变电站三维设计模型的质量检测方法及系统技术方案

本发明专利技术公开了一种变电站三维设计模型的质量检测方法，包括获取目标变电站的实际三维数据并处理转换为与变电站三维设计模型同属性的数据类型；确定变电站三维设计模型的主体结构和关键部件并采用几何体进行表达；对齐表达内容与处理后的变电站的实际三维数据；选取表达内容中几何体的关键点并计算关键点之间的距离；计算变电站三维设计模型的总定位误差和总尺寸误差，并基于计算结果完成变电站三维设计模型的质量检测。本发明专利技术还公开了一种实现所述变电站三维设计模型的质量检测方法的系统。本发明专利技术提不仅能够实现变电站三维设计模型的质量检测，提高变电站三维设计模型的质量和应用，而且客观性好、精确性高且效率较高。精确性高且效率较高。精确性高且效率较高。

【技术实现步骤摘要】
变电站三维设计模型的质量检测方法及系统


[0001]本专利技术属于变电站三维设计
，具体涉及一种变电站三维设计模型的质量检测方法及系统。

技术介绍

[0002]随着经济技术的发展和人们生活水平的提高，电能已经成为了人们生产和生活中必不可少的二次能源，给人们的生产和生活带来了无尽的便利。因此，保障电能的稳定可靠供应，就成为了电力系统最重要的任务之一。
[0003]目前，电力系统的变电站设计工作已进入三维设计时代。近年来全国范围内电力设计院在高电压等级的变电站设计项目中已开始配套三维设计内容，构建全站三维设计模型；并随着模型库的完善，开始向低电压等级变电站延伸。目前，变电站三维设计工作的主要作用局限于设计阶段本身，其价值在于提高设计阶段不同专业的协同性，特别是管线设计，从而提高设计效率。
[0004]变电站三维设计模型是一种非常具有潜在价值的数据，因此电力系统希望其能在移交至运维方后继续发挥作用。然而，因为设计阶段与运维阶段对变电站三维模型的需求不同，因此导致了设计阶段产生的变电站三维模型无法在运维阶段直接实现应用的问题。因此，对于变电站三维设计模型的质量检测工作，就显得尤为重要。
[0005]但是，现阶段的变电站三维设计模型的质量检测工作，还是采用的人工检测的方式进行。这种人工检测的方式，不仅费时费力，而且检测标准无法统一，检测过程的主观性强，无法满足现今的使用要求。

