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基于多視圖立體視覺的數(shù)字孿生電網(wǎng)設施重建方法

2023-08-30 14:01:35
云上高博會 http://www.c05ze3x.xyz
所屬領域:
人工智能
項目成果/簡介:

數(shù)字孿生技術的出現(xiàn),增強了電網(wǎng)建設的全方位感知、網(wǎng)絡化連接和穩(wěn)定化運行能力,開辟新的電網(wǎng)管理模式,推動電網(wǎng)數(shù)字化和智能化轉(zhuǎn)型,對新型電力系統(tǒng)的建設與發(fā)展有著重大意義。電網(wǎng)設備數(shù)字化是電網(wǎng)數(shù)字孿生的關鍵環(huán)節(jié),目前針對電網(wǎng)設備的三維數(shù)字化建設,常采用依據(jù)設計資料和臺賬數(shù)據(jù)的手工建模方式,由于電網(wǎng)網(wǎng)絡龐雜、設備點多面廣、運行特性各異,且設計與運行存在差異性,導致建模工作效率低、語義信息表達不完整以及與實際的差異性,嚴重制約了電網(wǎng)智能化建設的發(fā)展。三維重建是數(shù)字孿生的虛實結(jié)合關鍵技術,是將物理世界宏觀部分中“場”和“物”的對象映射到虛擬世界實現(xiàn)數(shù)字孿生的過程,通過三維重建的方式構建設施模型,不僅能克服人工建模的諸多弊端,而且能有效滿足高速、實時性的需求。

因此為解決上述電網(wǎng)孿生模型建設所存在的弊端及滿足高速、實時性的要求,研究了一種基于SFM原理的電網(wǎng)設施三維靜態(tài)重建方法。基于此方法可以通過待建設施多視覺圖像能夠快速、準確的構建電網(wǎng)設施虛擬靜態(tài)模型,為傳統(tǒng)電網(wǎng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,數(shù)字孿生電網(wǎng)的實現(xiàn)提供有效支撐;提出了一種電網(wǎng)運動目標重建方案,以靜態(tài)模型與多幀視頻序列為輸入,構建可優(yōu)化多元目標能量函數(shù),擬合運動目標復雜形變,構建電網(wǎng)設施運動目標模型;研究了動態(tài)三維重建技術在AR系統(tǒng)中的應用前景,實現(xiàn)態(tài)場景感知與交互;以風電系統(tǒng)為典型場景,提出一種基于深度學習網(wǎng)絡的數(shù)據(jù)驅(qū)動風電系統(tǒng)孿生方法,并已實現(xiàn)專利授權。

應用范圍:

該成果主要應用于數(shù)字孿生電網(wǎng)、AR系統(tǒng),主要面向于主動電網(wǎng)數(shù)字孿生業(yè)務下虛擬模型的重建,通過多視圖立體視覺重建技術構建數(shù)字孿生電網(wǎng)設施虛擬模型,推動傳統(tǒng)電網(wǎng)的數(shù)字化轉(zhuǎn)型,為數(shù)字孿生電網(wǎng)的實現(xiàn)提供有效支撐。

效益分析:

1、數(shù)字化電網(wǎng)建設如火如荼,傳統(tǒng)手工建模耗時費力,急需一種準確、迅速的電網(wǎng)設施模型重建技術,基于多視圖立體視覺的數(shù)字孿生電網(wǎng)設施重建方法可以減少大量人力資源的消耗,節(jié)約資源成本,產(chǎn)生效益。

2、AR是當前十分活躍的研究領域,它可為機械制造,軍事,醫(yī)療,教育,娛樂等行業(yè)帶來革命性的,便捷的通訊,交互以及操作方式,動態(tài)三維重建為環(huán)境感知和虛擬內(nèi)容生成提供了技術支持,故在AR設備中的三維重建系統(tǒng)有重要的研究和應用價值,可產(chǎn)生巨大經(jīng)濟效益。

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