模块用于根据用户指令利用机组设备的三维场景的效果演示故障现象。根据本专利技术提供的具体实施例，本专利技术公开了以下技术效果：本专利技术提供一种火电厂机组的三维模型生成方法及三维虚拟检修系统，三维模型生成方法包括：采用三维激光扫描仪生成火电厂机组的点云数据；根据点云数据采用逆向工程技术生成火电厂机组的三维模型；获取火电厂机组的照片；根据照片对所述三维结构模型进行贴膜，生成贴膜后的三维模型；采用多细节层次技术和动态遮挡剔除技术对贴膜后的三维模型进行渲染，生成渲染后的三维模型；对渲染后的三维模型采用画质自适应技术进行显示。本专利技术采用逆向工程生成三维模型，并利用照片进行贴膜，建立了直观形象的三维设备模型，采用多细节层次技术和动态遮挡剔除技术对模型进行渲染，采用画质自适应技术进行显示，提高了三维模型的运行速度，提升了用户体验。附图说明为了更清楚地说明本专利技术实施例或现有技术中的技术方案，下面将对实施例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专利技术的一些实施例，对于本领域普通技术人员来讲，在不付出创造性劳动性的前提下，还可以根据这些附图获得其他的附图。图1为本专利技术提供的一种火电厂机组的三维模型生成方法的原理图；图2为本专利技术提供的一种火电厂机组的三维虚拟检修系统的结构图；图3为本专利技术提供的一种火电厂机组的三维虚拟检修系统的应用层的结构组成图。具体实施方式下面将结合本专利技术实施例中的附图，对本专利技术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专利技术一部分实施例，而不是全部的实施例。基于本专利技术中的实施例，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，都属于本专利技术保护的范围。本专利技术的目的是提供一种火电厂机组的三维模型生成方法及三维虚拟检修系统，以建立直观形象的三维设备模型，完善三维虚拟检修系统的功能，提升用户体验。为使本专利技术的上述目的、特征和优点能够更加明显易懂，下面结合附图和具体实施方式对本专利技术作进一步详细的说明。为实现上述目的，本专利技术考虑将数据可视化、逆向工程、虚拟现实(VR)等多种可视化技术相结合，构建三维模型，形成百万机组的检修培训平台。建立具有直观形象的三维设备模型库、检修规则知识库、考评知识库，实现电厂检修培训、演练和考评一体化的交互式应用。打破原来电厂只能进行运行仿真培训的瓶颈，扩展职工检修技能培训的途径，提升和评价检修人员操作技能。具体包括：如图1所示，本专利技术提供一种火电厂机组的三维模型生成方法，所述三维模型生成方法包括如下步骤：采用三维激光扫描仪生成火电厂机组的点云数据；根据所述点云数据采用逆向工程技术生成火电厂机组的三维模型。根据火电厂机组的图纸，采用图纸建模的方式，生成火电厂机组的三维模型的内部结构。具体包括：本专利技术的三维模型的建立过程使用了逆向工程技术。逆向工程对已建设完成的资产进行设计技术再现，构建三维虚拟培训系统需要的模型需要使用逆向工程得到。逆向工程使用的原始数据为激光扫描点云、图纸和照片。采用激光扫描方法得到的模型，无论是设计院或厂家提供的设计模型与竣工状态之间的差异，或者是电厂在运营中对设备进行了改造，都可以通过重新扫描确保模型与现场的一致性。不同时期扫描点云作为历史数据，还可作为判断资产状态改变的依据。对于模型精度有要求，现场又能提供扫描条件的设备，都推荐使用激光扫描方式建模。对于激光扫描无法到达的(比如地下、设备内部)地方，使用图纸建模作为补充。获取火电厂机组的照片。根据所述照片对所述三维结构模型进行贴膜，生成贴膜后的三维模型。采用多细节层次技术和动态遮挡剔除技术对贴膜后的三维模型进行渲染，生成渲染后的三维模型。...

【技术保护点】
1.一种火电厂机组的三维模型生成方法，其特征在于，所述三维模型生成方法包括如下步骤：/n采用三维激光扫描仪生成火电厂机组的点云数据；/n根据所述点云数据采用逆向工程技术生成火电厂机组的三维模型；/n获取火电厂机组的照片；/n根据所述照片对所述三维结构模型进行贴膜，生成贴膜后的三维模型；/n采用多细节层次技术和动态遮挡剔除技术对贴膜后的三维模型进行渲染，生成渲染后的三维模型；/n对渲染后的三维模型采用画质自适应技术进行显示。/n

【技术特征摘要】
1.一种火电厂机组的三维模型生成方法，其特征在于，所述三维模型生成方法包括如下步骤：
采用三维激光扫描仪生成火电厂机组的点云数据；
根据所述点云数据采用逆向工程技术生成火电厂机组的三维模型；
获取火电厂机组的照片；
根据所述照片对所述三维结构模型进行贴膜，生成贴膜后的三维模型；
采用多细节层次技术和动态遮挡剔除技术对贴膜后的三维模型进行渲染，生成渲染后的三维模型；
对渲染后的三维模型采用画质自适应技术进行显示。


2.根据权利要求1所述的火电厂机组的三维模型生成方法，其特征在于，所述根据所述点云数据采用逆向工程技术生成火电厂机组的三维模型，之后还包括：
根据火电厂机组的图纸，采用图纸建模的方式，生成火电厂机组的三维模型的内部结构。


3.根据权利要求1所述的火电厂机组的三维模型生成方法，其特征在于，所述采用多细节层次技术和动态遮挡剔除技术对贴膜后的三维模型进行渲染，生成渲染后的三维模型，具体包括：
基于多细节层次技术，根据用户当前的观察视角实时计算摄像机距离，当摄像机距离大于预设阈值时，使用第一面数的三维模型来标识设备的外形，当摄像机不大于预设阈值时，使用第二面数的三维模型来标识设备的外形，所述第二面数大于所述第一面数；
基于动态遮挡剔除技术，根据用户当前的观察视角实时计算摄像机的角度，根据角度计算结果确定三维模型的内部被遮挡的结构，内部被遮挡的结构停止渲染。


4.一种火电厂机组的三维虚拟检修...

【专利技术属性】
技术研发人员：刘清亮，张志强，王俊强，宫伟基，张敬，张灯，邵帅，
申请(专利权)人：华电莱州发电有限公司，北京必可测科技股份有限公司，
类型：发明
国别省市：山东;37