技术实现思路

[0006]本专利技术的目的之一在于提供一种客观性好、精确性高且效率较高的变电站三维设计模型的质量检测方法。
[0007]本专利技术的目的之二在于提供一种实现所述变电站三维设计模型的质量检测方法的系统。
[0008]本专利技术提供的这种变电站三维设计模型的质量检测方法，包括如下步骤：
[0009]S1.获取目标变电站的实际三维数据；
[0010]S2.将步骤S1获取的变电站的实际三维数据进行处理并转换为与变电站三维设计模型同属性的数据类型；
[0011]S3.根据步骤S2获取的数据和变电站三维设计模型在运维阶段应用需求，确定变电站三维设计模型的主体结构和关键部件；
[0012]S4.将步骤S3确定的主体结构和关键部件采用设定的几何体进行单独表达或组合表达；
[0013]S5.将步骤S4得到的主体结构和关键部件的表达内容与处理后的变电站的实际三维数据进行数据对齐；
[0014]S6.选取表达内容中各个几何体的关键点，并计算各个几何体中关键点与对应的处理后的变电站的实际三维数据中的点之间的距离；
[0015]S7.根据步骤S6得到的距离值，计算得到变电站三维设计模型的总定位误差和总尺寸误差；
[0016]S8.根据步骤S7得到的总定位误差和总尺寸误差，完成变电站三维设计模型的质量检测。
[0017]步骤S1所述的获取目标变电站的实际三维数据，具体为采用具有设定精度的激光雷达，获取目标变电站现场的三维点云数据。
[0018]步骤S2所述的将步骤S1获取的变电站的实际三维数据进行处理并转换为与变电站三维设计模型同属性的数据类型，具体为将步骤S1获取的变电站现场的三维点云数据，转换为与变电站三维设计模型同属性的数据类型，从而在统一的三维空间中实现变电站三维设计模型与变电站现场三维点云数据的同步加载和显示。
[0019]步骤S4所述的将步骤S3确定的主体结构和关键部件采用设定的几何体进行单独表达或组合表达，具体包括如下步骤：
[0020]将步骤S3确定的主体结构和关键部件，采用设定的几何体进行表达；
[0021]所述的设定的几何体包括长方体、圆柱体、球体和锥体；
[0022]若主体结构和关键部件能够用单一的几何体表达，则将主体结构和关键部件采用单一的几何体进行表达；若主体结构和关键部件不能够用单一的几何体表达，则将主体结构和关键部件进行拆分，并将拆分得到的各个部分再采用单一的几何体进行表达。
[0023]步骤S5所述的将步骤S4得到的主体结构和关键部件的表达内容与处理后的变电站的实际三维数据进行数据对齐，具体包括如下步骤：
[0024]若表达内容为长方体，则依次按照XY平面、XZ平面和YZ平面进行数据对齐；
[0025]若表达内容为圆柱体，则依次按照底面、顶面和圆柱轴进行数据对齐；
[0026]若表达内容为球体，则依次按照圆心、半径进行数据对齐；
[0027]若表达内容为圆锥体，则依次按照底面、顶点和圆锥轴进行数据对齐。
[0028]步骤S6所述的选取表达内容中各个几何体的关键点，并计算各个几何体中关键点与对应的处理后的变电站的实际三维数据中的点之间的距离，具体包括如下步骤：
[0029]A.若表达内容为长方体，则选取长方体6个面的中心点作为关键点，并计算六个关键点与对应的处理后的变电站的实际三维数据中的点之间的距离，得到距离值CD1～CD6；
[0030]若表达内容为圆柱体，则选取底面圆心、顶面圆心和圆柱轴中心点作为关键点，计算三个关键点与对应的处理后的变电站的实际三维数据中的点之间的距离，得到距离值SO1～SO3；
[0031]若表达内容为球体，则选取圆心、球面在Z轴方向的顶点作为关键点，并计算两个关键点与对应的处理后的变电站的实际三维数据中的点之间的距离，得到距离值BO1和BO2；
[0032]若表达内容为圆锥体，则选取底面圆心、顶点作为关键点，并计算两个关键点与对应的处理后的变电站的实际三维数据中的点之间的距离，得到距离值CO1和CO2；
[0033]B.在变电站的三维设计模型中，选定一个主体结构M，选定主体结构M的中心点；计算剩余n
‑
1个结构的中心点与主体结构M的中心点之间的距离，得到设计中心点距离值集合
D1为D1＝{D
1,1
,D
1,2
,...,D
1,i
,...,D
1,n
‑1}；其中，D
1,i
为剩余的第i个结构的中心点与主体结构M的中心点之间的距离，n为变电站的三维设计模型中结构的总数；
[0034]在处理后的变电站的实际三维数据中，选定对应的主体结构M'，选定主体结构M'的中心点；计算剩余n
‑
1个结构的中心点与主体结构M'的中心点之间的距离，得到实际中心点距离值集合D2为D2＝{D
2,1
,D
2,2
,...,D
2,i
,...,D
2,n
‑1}；其中，D
2,i
为剩余的第i个结构的中心点与主体结构M'的中心点之间的距离，n为处理后的变电站的实际三维数据中结构的总数。
[0035]步骤S7所述的根据步骤S6得到的距离值，计算得到变电站三维设计模型的总定位误差和总尺寸误差，具体包括如下步骤：
[0036]a.根据步骤S6得到的得到的距离值，计算总定位误差：
[003本文档来自技高网...

