輸電鐵塔三維虛擬裝配方法組成比例

一種輸電鐵塔三維虛擬裝配方法，它包括以下步驟：①將輸電鐵塔分解為若干個電力組件，根據國網電力設備標準，采用面向對象技術對分解后的電力組件進行分類，得到組件的設備屬性信息，然后對電力組件進行標識，得到設備標識信息；②關聯電力組件的設備屬性信息和設備標識信息，采用三維建模技術創建三維組件式電力設備模型，得到三維電力設備組件模型數據庫；③根據輸電鐵塔的空間配置和各個電力組件的組裝關系，建立輸電鐵塔組裝關系數據模型；④根據已建立的輸電鐵塔組裝關系數據模型，對三維組件式電力設備模型進行虛擬裝配，得到完整的輸電鐵塔三維模型。

【技術實現步驟摘要】

本專利技術涉及一種設備的虛擬裝配方法，具體地說是涉及輸電鐵塔的三維虛擬裝配方法。
技術介紹
近年來，三維GIS技術得到了蓬勃發展，并在大規模地形顯示、空間數據管理和空間數據分析等方面都取得了突破性的進展。三維建模技術作為電カ行業三維可視化的基礎，得到了廣泛的研究和應用。但傳統的三維建模技術帶有一體化的特征，在電カ行業對電力設備的設計和管理應用中，針對每一個電カ設備均使用傳統建模方法會帶來工作量大，模型修改困難的難點。本專利技術基于三維GIS平臺，實現了電網電力設備的組件式三維精細建模及其裝配流程，在實際工作中建設了面向電カ設備對象的三維建模及虛擬裝配方案，實現了在三維可視化環境中進行電力設備精細表達及設備組合控制。目前主流的三維建模技術是指使用基于ACIS內核的三維設計軟件所構造的各種線框、曲面、實體造型經由幾何變換形成帶有三維顯示特征的模型，這種模型提供了著色、消隱等三維可視化效果，整個模型被作為統ー的整體存儲為獨立的模型文件。目前流行的三維建模技術及建模方法帶來的主要問題在于三維模型是一體化的，將三維模型加載到3D GIS系統中只能做整體性變換而不能分開做設備各組件的調整，這種現象帶來的ー個主要問題就是針對每種不同的電カ設備均要重新建立一套完整的模型，在實際工作中對現有輸電鐵塔組件做出調整之后，也要重新根據現有實際資料來重新建摸，會導致工作量加劇，模型修改困難的情況出現。
技術實現思路
本專利技術的目的是提供一種裝配方法，利用該裝配方法構建的三維模型與真實建設資料和建設環境相匹配，可實現電力設備的三維精細表達。為實現上述目的，本專利技術采用以下技術方案: 一種輸電鉄塔三維虛擬裝配方法，它包括以下步驟: ①將輸電鐵塔分解為若干個電カ組件，根據國網電カ設備標準，采用面向對象技術對分解后的電カ組件進行分類，得到組件的設備屬性信息，然后對電カ組件進行標識，得到設備標識信息； ②關聯電カ組件的設備屬性信息和設備標識信息，采用三維建模技術創建三維組件式電カ設備模型，得到三維電カ設備組件模型數據庫； ③根據輸電鐵塔的空間配置和各個電カ組件的組裝關系，建立輸電鐵塔組裝關系數據模型； ④根據已建立的輸電鐵塔組裝關系數據模型，對三維組件式電カ設備模型進行虛擬裝配，得到完整的輸電鐵塔三維模型。所述電カ組件采用樹狀結構的電氣設備分類方法進行分類。所述的步驟④包括以下流程: i)、收集所要建設的當地實際輸電鐵塔的建設資料； ii)、在三維電カ設備組件模型數據庫中選擇適用于當地實際輸電鐵塔的三維組件式電カ設備模型； iii)、在已選擇的三維組件式電カ設備模型基礎上，根據輸電鉄塔組裝關系數據模型，在局部坐標系中裝配絕緣子串、金具設備組件； iv)、將三維裝配后的輸電鐵塔設備模型經由局部坐標系到世界坐標系的變換，加載至三維GIS平臺上，實現輸電鐵塔仿真顯示。當地實際輸電鐵塔的建設資料包括塔桿坐標、塔形、塔高、絕緣子串坐標和掛點信息。采用上述技術方案的本專利技術，具有以下優點: (I)本專利技術實現了面向電カ設備各組件的高精度三維模型的分類、標識設計方法，使得電カ設計和管理行業使用的三維模型精度大大提高；在此基礎上建立的高精度三維組件式電カ設備模型，它基于現有三維建模技術，采用面向對象設計方法來完成電カ模型的組件配置關系分析，從而為建設輸電鉄塔的高精度三維模型奠定了基礎。(2)本專利技術實現了輸電鐵塔設備三維虛擬裝配關系研究及裝配過程的實現流程，改善了三維建模工作流程，有助于提升電カ行業實際工作中三維建模的效率，減少不必要的工作量。附圖說明圖1為本專利技術的原理框圖。圖2為本專利技術中的電カ設備各組件之間的空間耦合關系圖。圖3為本專利技術建立三維組件式電カ設備模型的原理圖。圖4為本專利技術輸電鐵塔三維模型的虛擬裝配流程圖。具體實施例方式如圖1所示，本專利技術包括以下步驟: ①將輸電鐵塔分解為若干個電カ組件，根據國網電カ設備標準，采用面向對象技術對分解后的電カ組件進行分類，分類的方法為樹狀結構的電氣設備分類方法，通過該方法得到組件的設備屬性信息，然后對電カ組件進行標識，得到設備標識信息。電カ組件分類時，考慮到在基于三維GIS技術的電網建設、運行虛擬場景中，由于電網及其設備間的拓撲關系從傳統的ニ維轉向了三維，從平面轉向了立體，所以電網監控中的邏輯關系也有了新的特征。在三維電網信息監控系統中，不但要考慮電路線路、塔桿之間的空間關系，考慮線路與設備間的空間關系，還要考慮電カ設備內部的關系，即電カ設備各組件之間的空間耦合關系，如圖2所示。電カ設備基本類是所有電カ設備的基類，它包含所有的電カ設備都具有的參數，如設備名稱、設備編號、設備類型和位置。在樹狀電カ設備分類中，由于所有的電カ設備類均繼承于電カ設備基本類，系統可把不同種類的電カ設備類對象視為ー個電カ設備基本類對象處理。在電カ組件的標識方面，本專利技術通過將設備分組，方便地組織設備數據。實施吋，將設備分類成輸電電氣設備、輸電附屬設備、變電一次設備、變電二次設備、變電輔助設備等等，具體地設備分類數據如表i所示。本文檔來自技高網...

