(19)国家知识产权局 (12)发明 专利申请 (10)申请公布号 (43)申请公布日 (21)申请 号 202210999807.5 (22)申请日 2022.08.19 (71)申请人 智洋创新科技股份有限公司 地址 255000 山东省淄博市高新区青龙山 路9009号仪器仪表产业园10号楼 (72)发明人 张旭　巴桑次仁 　秦钟　张颖　 苏世霖　白玉奇　李树震　马加坦　 战新刚　王壮　李晓光　 (74)专利代理 机构 济南竹森知识产权代理事务 所(普通合伙) 37270 专利代理师 刘宏广 (51)Int.Cl. G06F 30/20(2020.01) G06F 8/34(2018.01) G06T 17/00(2006.01)G06T 15/20(2011.01) G06T 7/246(2017.01) G06F 3/04845(2022.01) (54)发明名称 一种三维全景数字孪生输电通道可视化方 法及系统 (57)摘要 本发明公开一种三维全景数字孪生输电通 道可视化方法及系统， 属于输电线路智能运维的 技术领域。 本发 明在输电通道 通过集成遥感地图 以及三维模 型和点云模型， 通过模 型和地图结合 的方式， 进步与传感器数据融合， 以孪生出输电 通道的实时场景和三维立体场景， 据此依据传感 器数据生 成的可视化数字孪生输电通道， 大大方 便了输电通道 运维人员的巡检工作、 输电线路故 障的维护工作。 权利要求书3页 说明书11页 附图2页 CN 115422727 A 2022.12.02 CN 115422727 A 1.一种三维全景 数字孪生输电通道可视化方法， 其特 征在于， 包括： 创建杆塔的三维模型： 根据输电通道上所分布的杆塔类型对应创建杆塔的三维模型， 并导出gltf模型， 通过 对gltf模型对应加载 杆塔的点云数据； 采集杆塔信息： 采集真实输电通道上所分布杆塔的信 息， 包括： 所述杆塔所在地的经纬度坐标、 杆塔的 属性信息； 所述杆塔的属性信息包括： 杆塔的类型信息、 杆塔的维保信息； 对杆塔的三维模型进行渲染： 1)确定杆塔的旋转角度： 已知A＇ (x1,y1)、 B＇ (x2,y2),C＇ (x3,y3)这三个点为相邻的三个 杆塔， 判断杆塔是否为 转角塔： 当所述杆塔不是转角塔时， 以东西经度方向为X轴， A＇ 杆塔的角度为Math.atan2(x1, y1)/(Math.PI/180)； 当所述杆塔为 转角塔时， 计算方式如下： A＇ B＇ 线段针对X轴的角度为angl1＝Math.atan2( (y2‑y1),(x2‑x1))/(Math.PI/180)； B＇ C＇ 线段针对X轴的角度为angl2＝Math.atan2( (y3‑y2),(x3‑x2))/(Math.PI/180)； B＇ 杆塔的角度为(angl1+angl2+90)/2 以此类推获取到所有杆塔的角度； 根据计算获取三个点中间角度的平均值是转角塔的旋转角度， 并将所述转角塔的旋转 角度保存， 以备后续再次对杆塔渲染时直接调用该旋转角度； 2)杆塔的地图定位 依据杆塔所在地的经纬度坐标、 杆塔类型信息和对应的杆塔旋转角度， 利用cesium渲 染到地图上面； 3)对相邻杆塔之间的电线 进行渲染， 形成数字 孪生模拟： 首先， 计算出 杆塔上绝 缘子相对于基准 点的位置坐标； 然后， 计算出绝 缘子的经度、 纬度和高度： 绝缘子纬度＝Cesium.Math.toDegrees(Cesium.Cartographic.fromCartesian(B) .longitude).toF  ixed(10)； 绝缘子经度＝Cesium.Math.toDegrees(Cesium.Cartographic.fromCartesian(B) .latitude).toFix  ed(10)； 绝缘子高度＝Cesium.Car tographic.fromCar tesian(B).height.toFixed(2)； 其中， 所述B是电线围绕目标点杆塔的轴进行旋转的一个角度变量； 根据上述经度、 维度和高度数据绘制两条 杆塔之间的抛物线， 最终形成三维场景。 