基于局部场景更新的变电站三维实景模型巡视方法技术

本发明专利技术公开了基于局部场景更新的变电站三维实景模型巡视方法，涉及电力技术领域，该方法通过拍摄设备对需要进行实时监控的目标进行拍摄，得到第一监控图像，并根据目标轮廓信息提取出第二监控图像；通过引入记录拍摄时的环境光照强度L

【技术实现步骤摘要】
基于局部场景更新的变电站三维实景模型巡视方法


[0001]本专利技术涉及电力
，更具体地说，它涉及基于局部场景更新的变电站三维实景模型巡视方法。

技术介绍

[0002]三维实景巡视技术能够提供沉浸式的巡视体验，在电力领域已经得到了一定程度的应用，尤其适合于在设备种类、数量和位置基本不会发生变化的变电站内应用。通过三维实景巡视技术能够大幅度减少现场人工巡视的工作量，降低现场人工巡视带来的安全风险。同时，由于三维实景巡视技术能够实时展示现场场景，有助于及时发现故障和安全风险，有利于变电站的长期稳定运行。
[0003]目前，三维实景巡视技术在应用时，首先需要建立变电站的三维实景模型，然后将现场实时视频与三维实景模型进行融合，得到实景融合模型。工作人员可以通过控制实景融合模型中的视角和运动轨迹在实景模型中进行巡视，从而了解变电站现场状况。然而，当前的三维实景巡视技术存在现场实时视频与三维实景模型融合不自然且融合处明显突兀的问题，得到的实景融合模型视觉效果不够真实，甚至有可能引起对故障和安全风险的误判。
[0004]因此，如何研究设计一种基于局部场景更新的变电站三维实景模型巡视方法是我们目前急需解决的问题。