【技術保護點】
一種輸電鐵塔三維虛擬裝配方法，其特征在于，它包括以下步驟：①將輸電鐵塔分解為若干個電力組件，根據國網電力設備標準，采用面向對象技術對分解后的電力組件進行分類，得到組件的設備屬性信息，然后對電力組件進行標識，得到設備標識信息；②關聯電力組件的設備屬性信息和設備標識信息，采用三維建模技術創建三維組件式電力設備模型，得到三維電力設備組件模型數據庫；③根據輸電鐵塔的空間配置和各個電力組件的組裝關系，建立輸電鐵塔組裝關系數據模型；④根據已建立的輸電鐵塔組裝關系數據模型，對三維組件式電力設備模型進行虛擬裝配，得到完整的輸電鐵塔三維模型。

【技術特征摘要】
1.一種輸電鉄塔三維虛擬裝配方法，其特征在于，它包括以下步驟: ①將輸電鐵塔分解為若干個電カ組件，根據國網電カ設備標準，采用面向對象技術對分解后的電カ組件進行分類，得到組件的設備屬性信息，然后對電カ組件進行標識，得到設備標識信息； ②關聯電カ組件的設備屬性信息和設備標識信息，采用三維建模技術創建三維組件式電カ設備模型，得到三維電カ設備組件模型數據庫； ③根據輸電鐵塔的空間配置和各個電カ組件的組裝關系，建立輸電鐵塔組裝關系數據模型； ④根據已建立的輸電鐵塔組裝關系數據模型，對三維組件式電カ設備模型進行虛擬裝配，得到完整的輸電鐵塔三維模型。2.根據權利要求1所述的輸電鐵塔三維虛擬裝配方法，其特征在于:所述電カ組件采用樹狀結構的電氣...

【專利技術屬性】
技術研發人員：葛國平，凌紹雄，魏勝民，胡玉生，張先俊，姚淑玲，潘誠，吳軍波，付華臣，鄭征，吳曉輝，
申請(專利權)人：河南省電力公司，
類型：發明
國別省市：