【技术保护点】

【技术特征摘要】
1.一种变电站三维设计模型的质量检测方法，包括如下步骤：S1.获取目标变电站的实际三维数据；S2.将步骤S1获取的变电站的实际三维数据进行处理并转换为与变电站三维设计模型同属性的数据类型；S3.根据步骤S2获取的数据和变电站三维设计模型在运维阶段应用需求，确定变电站三维设计模型的主体结构和关键部件；S4.将步骤S3确定的主体结构和关键部件采用设定的几何体进行单独表达或组合表达；S5.将步骤S4得到的主体结构和关键部件的表达内容与处理后的变电站的实际三维数据进行数据对齐；S6.选取表达内容中各个几何体的关键点，并计算各个几何体中关键点与对应的处理后的变电站的实际三维数据中的点之间的距离；S7.根据步骤S6得到的距离值，计算得到变电站三维设计模型的总定位误差和总尺寸误差；S8.根据步骤S7得到的总定位误差和总尺寸误差，完成变电站三维设计模型的质量检测。2.根据权利要求1所述的变电站三维设计模型的质量检测方法，其特征在于步骤S1所述的获取目标变电站的实际三维数据，具体为采用具有设定精度的激光雷达，获取目标变电站现场的三维点云数据。3.根据权利要求2所述的变电站三维设计模型的质量检测方法，其特征在于步骤S2所述的将步骤S1获取的变电站的实际三维数据进行处理并转换为与变电站三维设计模型同属性的数据类型，具体为将步骤S1获取的变电站现场的三维点云数据，转换为与变电站三维设计模型同属性的数据类型，从而在统一的三维空间中实现变电站三维设计模型与变电站现场三维点云数据的同步加载和显示。4.根据权利要求3所述的变电站三维设计模型的质量检测方法，其特征在于步骤S4所述的将步骤S3确定的主体结构和关键部件采用设定的几何体进行单独表达或组合表达，具体包括如下步骤：将步骤S3确定的主体结构和关键部件，采用设定的几何体进行表达；所述的设定的几何体包括长方体、圆柱体、球体和锥体；若主体结构和关键部件能够用单一的几何体表达，则将主体结构和关键部件采用单一的几何体进行表达；若主体结构和关键部件不能够用单一的几何体表达，则将主体结构和关键部件进行拆分，并将拆分得到的各个部分再采用单一的几何体进行表达。5.根据权利要求4所述的变电站三维设计模型的质量检测方法，其特征在于步骤S5所述的将步骤S4得到的主体结构和关键部件的表达内容与处理后的变电站的实际三维数据进行数据对齐，具体包括如下步骤：若表达内容为长方体，则依次按照XY平面、XZ平面和YZ平面进行数据对齐；若表达内容为圆柱体，则依次按照底面、顶面和圆柱轴进行数据对齐；若表达内容为球体，则依次按照圆心、半径进行数据对齐；若表达内容为圆锥体，则依次按照底面、顶点和圆锥轴进行数据对齐。
6.根据权利要求5所述的变电站三维设计模型的质量检测方法，其特征在于步骤S6所述的选取表达内容中各个几何体的关键点，并计算各个几何体中关键点与对应的处理后的变电站的实际三维数据中的点之间的距离，具体包括如下步骤：A.若表达内容为长方体，则选取长方体6个面的中心点作为关键点，并计算六个关键点与对应的处理后的变电站的实际三维数据中的点之间的距离，得到距离值CD1～CD6；若表达内容为圆柱体，则选取底面圆心、顶面圆心和圆柱轴中心点作为关键点，计算三个关键点与对应的处理后的变电站的实际三维数据中的点之间的距离，得到距离值SO1～SO3；若表达内容为球体，则选取圆心、球面在Z轴方向的顶点作为关键点，并计算两个关键点与对应的处理后的变电站的实际三维数据中的点之间的距离，得到距离值BO1和BO2；若表达内容为圆锥体，则选取底面圆心、顶点作为关键点，并计算两个关键点与对应的处理后的变电站的实际三维数据中的点之间的距离，得到距离值CO1和CO2；B.在变电站的三维设计模型中，选定一个主体结构M，选定主体结构M的中心点；计算剩余n
‑
1个结构的中心点与主体结构M的中心点之间的距离，得到设计中心点距离值集合D1为D1＝{D
1,1
,D
1,2
,...,D
1,i
,...,D
1,n
‑1}；其中，D
1,i
为剩余的第i个结构的中心点与主体结构M的中心点之间的距离，n为变电站的三维设计模型中结构的总数；在处理后的变电站的实际三维数据中，选定对应的主体结构M'，选定主体结构M'的中心点；计算剩余n
‑
1个结构的中心点与主体结构M'的中心点之间的距离，得到实际中心点距离值集合D2为D2＝{D
2,1
,D
2,2
,...,D
2,i
,...,D
2,n
‑1}；其中，D
2,i
为剩余的第i个结构的中心点与主体结构M'的中心点之间的距离，n为处理后的变电站的实际三维数据中结构的总数。7.根据权利要求6所述的变电站三维设计模型的质量检测方法，其特征在于步骤S7所述的根据步骤S6得到的距离值，计算得到变电站三维设计模型的总定位误差和总尺寸误差，具体包括如下步骤：a.根据步骤S6得到的得到的距离值，计算总定位误差：D
i
＝|D
1,i
‑
D
2,i
|式中D
i
为第i个结构的定位误差；D
1,i
为在变电站的...

【专利技术属性】
技术研发人员：雷川丽，吴小忠，刘功杰，李勇，甘星，徐志强，肖辉，沈小军，
申请(专利权)人：国网湖南省电力有限公司经济技术研究院国家电网有限公司，
类型：发明
国别省市：