技术实现思路

[0005]为解决现有技术中的不足，本专利技术的目的是提供基于局部场景更新的变电站三维实景模型巡视方法。
[0006]本专利技术的上述技术目的是通过以下技术方案得以实现的：基于局部场景更新的变电站三维实景模型巡视方法，包括以下步骤：
[0007]获取变电站内目标的预处理图像，并从所述预处理图像中提取所述目标的边缘轮廓信息；
[0008]获取所述目标实时拍摄的第一监控图像和对应拍摄时的环境光照强度L
J
，并根据所述边缘轮廓信息在所述第一监控图像中提取出仅包含所述目标的第二监控图像；
[0009]获取所述变电站预构建的三维实景模型和对应构建时的环境光照强度L
M
，并从所述三维实景模型中截取出第一模型图像，以及根据所述边缘轮廓信息在所述第一模型图像中提取出仅包含所述目标的第二模型图像；
[0010]根据所述第二模型图像、所述环境光照强度L
J
和所述环境光照强度L
M
对所述第二监控图像进行替换处理，得到替换图像；
[0011]将所述替换图像覆盖所述第一模型图像中的所述第二模型图像，得到实景融合模型；
[0012]根据巡视位置和巡视角度展示所述实景融合模型。
[0013]进一步的，所述边缘轮廓信息提取过程具体为：
[0014]在所述预处理图像中标记出所述目标的边缘轮廓线；
[0015]记录构成所述边缘轮廓线的各个像素点的坐标；
[0016]集成所述各个像素点的坐标构成所述边缘轮廓信息。
[0017]进一步的，所述边缘轮廓线的标记过程具体为：
[0018]通过双边滤波器提取所述预处理图像中的边缘特征；
[0019]将相邻的所述边缘特征连接起来，得到所述目标的所述边缘轮廓线。
[0020]进一步的，所述第二监控图像的提取过程具体为：
[0021]根据所述边缘轮廓信息对所述第一监控图像中对应的像素点进行标记；
[0022]将所述第一监控图像中相邻的被标记的像素点连接起来，形成首尾相连的围合线，被所述围合线包围的区域为只包含所述目标的所述第二监控图像；
[0023]提取出所述第二监控图像。
[0024]进一步的，所述第二模型图像的提取过程具体为：
[0025]根据所述边缘轮廓信息对所述第一模型图像中对应的像素点进行标记；
[0026]将所述第一模型图像中相邻的被标记的像素点连接起来，形成收尾相连的围合线，被所述围合线包围的区域为所述第二模型图像；
[0027]提取出所述第二模型图像。
[0028]进一步的，所述替换图像的替换处理获取过程具体为：
[0029]获取所述第二模型图像的整体色彩表征系数C
M
；
[0030]获取所述第二监控图像的整体色彩表征系数C
J
；
[0031]当时，根据的值调节所述第二监控图像的亮度，得到所述替换图像；
[0032]当或时，通过所述第二模型图像、所述环境光照强度L
J
和所述环境光照强度L
M
对所述第二监控图像的各个像素进行融合处理，得到所述替换图像。
[0033]进一步的，所述整体色彩表征系数C
M
的计算公式具体为：
[0034][0035]其中，R
Mi
表示所述第二模型图像中第i个像素的RGB颜色值中R的值，G
Mi
表示所述第二模型图像中第i个像素的RGB颜色值中G的值，B
Mi
表示所述第二模型图像中第i个像素的RGB颜色值中B的值，n表示所述第二模型图像中的像素总数量；
[0036]所述整体色彩表征系数C
J
的计算公式具体为：
[0037][0038]其中，R
Ji
表示所述第二监控图像中第i个像素的RGB颜色值中R的值，G
Ji
表示所述第二监控图像中第i个像素的RGB颜色值中G的值，B
Ji
表示所述第二监控图像中第i个像素的RGB颜色值中B的值，n表示所述第二监控图像中的像素总数量。
[0039]进一步的，根据的值调节所述第二监控图像的亮度，具体通过以下公式实现：
[0040][0041]其中，A表示调节后所述第二监控图像的亮度值，B表示调节前所述第二监控图像的亮度值。
[0042]进一步的，对所述第二监控图像的各个像素进行融合处理，具体通过以下公式实现：
[0043][0044][0045][0046]其中，R
F
表示所述替换图像中像素的RGB颜色值中R的值，G
F
表示所述替换图像中像素的RGB颜色值中G的值，B
F
表示所述替换图像中像素的RGB颜色值中B的值，R
J
表示所述第二监控图像中像素的RGB颜色值中R的值，G
J
表示所述第二监控图像中像素的RGB颜色值中G的值，B
J
表示所述第二监控图像中像素的RGB颜色值中B的值，R
M
表示所述第二模型图像中像素的RGB颜色值中R的值，G
M
表示所述第二模型图像中像素的RGB颜色值中G的值，B
M
表示所述第二模型图像中像素的RGB颜色值中B的值，X表示在X
‑
Y坐标系中像素在X方向上的坐标，Y表示在X
‑
Y坐标系中像素在Y方向上的坐标。
[0047]进一步的，所述预处理图像、第一监控图像的获取过程具体为：
[0048]根据预设位置信息和预设拍摄角度信息在所述变电站内布置拍摄设备；...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.基于局部场景更新的变电站三维实景模型巡视方法，其特征是，包括以下步骤：获取变电站内目标的预处理图像，并从所述预处理图像中提取所述目标的边缘轮廓信息；获取所述目标实时拍摄的第一监控图像和对应拍摄时的环境光照强度L
J
，并根据所述边缘轮廓信息在所述第一监控图像中提取出仅包含所述目标的第二监控图像；获取所述变电站预构建的三维实景模型和对应构建时的环境光照强度L
M
，并从所述三维实景模型中截取出第一模型图像，以及根据所述边缘轮廓信息在所述第一模型图像中提取出仅包含所述目标的第二模型图像；根据所述第二模型图像、所述环境光照强度L
J
和所述环境光照强度L
M
对所述第二监控图像进行替换处理，得到替换图像；将所述替换图像覆盖所述第一模型图像中的所述第二模型图像，得到实景融合模型；根据巡视位置和巡视角度展示所述实景融合模型。2.根据权利要求1所述的基于局部场景更新的变电站三维实景模型巡视方法，其特征是，所述边缘轮廓信息提取过程具体为：在所述预处理图像中标记出所述目标的边缘轮廓线；记录构成所述边缘轮廓线的各个像素点的坐标；集成所述各个像素点的坐标构成所述边缘轮廓信息。3.根据权利要求2所述的基于局部场景更新的变电站三维实景模型巡视方法，其特征是，所述边缘轮廓线的标记过程具体为：通过双边滤波器提取所述预处理图像中的边缘特征；将相邻的所述边缘特征连接起来，得到所述目标的所述边缘轮廓线。4.根据权利要求2所述的基于局部场景更新的变电站三维实景模型巡视方法，其特征是，所述第二监控图像的提取过程具体为：根据所述边缘轮廓信息对所述第一监控图像中对应的像素点进行标记；将所述第一监控图像中相邻的被标记的像素点连接起来，形成首尾相连的围合线，被所述围合线包围的区域为只包含所述目标的所述第二监控图像；提取出所述第二监控图像。5.根据权利要求2所述的基于局部场景更新的变电站三维实景模型巡视方法，其特征是，所述第二模型图像的提取过程具体为：根据所述边缘轮廓信息对所述第一模型图像中对应的像素点进行标记；将所述第一模型图像中相邻的被标记的像素点连接起来，形成收尾相连的围合线，被所述围合线包围的区域为所述第二模型图像；提取出所述第二模型图像。6.根据权利要求1所述的基于局部场景更新的变电站三维实景模型巡视方法，其特征是，所述替换图像的替换处理获取过程具体为：获取所述第二模型图像的整体色彩表征系数C
M
；获取所述第二监控图像的整体色彩表征系数C
J
；当时，根据的值调节所述第二监控图像的亮度，得到所述替换图像；
当或时，通过所述第二模型图像、所述环境光照强度L
J
和所述环境光照强度L
M
对所述第二监控图像的各个像素进行融合处理...

【专利技术属性】
技术研发人员：常政威，陈缨，贺含峰，徐昌前，吴杰，熊兴中，蒲维，彭倩，毛强，丁宣文，周慧莹，唐静，张燃，杨茂，卢思瑶，周启航，
申请(专利权)人：国网四川省电力公司电力科学研究院，
类型：发明
国别省市：