2.根据权利要求1所述一种三维全景数字孪生输电通道可视化方法， 其特征在于， 在绘 制抛物线时， 传入电线最高点与总距离的比值， 以控制线路因为温度变化导致的热胀冷缩 的一个抛物线弧度变化的数字 孪生模拟。 3.根据权利要求1所述一种三维全景数字孪生输电通道可视化方法， 其特征在于， 在步 骤2)中， 所述cesium支持笛卡尔坐标系， 通过cesium的Cartesian3方法， 把杆塔所在经纬度 转成笛卡尔坐标系； 用cesium的Model InstanceCo llection方法完成gltf文件的批量加载。 4.根据权利要求1所述一种三维全景数字孪生输电通道可视化方法， 其特征在于， 在步权　利　要　求　书 1/3 页 2 CN 115422727 A 2骤2)后， 通过选中杆塔、 旋转所述杆塔对应的控件实现对所述杆塔旋转角度的微调； 进一 步， 将所述 微调角度更新至杆塔的三维模型或杆塔台账信息中， 最终存 入服务器。 5.根据权利要求1所述一种三维全景数字孪生输电通道可视化方法， 其特征在于， 针对 所述杆塔所在地的经纬度坐标， 利用前端加密， 最终传输 到服务器。 6.根据权利要求1所述一种三维全景数字孪生输电通道可视化方法， 其特征在于， 针对 所述杆塔的属性信息， 利用前端加密， 最终传输 到服务器。 7.根据权利要求1所述一种三维全景数字孪生输电通道可视化方法， 其特征在于， 所述 判断杆塔是否为转角塔的方法为： 已知A＇ (x1,y1)、 B＇ (x2,y2),C＇ (x3,y3)这三个点为相邻的 三个杆塔； A＇ B＇ 线段针对X轴的角度为angl1＝Math.atan2( (y2‑y1),(x2‑x1))/(Math.PI/180)； B＇ C＇ 线段针对X轴的角度为angl2＝Math.atan2( (y3‑y2),(x3‑x2))/(Math.PI/180)； 对angl1和angl2进行比较： 如果相减的绝对值大于 5度， 则判断中间B＇ 对应的杆塔为 转角塔。 8.根据权利要求1所述一种三维全景数字孪生输电通道可视化方法， 其特征在于， 所述 步骤2)中的地图是通过地图瓦片下 载形成的； 在创建杆塔的三维模型中， 所述导出gltf模型的方式包括： 利用3dmax软件精细化建模 之后， 运用3dmax软件的插 件babylon导出gltf格式的杆塔的三维模型； 优选的， 所述可视化方法中还 包括对传感器的渲染： 根据杆塔经度、 纬度在相应的杆塔上面添加传感器模型； 优选的， 所述可视化方法中还 包括， 自主巡航： 通过cesium得czml来构建动画得运动轨迹， 然后通过CzmlDataSource方法把所述运动 轨迹添加到 视角内； 优选的， 所述可视化方法中还包括： 模型的懒加载， 通过过去页面视角内的经纬度坐 标， 在页面加载完成或者巡航过程中获取杆塔的坐标来判断该坐标范围内需要渲染哪些 gltf模型： 当gltf模型不在可视范围时， 则 销毁此gltf模型。 9.根据权利要求1所述一种三维全景数字孪生输电通道可视化方法， 其特征在于， 所述 可视化方法中还 包括， 页面的交 互功能： 用户对三维场景的交 互操作实现对其旋转、 缩放和拖拽； 所述交互操作还包括： 通过点击杆塔的三维模型， 以弹出所述杆塔所在地的经纬度坐 标、 杆塔的属性信息； 通过点击杆塔的三维模型， 以弹出对应传感器实时监测到的数据。 10.一种实现如权利要求1 ‑9任意一项所述三维全景数字孪生输电通道可视化方法的 可视化系统， 其特征在于， 所述系统包括： 三维模型、 点云模型、 杆塔台账数据模块、 传感器 数据模块、 服 务器和web端； 所述三维模型为所述可视化方法中所述杆塔的三维模型； 所述点云模型 是通过对杆塔的三维模型进行渲染所对应得到的模型； 所述杆塔台账数据模块用于实时储存、 更新杆塔的所在地的经纬度坐标、 杆塔的属性 信息和转角数据；权　利　要　求　书 2/3 页 3 CN 115422727 A 3